CN209179042U - 一种具有螺旋状通孔的群桩基础 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的具有螺旋状通孔的群桩基础，通过在所述管桩的管壁上沿着管壁的纵向间隔设有若干组通孔，每一通孔组包括位于同一水平位置上且均匀分布于管桩的管壁的三个通孔，相比一个和两个通孔形式，超孔隙水压力最大值最小，且开孔处产生应力集中效应最小；且将位于上方的通孔组中的三个通孔相对相邻下方通孔组的三个通孔在管桩的管壁上向顺时针或者逆时针旋转60°，可在确保管桩具有足够强度的前提下，使桩周土体内的自由水和淤泥在群桩沉桩过程中从六个方向中以最短路径快速流入管桩的管腔内，能有效降低桩周土体内的超孔隙水压力的最大值，加速超孔隙水压力的消散，减小沉桩挤土效应，并使桩周土体的抗剪强度得以提高，地基承载力增强。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑施工领域，尤其涉及一种具有螺旋状通孔的群桩基础。
背景技术
随着建筑业和国民经济的发展，建设用地越发紧张，导致人们不得不在有限的土地上建高层甚至是超高层，来提高土地的利用率。为了使基础能满足上部荷载要求，通常需要对土体进行加固处理，桩基础就是最常见的一种基础形式。
众多桩基础中，管桩因其单桩承载力高，抗弯及抗拔性能相对于传统桩型都有较大优势，静压沉桩具有施工过程中低污染、不扰民，能够有效地控制地基不均匀沉降等优点，故被广泛使用。然而工程中通常单根桩是无法承受上部结构的荷载，当单桩的承载力无法满足要求时，实际需要采用两根或两根以上的多根桩来共同承担上部荷载，各桩通过桩顶的承台连为一体，形成群桩管桩基础。但群桩管桩在沉桩过程中不可避免的会产生挤土效应，使桩周土体超孔隙水压力在短时间内急剧上升，从而会对工程造成一系列的沉桩事故。
因此，如何在群桩沉桩过程中加速超孔隙水压力的消散或是减小群桩超孔隙水压力的最大值，有效减小沉桩挤土效应，降低沉桩事故的发生，是本领域亟待解决的一个技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有螺旋状通孔的群桩基础，可以使得沉桩过程中产生的自由水和淤泥从六个方向以最短路径快速流入管桩的管腔内，加速超孔隙水压力的消散并减小群桩超孔隙水压力的最大值，有效减小沉桩挤土效应，降低沉桩事故的发生。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
一种具有螺旋状通孔的群桩基础，设置于土体内用于加固土体，包括承台以及设置于承台下方的若干管桩，所述管桩的管壁上沿着管壁的纵向间隔设有若干通孔组，每一通孔组包括位于同一水平位置上且均匀分布于所述管桩的管壁的三个通孔，位于上方的通孔组中的三个通孔相对相邻下方通孔组的三个通孔在管桩的管壁上向顺时针或者逆时针旋转60°。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述管桩的数量为四个，四个管桩的顶部与承台固定连接，四个管桩的顶部分布于一个正方形的四个顶点上，所述承台为正方形，所述四个管桩的顶部所在的正方形与承台所在的正方形的四条边对应平行，且所述四个管桩的顶部所在的正方形与承台所在的正方形的中心连线垂直于承台的上表面。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述通孔为圆孔。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述通孔的孔径为管桩的桩径的1/15～2/15。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述的管桩的壁厚为桩径的1/10～1/12。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述管桩的桩径为管桩的桩长的1/14～1/15。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，相邻管桩的间距为桩径的5～10倍。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述若干通孔组沿着管桩的纵向等间距设置。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述三个通孔的形状和大小一致。
由以上公开的技术方案可知，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型提供的具有螺旋状通孔的群桩基础，通过在所述管桩的管壁上沿着管壁的纵向间隔设有若干组通孔，每一通孔组包括位于同一水平位置上且均匀分布于所述管桩的管壁的三个通孔，通过模型试验和数值模拟分析得到：管桩的管壁上同一水平位置均匀开设三个通孔，相比于在管桩的管壁上单向开孔和双向开孔，超孔隙水压力最大值最小，而且开孔处产生的应力集中效应最小。并且，将位于上方的通孔组中的三个通孔相对相邻下方通孔组的三个通孔在管桩的管壁上向顺时针或者逆时针旋转60°，即将三个通孔沿着管桩的纵向螺旋布置，可使桩周土体内的自由水和淤泥在群桩沉桩过程中从六个方向中以最短路径快速自由流入管桩的管腔内，施工过程中或施工间歇期可以利用水泵持续抽出，能有效降低桩周土体内的超孔隙水压力的最大值、加速超孔隙水压力的消散，达到更快降低超孔隙水压力的目的，有效减小沉桩挤土效应，降低沉桩事故的发生，并使得桩周土体的抗剪强度得以提高，地基承载力增强。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的具有螺旋状通孔的群桩基础的立体结构示意图。
图2为本实用新型实施例一的具有螺旋状通孔的群桩基础的立面结构示意图。
图3为图2的A-A剖面示意图。
图4为图2的B-B剖面示意图。
图中：1-承台、2-管桩、3-管腔、4-通孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本实用新型的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本实用新型技术方案的限制。
