CN220013748U - 一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种刚性‑半刚性桩复合地基桩顶结构，其包括由若干桩基结构横向及纵向等距布置且整体呈方形设置的框架结构，所述框架结构顶部固设有若干斜向顶梁，若干所述斜向顶梁以所述框架结构的方形中心线呈45°设置，且所述斜向顶梁交叉成若干呈正方形的方形框；所述斜向顶梁顶部设有垫层结构，所述垫层结构由所述斜向顶梁向上依次具有高强复合材料层、第一碎石层、土工格栅层、第二碎石层。本实用新型使得相同条件下较传统桩帽结构、方形顶梁结构具有更大的接触面积、更小的出露净间距、更小的钢筋混凝土用量，结构施工方便、经济性好、环保和利于推广等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构。
背景技术
在高速铁路等领域，通常采用CFG桩、素混凝土桩对土质地基进行加固处理以满足上部结构对沉降变形的严格要求，CFG桩、素混凝土桩比碎石桩、水泥土搅拌桩等地基加固桩的强度明显大得多，相比碎石桩、水泥土搅拌桩，CFG桩、素混凝土桩常称为刚性或半刚性桩。刚性或半刚性桩具有足够大的桩身强度，但桩身直径通常为0.4-0.8m，如何充分发挥刚性或半刚性桩的承载性能，工程实践中通常采用在桩顶设置扩大桩帽，如图2，以增大桩身的受力面积，从而可以增大桩间距，以实现最佳承载性能和具有良好的经济性，也有在桩顶设置纵横向的顶梁结构来实现这种目的，如图1。但同样的桩间距，设置何种桩顶结构以及垫层结构，才能实现刚性或半刚性桩最佳性能并能保证上部垫层不会因过大的桩间空距而产生受力过大或长久受力变形过大或耐久性不足等问题。因此，提出一种适宜的刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构具有重要意义，并具有施工方便、承载性能好、经济性好、环保和利于推广应用等特点。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，旨在有效发挥刚性或半刚性桩承载性能并避免过大的桩间空距造成上部垫层结构受力变形过大和耐久性不足等问题，具有施工方便、承载性能好、经济性好、环保和利于推广应用等特点。
为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，包括由若干桩基结构横向及纵向等距布置且整体呈方形设置的框架结构，所述框架结构顶部固设有若干斜向顶梁，若干所述斜向顶梁以所述框架结构的方形中心线呈45°设置，且所述斜向顶梁交叉成若干呈正方形的方形框；所述斜向顶梁顶部设有垫层结构，所述垫层结构由所述斜向顶梁向上依次具有高强复合材料层、第一碎石层、土工格栅层、第二碎石层。
进一步的，所述框架结构纵向每隔30～50m设置伸缩缝，该伸缩缝采用钢筋混凝土成型，且其截面尺寸为0.4m*0.4m。
进一步的，所述斜向顶梁通过连接钢筋定位于所述桩基结构顶部，其中，所述连接钢筋下部预埋于所述桩基结构内、上部与所述斜向顶梁的钢筋连接，并与该斜向顶梁一体浇筑成型。
进一步的，所述连接钢筋预埋入所述桩基结构内长度大于等于0.3m；所述连接钢筋出露桩顶高度0.15～0.25m；所述连接钢筋每组2～4根，钢筋直径15～25mm。
优选的，所述高强度复合材料层由高强土工布或水泥毯洒水固化成型材料制成。
进一步的，所述第一碎石层、第二碎石层均为0.3m厚度。
优选的，所述桩基结构为CFG桩或混凝土桩结构。
进一步的，相邻所述桩基结构之间间距为1.8～2.2m。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中，桩基结构为上部荷载的承载受力结构，并解决土质地基的沉降变形，其设置深度和布置间距通过计算确定；斜向顶梁用以增大桩基结构与上部覆土的接触面积，比传统的桩帽结构具有更大的接触面积、更小的出露净间距、更小的钢筋混凝土用量，比传统的方形桩梁结构具有更大的接触面积、更小的出露净间距、相近的钢筋混凝土用量，斜向顶梁形成的最佳出露净距更利于垫层结构保持更好的受力状态和使用寿命；连接钢筋用于增强桩基结构与斜向顶梁之间的连接强度，并有利于增强填筑体结构的整体稳定性；垫层结构用于协调上部填土与桩基结构之间的变形，并使桩基结构之间的受力更加协调、平衡，底部采用一层高强复合材料层利于保证采用较大的桩基结构间距时，具有足够的强度和变形协调能力。本实用新型使得相同条件下较传统桩帽结构、方形顶梁结构具有更大的接触面积、更小的出露净间距、更小的钢筋混凝土用量，结构施工方便、经济性好、环保和利于推广等特点。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是传统刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构方形顶梁平面示意简图；
图2是传统刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构桩帽结构平面示意简图；
图3是本实用新型刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构剖视示意图；
