CN214005644U - 一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于复合地基领域，并具体公开了一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其包括从下至上依次设置的下卧层、桩基层和褥垫层，其中：所述桩基层包括多根组合桩和充满在组合桩之间的桩间土，所述组合桩包括嵌套在一起的钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩，且所述钢纤维橡胶桩的桩顶设在所述褥垫层中。本实用新型通过将钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合形成复合地基，使其具有一定变形能力，且桩‑土差异沉降较小、经济性较好、具备一定隔震作用，解决了普通钢筋混凝土桩复合地基的桩‑土差异沉降大、不能充分发挥桩间土承载力、抗震性能不佳的问题。

Description

一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基

技术领域

本实用新型属于复合地基领域，更具体地，涉及一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基。

背景技术

以前将碎石桩加固过的地基称为复合地基，随着复合地基技术的迅猛发展，除碎石桩复合地基以外，先后发展了各类水泥桩复合地基、灰土桩复合地基、各类混凝土桩复合地基以及各种型式的组合桩复合地基。

钢筋混凝土桩复合地基近年来应用广泛，但是钢筋混凝土桩的变形能力差，钢筋混凝土桩采用的钢筋混凝土的弹性模量一般在15～40GPa，而桩间软土的弹性模量一般在2～8MPa，桩-土的刚度差异很大，容易造成基础底面的土体的不均匀沉降，且不能充分发挥桩间土的承载力，经济性较差，不利于复合地基的发展和应用。

现有的解决钢筋混凝土桩复合地基中土体不均匀沉降的方法是设置横向加筋垫层，但是加筋垫层的施工工序较为复杂，费时费力且经济性不佳，而且在软土地区的复合地基中设置横向加筋垫层对减小桩-土差异沉降的作用有限。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其目的在于，通过将钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合形成复合地基，使其具有一定变形能力，且桩-土差异沉降较小、经济性较好、具备一定隔震作用，可解决普通钢筋混凝土桩复合地基的桩-土差异沉降大、不能充分发挥桩间土承载力、抗震性能不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，包括从下至上依次设置的下卧层、桩基层和褥垫层，其中：所述桩基层包括多根组合桩和充满在组合桩之间的桩间土，所述组合桩包括嵌套在一起的钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩，且所述钢纤维橡胶桩的桩顶设在所述褥垫层中。

作为进一步优选的，所述组合桩均匀分布排列，且各组合桩的间距为3～5倍桩径。

作为进一步优选的，所述钢纤维橡胶桩下端有一挖空的圆柱体形凹陷，所述钢筋混凝土桩上端有一凸起部分，该凸起部分与圆柱体形凹陷的形状尺寸一致。

作为进一步优选的，所述钢纤维橡胶桩的桩长为桩径的两倍，所述钢筋混凝土桩中圆柱体形凹陷的高度与桩径相等，圆柱体形凹陷的直径为桩径的一半。

作为进一步优选的，所述钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩嵌套连接处均涂有沥青粘接剂。

作为进一步优选的，所述钢纤维橡胶桩与所述桩间土的刚度相同。

作为进一步优选的，所述钢纤维橡胶桩包括混合在一起的硫化橡胶和钢纤维，其中钢纤维含量为3％～8％。

作为进一步优选的，所述钢纤维橡胶桩外表面设有防水耐腐蚀耐磨涂层。

作为进一步优选的，所述褥垫层由级配砂石组成，且褥垫层的厚度为15cm～50cm。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型通过将钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合形成复合地基，使其具有一定变形能力，且桩-土差异沉降较小、经济性较好、具备一定隔震作用，解决了普通钢筋混凝土桩复合地基的桩-土差异沉降大、不能充分发挥桩间土承载力、抗震性能不佳的问题。

