CN215165777U - 一种应用于软土地基的桩基结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于软土地基的桩基结构，包括打入软土地基的刚性桩体，刚性桩体顶部固设有桩帽，相邻桩帽经EPS结构层连接，所述EPS结构层包括铺设于EPS板与桩帽下部的防水结构层和铺设于EPS板与桩帽上部的钢筋混凝土板，EPS板铺设于相邻桩帽之间，EPS板与桩帽和防水结构层之间铺设有砂垫层，桩帽与EPS板之间的缝隙用膨胀水泥砂浆进行填缝，钢筋混凝土板与桩帽上部铺设加筋垫层，加筋垫层上部铺设路堤填料。本实用新型不受桩帽间狭窄空间的限制，施工简单快捷，方便无噪音，同时保证施工质量和缩短工期，适用于路基施工技术领域。

Description

一种应用于软土地基的桩基结构

技术领域

本实用新型属于路基施工技术领域，具体的说，涉及一种应用于软土地基的桩基结构。

背景技术

随着中国经济的飞速发展，对交通运输资源的需求日益增加，高速公路和高速铁路作为最为方便快捷的交通运输资源，得到了大力发展。在高速公路和高速铁路建设中，不可避免地要通过一些不适宜修建路堤的不良地基，在这些不良地基上填筑高填方路堤，常常会面临地基承载力不足、失稳、路堤沉降、不均匀沉降以及侧向变形过大等问题。由于地质条件的复杂性、工期和经济方面的原因，传统施工方法的应用存在较大的局限性。桩承式加筋路基由桩、桩帽和加筋垫层组成，是近年来兴起的一种新型路堤型式，具有施工工期短、路堤沉降、不均匀沉降以及侧向变形小，路基整体稳定性高等优点，而被广泛应用。但是传统的桩承式路基施工中在桩帽间采用夯实回填土的形式进行填充，由于桩帽间作业面狭窄，无法对紧靠结构物部分的填土很好地进行碾压，而用小型机具夯实，容易造成压实度达不到设计要求，使桩间土沉降偏大，并且夯击时产生较大的噪声和震动，操作繁琐，工期较长。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用于软土地基的桩基结构，用于解决传统的桩承式路基施工中在桩帽间采用夯实回填土的形式进行填充，由于桩帽间作业面狭窄，无法对紧靠结构物部分的填土很好地进行碾压，而用小型机具夯实，容易造成压实度达不到设计要求，使桩间土沉降偏大，并且夯击时产生较大的噪声和震动，操作繁琐，工期较长的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种应用于软土地基的桩基结构，包括打入软土地基的刚性桩体，刚性桩体顶部固设有桩帽，相邻桩帽经EPS结构层连接，所述EPS结构层包括铺设于EPS板与桩帽下部的防水结构层和铺设于EPS板与桩帽上部的钢筋混凝土板，EPS板铺设于相邻桩帽之间，EPS板与桩帽和防水结构层之间铺设有砂垫层，桩帽与EPS板之间的缝隙用膨胀水泥砂浆进行填缝，钢筋混凝土板与桩帽上部铺设加筋垫层，加筋垫层上部铺设路堤填料。

进一步的，所述刚性桩体采用预应力管桩，正方形布桩，其顶部固设有圆形钢板，桩帽采用钢筋混凝土浇筑而成，其横截面为正方形，刚性桩体顶部嵌入桩帽底部并与之固定连接。

进一步的，所述刚性桩体长度不小于14m，刚性桩体进入地基的粉土粉砂层不少于5m，桩帽的边长不小于1m，刚性桩体顶部嵌入桩帽深度不小于50mm，圆形钢板的直径不小于40cm，厚度不小于1cm，桩帽与EPS板之间的缝隙不大于20mm。

进一步的，所述EPS板纵横交错铺设无通缝，设置大于0.5m的错缝，相邻EPS板块体间用爪型连接件连接固定，EPS板通过销钉打入地基固定，销钉插入地基的深度不小于20cm。

进一步的，所述防水结构层包括自下而上铺设的编织土工布、低透水性材料及无纺土工布，编织土工布、低透水性材料及无纺土工布通过针刺设备连成整体。

进一步的，所述加筋垫层包括底部碎石层和顶部碎石层，底部碎石层和顶部碎石层中间铺设有土工格栅，底部碎石层铺设于桩帽和钢筋混凝土板之上，路堤填料铺设于顶部碎石层之上。

