專利名稱：一種適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于巖溶區(qū)的通過樁側(cè)階梯錐形面將荷載逐步傳遞至周圍地 基的樁基礎(chǔ)及其施工方法，特指成樁時由地表往下每隔一段距離進(jìn)行縮徑，并在各級縮徑 處樁土接觸面上設(shè)置墊層，保證階梯錐形樁各段側(cè)摩阻力與端阻力按設(shè)計意圖發(fā)揮，使樁 頂荷載分級傳遞到地基中，以保證工程安全。
背景技術(shù)：
在巖溶區(qū)修建橋梁樁基時，地下發(fā)育的巖溶給工程修建帶來許多困難，許多樁孔 周圍及樁端以下一定范圍內(nèi)地基含溶洞的情況十分復(fù)雜，如采用傳統(tǒng)樁基設(shè)計，難以保證 樁側(cè)摩阻力或樁端阻力按設(shè)計值正常發(fā)揮。而目前普遍采用的方案是將樁基加長，直至將 樁設(shè)置在完整基巖上，或直接按照摩擦樁設(shè)計。采用加長樁基方案時，地基深部作業(yè)極為困 難，常使造價顯著增高，且存在施工安全問題；而采用摩擦樁方案時，樁頂位移可能較大，且 其受動力荷載作用后的安全性亦難以保證。如能將樁的形狀變成階梯錐形，則錐形面上可 發(fā)揮足夠的支承力，且樁基上大下小，避免了由于端阻失效而導(dǎo)致刺入破壞。這樣，即可不 必一味加長樁基，且能夠更好的保證工程安全，減少不必要的浪費(fèi)，目前仍沒有此類技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種具有較大的承載能力和較小的沉 降量的適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供該適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基的施 工方法。為了解決上述每一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基，包 括樁基本體，所述的樁基本體為階梯錐形樁，所述的階梯錐形樁直至端承面各級形成有承 載面，在各級所述的承載面上分別施工有一層具有不同剛度和厚度要求的墊層。為了解決第二個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基的施工方 法，在巖溶地基上開挖成孔，由地表往下每隔一段距離進(jìn)行縮徑處理，形成各級承載面，直 至到達(dá)端承面，然后在各級承載面上分別施工一層具有不同剛度和厚度要求的墊層，其設(shè) 置原則為下部的承載面墊層厚度小，上部的承載面墊層厚度大，再置入與樁孔相適應(yīng)的鋼 筋籠，最后澆灌混凝土形成階梯錐形樁。采用上述技術(shù)方案的適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基及其施工方法，克服了目前巖 溶區(qū)溶洞發(fā)育極為復(fù)雜，采用常規(guī)樁基設(shè)計時難以保證樁側(cè)摩阻力或樁端阻力按設(shè)計值正 常發(fā)揮的問題，本發(fā)明提供的階梯錐形樁，成樁時由地表往下每隔一段距離進(jìn)行縮徑，并在 各級縮徑處樁土接觸面上設(shè)置一定厚度的墊層，保證各段側(cè)摩阻力與端阻力按設(shè)計意圖發(fā) 揮，即可達(dá)到將樁頂荷載分級傳遞至地基中的目的，以保證基礎(chǔ)具有較大的承載能力和較 小的沉降量。本發(fā)明專利的實(shí)現(xiàn)方法是在巖溶地基上采用人工開挖方法成孔，每隔一段距 離進(jìn)行縮徑處理，直至開挖完畢。將每級縮徑面銼平后，施工一定厚度的墊層，每級縮徑面
3墊層厚度以保證該級縮徑面以下的樁基側(cè)阻力和端阻力正常發(fā)揮為宜。樁基受豎向荷載作 用后，各級樁側(cè)摩阻力先發(fā)揮，而各級端阻力由下往上逐級發(fā)揮，待各墊層位移達(dá)到極限值 后，樁基各級端阻力逐漸完全發(fā)揮，樁基承載力達(dá)到極限值。


圖1是階梯錐形樁各組成部分示意圖；圖2是階梯錐形樁承載示意圖；圖3是圖2中A處的放大圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1、圖2和圖3，階梯錐形樁4直至端承面6各級形成有承載面5，在各級承 載面5上分別施工有一層具有不同剛度和厚度要求的墊層8。巖溶地基由上覆土層1、巖 石2及地基中的溶洞3組成，階梯錐形樁4的施工方法是在巖溶地基上開挖成孔，由地表 往下每隔一段距離進(jìn)行縮徑處理，將每級縮徑面銼平后形成各級承載面5，直至到達(dá)端承面 6，然后在各級承載面5上分別施工一層具有不同剛度和厚度要求的墊層8，其設(shè)置原則為 下部的承載面墊層厚度小，上部的承載面墊層厚度大，再置入與樁孔相適應(yīng)的鋼筋籠，最后 澆灌混凝土形成階梯錐形樁4。參考圖1、圖2和圖3，當(dāng)樁受樁頂荷載10作用時，由于各級承載面5上的墊層8 初始剛度較小，各級樁段樁側(cè)阻力7首先全部發(fā)揮，此時各級承載面5和端承面6發(fā)揮抗力 所占比例較小。隨著樁頂荷載10的增大，適應(yīng)樁基頂部位移大而端部位移小的特點(diǎn)，以不 同剛度和厚度要求設(shè)計的墊層保證各級承載面5及端承面6上的承載能力極限值同時完全 發(fā)揮，樁基達(dá)到承載力極限值。
權(quán)利要求
一種適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基，包括樁基本體，其特征是所述的樁基本體為階梯錐形樁(4)，所述的階梯錐形樁(4)直至端承面(6)各級形成有承載面(5)，在各級所述的承載面(5)上分別施工有一層具有不同剛度和厚度要求的墊層(8)。
2.施工權(quán)利要求1所述的適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基的方法，其特征是在巖溶地 基上開挖成孔，由地表往下每隔一段距離進(jìn)行縮徑處理，形成各級承載面(5)，直至到達(dá)端 承面(6)，然后在各級承載面(5)上分別施工一層具有不同剛度和厚度要求的墊層(8)，其 設(shè)置原則為下部的承載面墊層厚度小，上部的承載面墊層厚度大，再置入與樁孔相適應(yīng)的 鋼筋籠，最后澆灌混凝土形成階梯錐形樁(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基及其施工方法，在巖溶地基上開挖成孔，由地表往下每隔一段距離進(jìn)行縮徑處理，形成各級承載面(5)，直至到達(dá)端承面(6)，然后在各級承載面(5)上分別施工一層具有不同剛度和厚度要求的墊層(8)，其設(shè)置原則為下部的承載面墊層厚度小，上部的承載面墊層厚度大，再置入與樁孔相適應(yīng)的鋼筋籠，最后澆灌混凝土形成階梯錐形樁(4)。本發(fā)明是一種具有較大的承載能力和較小的沉降量的適用于巖溶區(qū)的階梯錐形樁基及其施工方法。
文檔編號E02D5/48GK101812847SQ201010126418
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者付宏淵, 賀煒, 郭彤 申請人:長沙理工大學(xué)