图4是图3中斜向顶梁的平面示意简图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图3、4所示，本实用新型提供了一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其包括由若干桩基结构1横向及纵向等距布置且整体呈方形设置的框架结构，框架结构顶部固设有若干斜向顶梁2，若干斜向顶梁2以框架结构的方形中心线呈45°设置，且斜向顶梁2交叉成若干呈正方形的方形框；斜向顶梁2顶部设有垫层结构6，垫层结构6由斜向顶梁2向上依次具有高强复合材料层61、第一碎石层62、土工格栅层63、第二碎石层64。
本方案中的刚性-半刚性桩是指桩基结构为CFG桩或混凝土桩结构，一般情况下，相邻桩基结构1之间间距为1.8～2.2m。斜向顶梁2成45°方向设置在桩基结构1顶部，形成框架结构，框架结构纵向每隔30～50m设置伸缩缝，该伸缩缝采用钢筋混凝土成型，且其截面尺寸为0.4m*0.4m。
斜向顶梁2通过连接钢筋5定位于桩基结构1顶部，其中，连接钢筋5下部预埋于桩基结构1内、上部与斜向顶梁2的钢筋连接，并与该斜向顶梁2一体浇筑成型。具体地，连接钢筋5预埋入桩基结构1内长度大于等于0.3m；连接钢筋5出露桩顶高度0.15～0.25m；连接钢筋5每组2～4根，钢筋直径15～25mm。
对于垫层结构，高强度复合材料层61由高强土工布或水泥毯洒水固化成型材料制成，抗拉强度大于400kN/m,土工格栅抗拉强度大于80kN/m；第一碎石层62、第二碎石层64均为0.3m厚度。
具体如：
某CFG桩在土质地基中正方形布置，场地桩基结构布置如图1、2、4所示数量为6根*5根，桩径0.5m、桩间距2.0m；图4为斜向顶梁布置形式，斜向顶梁截面尺寸0.4m*0.4m；图1为方形顶梁布置形式，方形顶梁截面尺寸0.4m*0.4m；图2为桩帽布置形式，桩帽直径1.2m、厚0.5m，得出如下参数：
| 图1方形顶梁 | 图2桩帽形式 | 图4斜向顶梁 | |
| 与上部覆土接触面积 | 33.2m2 | 33.9m2 | 35.3m2 |
| 最大出露空距 | 2.26m | 1.63m | 1.43m |
| 钢筋混凝土用量 | 13.3m3 | 16.96m3 | 14.1m3 |
由上表可以看出，采用斜向顶梁较之采用传统方形顶梁、桩帽形式的刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构来说，性能更优异。
总的来说，桩基结构为上部荷载的承载受力结构，并解决土质地基的沉降变形，其设置深度和布置间距通过计算确定；斜向顶梁用以增大桩基结构与上部覆土的接触面积，比传统的桩帽结构具有更大的接触面积、更小的出露净间距、更小的钢筋混凝土用量，比传统的方形桩梁结构具有更大的接触面积、更小的出露净间距、相近的钢筋混凝土用量，斜向顶梁形成的最佳出露净距更利于垫层结构保持更好的受力状态和使用寿命；连接钢筋用于增强桩基结构与斜向顶梁之间的连接强度，并有利于增强填筑体结构的整体稳定性；垫层结构用于协调上部填土与桩基结构之间的变形，并使桩基结构之间的受力更加协调、平衡，底部采用一层高强复合材料层利于保证采用较大的桩基结构间距时，具有足够的强度和变形协调能力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其特征在于：包括由若干桩基结构(1)横向及纵向等距布置且整体呈方形设置的框架结构，所述框架结构顶部固设有若干斜向顶梁(2)，若干所述斜向顶梁(2)以所述框架结构的方形中心线呈45°设置，且所述斜向顶梁(2)交叉成若干呈正方形的方形框；所述斜向顶梁(2)顶部设有垫层结构(6)，所述垫层结构(6)由所述斜向顶梁(2)向上依次具有高强复合材料层(61)、第一碎石层(62)、土工格栅层(63)、第二碎石层(64)。
2.根据权利要求1所述一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其特征在于：所述框架结构纵向每隔30～50m设置伸缩缝，该伸缩缝采用钢筋混凝土成型，且其截面尺寸为0.4m*0.4m。
3.根据权利要求1所述一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其特征在于：所述斜向顶梁(2)通过连接钢筋(5)定位于所述桩基结构(1)顶部，其中，所述连接钢筋(5)下部预埋于所述桩基结构(1)内、上部与所述斜向顶梁(2)的钢筋连接，并与该斜向顶梁(2)一体浇筑成型。
4.根据权利要求3所述一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其特征在于：所述连接钢筋(5)预埋入所述桩基结构(1)内长度大于等于0.3m；所述连接钢筋(5)出露桩顶高度0.15～0.25m；所述连接钢筋(5)每组2～4根，钢筋直径15～25mm。
5.根据权利要求1所述一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其特征在于：所述高强度复合材料层(61)由高强土工布或水泥毯洒水固化成型材料制成。
6.根据权利要求1所述一种刚性-半刚性复合地基桩顶结构，其特征在于：所述第一碎石层(62)、第二碎石层(64)均为0.3m厚度。
7.根据权利要求1所述一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其特征在于：所述桩基结构(1)为CFG桩或混凝土桩结构。
8.根据权利要求1或7所述一种刚性-半刚性桩复合地基桩顶结构，其特征在于：相邻所述桩基结构(1)之间间距为1.8～2.2m。
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