进一步的，所述述底部碎石层和顶部碎石层的碎石采用硬质岩石块选用未风化、饱和单轴极限抗压强度大于30MPa的岩石，其粒径不大于5cm，且细粒含量不超过10％，加筋垫层厚度不小于30cm，底部碎石层和顶部碎石层的铺设厚度均不低于15cm。

进一步的，所述土工格栅采用高强度聚酯双向经编土工格栅，每延米横向极限抗拉强度≥200KN/m，纵横向极限抗拉强度下的伸长率≤10％；纵横向5％伸长率时，纵横向抗拉强度≥70KN/m，网孔尺寸25-35mm，纵横向筋带宽度15-25mm，节点厚度5-6mm，幅宽不小于5m。

进一步的，所述EPS板密度不小于15kg/m3，抗压强度不小于200Kpa，砂垫层采用中粗砂，铺设厚度为10-20cm。

进一步的，所述钢筋混凝土板厚度为10-15cm，长度比顶层铺设的EPS板长20cm以上。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：将刚性桩体打入软土地基内，其顶部固设桩帽，相邻桩帽之间铺设EPS板并通过膨胀水泥砂浆填缝，在EPS板与桩帽下部铺设砂垫层和防水结构层，在保证防水的前提下，不需要夯实设备的繁琐操作，施工方便无噪音；在EPS板与桩帽上部浇筑铺设钢筋混凝土板，在与EPS板同时作用下将各刚性桩体和桩帽连接为以整体，保证整体结构稳定性；在钢筋混凝土上铺设加筋垫层，进一步增加路堤下方的承载能力，在路堤受载时，其下方受力更加均匀，减小不均匀沉降和侧向变形。

综上，本实用新型不受桩帽间狭窄空间的限制，施工简单快捷，方便无噪音，同时保证施工质量和缩短工期，适用于路基施工技术领域。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中桩帽与EPS结构层连接的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中桩帽与EPS结构层俯视图；

图4为本实用新型实施例中刚性桩体与桩帽连接的结构示意图。

标注部件：1-刚性桩体，101-桩体钢筋，102-圆形钢板，2-桩帽，201-桩帽钢筋，3-防水结构层，4-砂垫层，5-EPS结构层，6-钢筋混凝土板，7-加筋垫层，8-路堤填料，9-销钉，10-爪型连接件，11-膨胀水泥砂浆，12-EPS板，13-碎石层，14-土工格栅，15-软土地基。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种应用于软土地基的桩基结构，如图1所示，包括打入软土地基15的刚性桩体1，刚性桩体1顶部固设有桩帽2，相邻桩帽2经EPS结构层5连接，所述EPS结构层5包括铺设于EPS板12与桩帽2下部的防水结构层3和铺设于EPS板12与桩帽2上部的钢筋混凝土板6，EPS板12铺设于相邻桩帽2之间，EPS板12与桩帽2和防水结构层3之间铺设有砂垫层4，桩帽2与EPS板12之间的缝隙用膨胀水泥砂浆11进行填缝，钢筋混凝土板6与桩帽2上部铺设加筋垫层7，加筋垫层7上部铺设路堤填料8。所述防水结构层3包括自下而上铺设的编织土工布、低透水性材料及无纺土工布，编织土工布、低透水性材料及无纺土工布通过针刺设备连成整体。

本实用新型的有益效果在于：将刚性桩体1打入软土地基15内，其顶部固设桩帽2，相邻桩帽2之间铺设EPS板12并通过膨胀水泥砂浆11填缝，在EPS板12与桩帽2下部铺设砂垫层4和防水结构层3，在保证防水的前提下，不需要夯实设备的繁琐操作，施工方便无噪音；在EPS板12与桩帽2上部浇筑铺设钢筋混凝土板6，在与EPS板12同时作用下将各刚性桩体1和桩帽2连接为以整体，保证整体结构稳定性；在钢筋混凝土板6上铺设加筋垫层7，进一步增加路堤下方的承载能力，在路堤受载时，其下方受力更加均匀，减小不均匀沉降和侧向变形。

作为一个优选的实施例，所述刚性桩体1采用预应力管桩，正方形布桩，其顶部固设有圆形钢板102，桩帽2采用钢筋混凝土浇筑而成，其横截面为正方形，刚性桩体1顶部嵌入桩帽2底部并与之固定连接。具体的，所述刚性桩体1长度不小于14m，刚性桩体1进入软土地基15的粉土粉砂层不少于5m，桩帽2的边长不小于1m，刚性桩体1顶部嵌入桩帽2深度不小于50mm，圆形钢板102的直径不小于40cm，厚度不小于1cm，桩帽2与EPS板12之间的缝隙不大于20mm。