2.本实用新型在复合地基中采用钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩，钢纤维橡胶桩具有较高的阻尼比，在地震发生时能够减小地震波向上传递的能量，起到隔震作用，同时由于钢纤维橡胶刚度与土体刚度较接近，减小了上部的桩与土的刚度差异，上部桩体的变形能力较强，桩体对垫层的刺入变形较小，桩-土差异沉降相应减小，优化了桩-土共同作用机理，可以更充分发挥桩间土的承载力，提高了工程经济性，减小了土体的不均匀沉降，优化了地基承载力和桩体的局部变形能力。

3.本实用新型组合桩均匀分布排列并控制桩间距，合理的桩间距可保证合理的桩-土应力比，充分利用桩间土的承载能力，橡胶桩的横向变形对桩间土有一定的挤密作用，加速桩间土的排水固结过程，因排水固结而挤密的桩间土也对钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩有箍紧作用，增大了桩-土之间的摩阻力，从而提高了桩体的竖向承载力。

4.本实用新型的钢纤维橡胶桩由硫化橡胶与钢纤维混合在工厂预制而成，硫化橡胶具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能，钢纤维的加入能减少橡胶桩内部裂纹的发生和发展，而且提高了橡胶的抗剪切能力和抗裂性能，钢纤维橡胶桩外表面有一定厚度防水耐腐蚀耐磨涂层，阻碍了土中碱性物质和水对橡胶桩的腐蚀，减缓橡胶的老化。

5.本实用新型的钢纤维橡胶桩含钢纤维量为3％～8％，合理控制钢纤维掺量，能够改善钢纤维橡胶桩的弹性模量和泊松比等基本力学特性，使得钢纤维橡胶桩的弹性模量为5～15MPa，并与实际工程中桩间土的弹性模量尽量接近，而且可以提高橡胶桩的抗裂性和抗剪切能力，达到改良橡胶桩的目的。

6.本实用新型的褥垫层为由级配砂石组成，能合理分配竖向荷载，保证一部分的荷载通过褥垫层作用在桩间土上，与组合桩共同承担荷载，降低了工程造价，提高了经济效益；同时褥垫层的厚度为15～50cm，合理褥垫层厚度可充分调动桩间土的承载力，使得基础的沉降较小，工程经济性较高。

附图说明

图1是本实用新型实施例复合地基结构示意图；

图2是本实用新型实施例钢纤维橡胶桩结构示意图；

图3是本实用新型实施例钢筋混凝土桩结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-基础，2-褥垫层，3-钢纤维橡胶桩，4-钢筋混凝土桩，4a-凸起部分，4b-钢筋混凝土桩主体，5-桩间土，6-下卧层。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型实施例提供的一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，如图1所示，包括从下至上依次设置的下卧层6、桩基层和褥垫层2，其中：所述桩基层包括多根均匀分布排列的组合桩和充满在组合桩之间的桩间土5，所述组合桩包括嵌套在一起的钢纤维橡胶桩3和钢筋混凝土桩4，组合桩的上部为钢纤维橡胶桩3，组合桩下部为钢筋混凝土桩4，且所述钢纤维橡胶桩3的桩顶设在所述褥垫层2中，所述褥垫层2与基础1底面直接接触；优选的，各组合桩的间距为3～5倍桩径。

具体的，钢纤维橡胶桩3和钢筋混凝土桩4桩径一致，如图2和图3所示，所述钢纤维橡胶桩3呈“凹”字形结构，即其下端有一挖空的圆柱体形凹陷，所述钢筋混凝土桩4呈“凸”字形结构，其包括钢筋混凝土桩主体4b和设置在该钢筋混凝土桩主体4b上端的凸起部分4a，该凸起部分4a与圆柱体形凹陷形状尺寸一致；优选的，所述钢纤维橡胶桩3的桩长为桩径的两倍，所述钢筋混凝土桩4中圆柱体形凹陷的高度与桩径相等，圆柱体形凹陷的直径为桩径的一半。