请参阅图1至图4，本实施例公开了一种具有螺旋状通孔的群桩基础，设置于土体内用于加固土体，包括承台1以及设置于承台1下方的若干管桩，所述管桩2为圆形管桩，具有一个管腔3，所述管桩2的管壁上沿着管壁的纵向的等间距间隔设有若干组通孔，每一通孔组包括位于同一水平位置上且均匀分布于所述管桩2的管壁的三个通孔4，所述三个通孔4的形状和大小一致，位于上方的通孔组中的三个通孔4相对相邻下方通孔组的三个通孔4在管桩2 的管壁上向顺时针或者逆时针旋转60°。也就是说，在群桩各管桩2的管壁一定高度开三个呈等边三角形分布的通孔，然后将所开的三个通孔整体旋转 60度后沿桩长一定距离再开孔，如此循环，按照这种开孔方式在管桩2的管壁上自上而下形成若干呈螺旋状分布的小孔。
本实用新型提供的具有螺旋状通孔的群桩基础，通过模型试验和数值模拟分析得到：管桩2的管壁上同一水平位置均匀开设三个通孔4，相比于在管桩的管壁上单向开孔和双向开孔，超孔隙水压力最大值最小，而且开孔处产生的应力集中效应最小。并且，将位于上方的通孔组中的三个通孔4相对相邻下方通孔组的三个通孔4在管桩2的管壁上向顺时针或者逆时针旋转60°，即将三个通孔4沿着管桩2的纵向螺旋开孔布置，可以在不降低管桩2强度的前提下，使桩周土体内的自由水和淤泥群桩沉桩过程中从六个方向中以最短路径快速自由流入管桩2的管腔3内，施工过程中或施工间歇期可以利用水泵持续抽出，能有效降低桩周土体内的超孔隙水压力的最大值、加速超孔隙水压力的消散，达到更快降低超孔隙水压力的目的，有效减小沉桩挤土效应，降低沉桩事故的发生，并使得桩周土体的抗剪强度得以提高，地基承载力增强。
为了使得具有螺旋状通孔的群桩基础的整体更加稳定，增大其与周边土体承受上部荷载的能力，优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述管桩2的数量为四个，四个管桩2的顶部与承台1固定连接，四个管桩2的顶部分布于一个正方形的四个顶点上，所述承台1为正方形，所述四个管桩2 的顶部所在的正方形与承台1所在的正方形的四条边对应平行，且所述四个管桩2的顶部所在的正方形与承台1所在的正方形的中心连线垂直于承台1的上表面。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述通孔4为圆孔，圆孔成孔更加便利，通孔4周长相等的情况下，面积最大的图形为圆形，加速超孔隙水压力的消散，并减小群桩超孔隙水压力的最大值。
为了使得管桩2具有足够的强度和刚度，优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，所述通孔4的孔径为管桩2的桩径的1/15～2/15，所述的管桩2的壁厚为桩径的1/10～1/12，所述管桩2的桩径为管桩2的桩长的 1/14～1/15，所述的管桩间距为管桩2的桩径的5～10倍。
优选的，在上述的具有螺旋状通孔的群桩基础中，相邻管桩2的间距为桩径的5～10倍，从而提高具有螺旋状通孔的群桩基础的整个稳定性和强度，增大其与周边土体承受上部荷载的能力。
综上所述，本实用新型提供的具有螺旋状通孔的群桩基础，管桩的管壁上同一水平位置均匀开设三个通孔，将位于上方的通孔组中的三个通孔相对相邻下方通孔组的三个通孔在管桩的管壁上向顺时针或者逆时针旋转60°，能够使得桩周土体内的自由水和淤泥从六个方向中以最短路径快速自由流入管桩的管腔内，施工过程中或施工间歇期可以利用水泵持续抽出，能有效降低桩周土体内的超孔隙水压力的最大值、加速超孔隙水压力的消散，达到更快降低超孔隙水压力的目的，有效减小沉桩挤土效应，降低沉桩事故的发生，并使得桩周土体的抗剪强度得以提高，地基承载力增强。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有螺旋状通孔的群桩基础，设置于土体内用于加固土体，其特征在于，包括承台以及设置于承台下方的若干管桩，所述管桩的管壁上沿着管壁的纵向间隔设有若干通孔组，每一通孔组包括位于同一水平位置上且均匀分布于所述管桩的管壁的三个通孔，位于上方的通孔组中的三个通孔相对相邻下方通孔组的三个通孔在管桩的管壁上向顺时针或者逆时针旋转60°。
2.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，所述管桩的数量为四个，四个管桩的顶部与承台固定连接，四个管桩的顶部分布于一个正方形的四个顶点上，所述承台为正方形，所述四个管桩的顶部所在的正方形与承台所在的正方形的四条边对应平行，且所述四个管桩的顶部所在的正方形与承台所在的正方形的中心连线垂直于承台的上表面。
3.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，所述通孔为圆孔。
4.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，所述通孔的孔径为管桩的桩径的1/15～2/15。
5.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，所述的管桩的壁厚为桩径的1/10～1/12。
6.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，所述管桩的桩径为管桩的桩长的1/14～1/15。
7.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，相邻管桩的间距为桩径的5～10倍。
8.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，所述若干通孔组沿着管桩的纵向等间距设置。
9.如权利要求1所述的具有螺旋状通孔的群桩基础，其特征在于，所述三个通孔的形状和大小一致。
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| CN113323000A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-08-31 | 徐州工程学院 | 近断层群桩基础的防灾减灾结构 |
| CN114263222A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-04-01 | 浙江大学 | 砂土中倾斜偏心荷载下测定群桩极限承载力的模型试验装置及方法 |
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