进一步的，如图4所示，刚性桩体1内部预埋有桩体钢筋101，桩帽2内预埋有桩帽钢筋201，圆形钢板102尺寸与刚性桩体1顶部相适配，圆形钢板102固设于刚性桩体1顶部并与桩体钢筋101和桩帽钢筋201固定连接为一个整体。圆形钢板102开设有与桩体钢筋101适配的多个通孔，刚性桩体1打入软土地基15后，将圆形钢板102安装在其顶部，使桩帽钢筋201穿过通孔并与桩帽钢筋201同时与圆形钢板102焊接固定为一个整体，然后对桩帽2进行浇筑，将刚性桩体1嵌入桩帽2下方，嵌入深度不低于10cm。该结构通过圆形钢板102将刚性桩体1进行封堵内孔，防止混凝土浇筑时候进入，另一方面通过圆形钢板102与桩体钢筋101和桩帽钢筋201的固定连接，并将将刚性桩体1嵌入桩帽2下方一定深度，刚性桩体1与桩帽2形成一个整体结构，保证了两者之间的整体稳定性。

作为一个优选的实施例，如图2、图3所示，所述EPS板12纵横交错铺设无通缝，设置大于0.5m的错缝，相邻EPS板12块体间用爪型连接件10连接固定，EPS板12通过销钉9打入软土地基15固定，销钉9插入软土地基15的深度不小于20cm，为增加EPS结构层5与软土地基15连接稳定性，可适当增设销钉9数量于各层之间，本实施例中，底层EPS板12也增设了销钉9插入软土地基15进行底层EPS板12的基础固定。该EPS板12铺设连接结构和爪型连接件10打入软土地基15将EPS板12固定，使得EPS板12与EPS板12之间，EPS板12与软土地基15之间，连接紧凑且稳固可靠，再通过膨胀水泥砂浆11填缝，然后再在EPS板12和桩帽2上层浇筑钢筋混凝土板6，其钢筋混凝土板6可起到扩散路面传递的荷载的作用，使得EPS结构层5与桩帽2形成稳定的整体结构，稳定的布设于软土地基15上，避免刚性桩体1在长期使用时，在外力作用和地质因素的共同作用下发生倾斜和松动，为上层施工结构提供稳固可靠的基础，以减小路基不均匀沉降。

作为一个优选的实施例，如图2所示，所述加筋垫层7包括底部碎石层13和顶部碎石层13，底部碎石层13和顶部碎石层13中间铺设有土工格栅14，底部碎石层13铺设于桩帽2和钢筋混凝土板6之上，路堤填料8铺设于顶部碎石层13之上。所述述底部碎石层13和顶部碎石层13的碎石采用硬质岩石块选用未风化、饱和单轴极限抗压强度大于30MPa的岩石，其粒径不大于5cm，且细粒含量不超过10％，加筋垫层7厚度不小于30cm，底部碎石层13和顶部碎石层13的铺设厚度均不低于15cm。通过铺设顶部碎石层13和底部碎石层13，使下方的刚性桩体1、桩帽2和EPS结构层5在受载荷时，起到一定的缓冲作用，通过铺设土工格栅14，起到一定的拉力作用，减小碎石层13的分散力，增加加筋垫层7的整体结构稳定性和受力均匀性，减小侧向变形。

进一步的，为保证加筋垫层7的结构强度，本实用新型各部分所采用的相关参数要求如下，所述土工格栅14采用高强度聚酯双向经编土工格栅14，每延米横向极限抗拉强度≥200KN/m，纵横向极限抗拉强度下的伸长率≤10％；纵横向5％伸长率时，纵横向抗拉强度≥70KN/m，网孔尺寸25-35mm，纵横向筋带宽度15-25mm，节点厚度5-6mm，幅宽不小于5m。所述EPS板12密度不小于15kg/m3，抗压强度不小于200Kpa，砂垫层4采用中粗砂，铺设厚度为10-20cm。所述钢筋混凝土板6厚度为10-15cm，长度比顶层铺设的EPS板12长20cm以上。