进一步的，钢纤维橡胶桩3和钢筋混凝土桩4在连接前用砂纸对钢纤维橡胶桩3的圆柱体形凹陷区内壁及环形底面进行打毛，并清理钢筋混凝土桩4的上部凸起部分4a上的灰尘，并在上部凸起部分4a和圆环面上刷上一层烧熔的沥青粘接剂。

进一步的，钢纤维橡胶桩3由工厂提前预制，制成的钢纤维橡胶桩的刚度可通过控制加工工艺和外加剂含量在一定范围内进行改变，使其与桩间土的刚度尽量接近；所述钢纤维橡胶桩3包括混合在一起的硫化橡胶和钢纤维，其中钢纤维含量为3％～8％；所述钢纤维橡胶桩3的外表面设有一定厚度得防水耐腐蚀耐磨涂层。

进一步的，所述褥垫层2为由一定级配砂石组成的垫层，且褥垫层2的厚度为15cm～50cm。

以下以一具体实施例对复合地基的结构和施工方法进行说明：

钢纤维橡胶桩内含有5％的钢纤维量，钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩均匀分布排列，桩间距为4倍的桩径；褥垫层为由级配砂石组成，褥垫层的厚度为30cm。

按设计要求预制钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩，钢纤维橡胶桩由工厂预制，按设计要求称取5％直径为0.2mm、长度为13mm的钢纤维与橡胶搅拌均匀，并将其硫化后制成呈“凹”字形结构的钢纤维橡胶桩，下部的呈“凸”字形结构的钢筋混凝土桩采用现场绑扎钢筋笼后浇筑施工，然后在钢纤维橡胶桩与钢筋混凝土桩连接之前将钢纤维橡胶桩的内壁用砂纸打毛，增强上下两部分桩体连接时钢纤维橡胶与钢筋混凝土之间的摩擦力，并清理钢筋混凝土桩的上部凸起部分上的灰尘，并在上部凸起部分和圆环面上刷上一层烧熔的沥青作为粘接剂，方便将钢筋混凝土与钢纤维橡胶的接触面进行粘接，使得上下两部分桩体连接更紧密。然后在吊车的协助下完成钢纤维橡胶桩与钢筋混凝土桩的连接，使钢筋混凝土桩与钢纤维橡胶桩连接成一个整体。最后进行褥垫层施工，完成复合地基的施工。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，包括从下至上依次设置的下卧层(6)、桩基层和褥垫层(2)，其中：所述桩基层包括多根组合桩和充满在组合桩之间的桩间土(5)，所述组合桩包括嵌套在一起的钢纤维橡胶桩(3)和钢筋混凝土桩(4)，且所述钢纤维橡胶桩(3)的桩顶设在所述褥垫层(2)中。

2.如权利要求1所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述组合桩均匀分布排列，且各组合桩的间距为3～5倍桩径。

3.如权利要求1所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述钢纤维橡胶桩(3)下端有一挖空的圆柱体形凹陷，所述钢筋混凝土桩(4)上端有一凸起部分，该凸起部分与圆柱体形凹陷的形状尺寸一致。

4.如权利要求3所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述钢纤维橡胶桩(3)的桩长为桩径的两倍，所述钢筋混凝土桩(4)中圆柱体形凹陷的高度与桩径相等，圆柱体形凹陷的直径为桩径的一半。

5.如权利要求1所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述钢纤维橡胶桩(3)和钢筋混凝土桩(4)嵌套连接处均涂有沥青粘接剂。

6.如权利要求1所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述钢纤维橡胶桩(3)与所述桩间土(5)的刚度相同。

7.如权利要求1所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述钢纤维橡胶桩(3)包括混合在一起的硫化橡胶和钢纤维，其中钢纤维含量为3％～8％。

8.如权利要求1所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述钢纤维橡胶桩(3)外表面设有防水耐腐蚀耐磨涂层。

9.如权利要求1-8任一项所述的由钢纤维橡胶桩和钢筋混凝土桩组合的复合地基，其特征在于，所述褥垫层(2)由级配砂石组成，且褥垫层(2)的厚度为15cm～50cm。

Images