综上所述，本实用新型不受桩帽2间狭窄空间的限制，施工简单快捷，方便无噪音，同时保证施工质量和缩短工期，适用于路基施工技术领域。

本实用新型还提供了一种应用于软土地基15的桩基结构施工方法，其步骤如下：

(1)平整场地，将施工场地表面杂物进行彻底清理；

(2)压桩，将桩体打入软土地基15内，在压桩过程中，刚性桩体1不得偏移，压桩的各工序施工应保持连续进行；

(3)铺设防水结构层3，在防水结构层3上铺设20cm厚中粗砂，中粗砂整平摊铺后用轻型压路机压实；

(4)浇筑桩帽2，刚性桩体1顶部固定好圆形钢板102和桩帽钢筋201，然后浇筑桩帽2，浇筑前需监理对钢筋、模板等验收，验收合格后使用泵车浇筑混凝土；

(5)铺设EPS结构层5，在桩帽2之间铺设EPS板12，EPS板12材纵横交错布置无通缝，设置大于0.5m的错缝，EPS板12块体间用爪型连接件10连接；底层和顶层EPS板12铺筑就位后，分别用圆钢制成销钉9打入基底，销钉9插入底基的深度不小于20cm，桩帽2与EPS板12之间的缝隙不应大于20mm，并用微膨胀水泥砂浆11灌满填缝；

(7)在EPS结构层5与桩帽2上浇筑钢筋混凝土板6，厚度一般以10-15cm为宜，长度比顶层的EPS板12长20cm以上；

(7)铺设加筋垫层7，土工格栅14铺设，铺设前，首先在桩帽2和底层的EPS板12上方铺设一层碎石，然后将土工格栅14张拉均匀、平整铺设，并用U型钢筋钉将其固定，土工格栅14铺设完成后，及时填筑上层的碎石填料，减小土工格栅14受外界环境影响平整度；碎石采取平铺方式，并人工找平，然后用压路机将其压实，压实厚度与松铺厚度比值小于0.9；

(8)路堤填筑，在加筋垫层7上进行符合要求的路堤填料8填筑碾压至路床顶部。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：包括打入软土地基的刚性桩体，刚性桩体顶部固设有桩帽，相邻桩帽经EPS结构层连接，所述EPS结构层包括铺设于EPS板与桩帽下部的防水结构层和铺设于EPS板与桩帽上部的钢筋混凝土板，EPS板铺设于相邻桩帽之间，EPS板与桩帽和防水结构层之间铺设有砂垫层，桩帽与EPS板之间的缝隙用膨胀水泥砂浆进行填缝，钢筋混凝土板与桩帽上部铺设加筋垫层，加筋垫层上部铺设路堤填料。

2.根据权利要求1所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述刚性桩体采用预应力管桩，正方形布桩，其顶部固设有圆形钢板，桩帽采用钢筋混凝土浇筑而成，其横截面为正方形，刚性桩体顶部嵌入桩帽底部并与之固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述刚性桩体长度不小于14m，刚性桩体进入地基的粉土粉砂层不少于5m，桩帽的边长不小于1m，刚性桩体顶部嵌入桩帽深度不小于50mm，圆形钢板的直径不小于40cm，厚度不小于1cm，桩帽与EPS板之间的缝隙不大于20mm。

4.根据权利要求1所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述EPS板纵横交错铺设无通缝，设置大于0.5m的错缝，相邻EPS板块体间用爪型连接件连接固定，EPS板通过销钉打入地基固定，销钉插入地基的深度不小于20cm。

5.根据权利要求1所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述防水结构层包括自下而上铺设的编织土工布、低透水性材料及无纺土工布，编织土工布、低透水性材料及无纺土工布通过针刺设备连成整体。

6.根据权利要求1所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述加筋垫层包括底部碎石层和顶部碎石层，底部碎石层和顶部碎石层中间铺设有土工格栅，底部碎石层铺设于桩帽和钢筋混凝土板之上，路堤填料铺设于顶部碎石层之上。

7.根据权利要求6所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述述底部碎石层和顶部碎石层的碎石采用硬质岩石块选用未风化、饱和单轴极限抗压强度大于30MPa的岩石，其粒径不大于5cm，且细粒含量不超过10％，加筋垫层厚度不小于30cm，底部碎石层和顶部碎石层的铺设厚度均不低于15cm。

8.根据权利要求6所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述土工格栅采用高强度聚酯双向经编土工格栅，每延米横向极限抗拉强度≥200KN/m，纵横向极限抗拉强度下的伸长率≤10％；纵横向5％伸长率时，纵横向抗拉强度≥70KN/m，网孔尺寸25-35mm，纵横向筋带宽度15-25mm，节点厚度5-6mm，幅宽不小于5m。

9.根据权利要求1所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述EPS板密度不小于15kg/m3，抗压强度不小于200Kpa，砂垫层采用中粗砂，铺设厚度为10-20cm。

10.根据权利要求1所述的一种应用于软土地基的桩基结构，其特征在于：所述钢筋混凝土板厚度为10-15cm，长度比顶层铺设的EPS板长20cm以上。

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