專利名稱：一種新型節(jié)能抗浮樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種新型節(jié)能抗浮樁技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及地基基礎(chǔ)及地下構(gòu)筑物抗浮樁，高聳建筑的抗浮樁。
背景技術(shù)：
[0002]隨著城市建設(shè)、交通工程的高速發(fā)展，地下空間的開發(fā)與利用發(fā)展已成趨勢。隨之而來，由地下水產(chǎn)生的浮力對地下結(jié)構(gòu)的影響尤為突出，當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)埋深越大，則由地下水產(chǎn)生的浮力則越高。地下水壓力對地下結(jié)構(gòu)的作用主要表現(xiàn)在地下室底板隆起，地下室漏水直到底板破壞；地下建筑物整體的不均勻浮起，會(huì)引起梁柱結(jié)點(diǎn)處開裂、底板開裂以及建筑物的傾斜等。為了滿足這種基礎(chǔ)受力平衡的需要，目前一般采用抗浮樁技術(shù)或增加建筑物配重等形式來解決，其中的抗浮樁在地下建筑工程中的使用較普遍，抗浮樁作為樁基礎(chǔ)中的一種，目前越來越被工程界重視。通過抗浮樁產(chǎn)生的抗浮力來抵消地下水對地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的上浮力?？垢督?jīng)過幾十年的發(fā)展，涌現(xiàn)出了多種抗浮樁體結(jié)構(gòu)形式，從等截面鉆孔灌注樁到預(yù)應(yīng)力抗浮樁和變徑抗浮樁等等。[0003]對抗浮樁的要求主要集中在以下二點(diǎn)[0004](1)如何提高抗浮樁的抗浮力和降低工程造價(jià)？[0005](2)抗浮樁體的耐久性問題如何解決？[0006]傳統(tǒng)的鋼筋混凝土樁(包括鉆孔灌注樁和預(yù)制樁(方樁和管樁))，均為承壓樁型， 抗壓強(qiáng)度高，能起到很好的抗壓效果，但把鋼筋混凝土樁作為抗浮樁使用時(shí)，則暴露了鋼筋混凝土樁的諸多不足之處。首先，混凝土的抗拉強(qiáng)度比其抗壓強(qiáng)度要低得多，抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/18到1/9。樁身混凝土在拉伸作用下會(huì)產(chǎn)生裂縫，隨著裂縫的逐步擴(kuò)大，混凝土退出工作，全部拉力主要由鋼筋承受。由于抗浮樁處于地下，混凝土的開裂必然會(huì)引起鋼筋受水和化學(xué)有害物質(zhì)的侵蝕，從而影響了抗浮樁的耐久性；如果要控制裂縫的寬度，則需大幅提高其配筋率，必然導(dǎo)致工程造價(jià)的大幅提高；其二，抗浮樁的抗浮力是通過樁體與樁側(cè)土體的摩擦力提供的，鋼筋混凝土樁雖然樁身具有較高強(qiáng)度，但樁側(cè)摩阻力并不因樁身強(qiáng)度的提高而提高，尤其在軟土地區(qū)，鋼筋混凝土樁的樁側(cè)摩阻力由于存在護(hù)壁泥漿則更低。也就是說，鋼筋混凝土樁身強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，造成了材料強(qiáng)度浪費(fèi)，使工程造價(jià)提高。[0007]對于預(yù)應(yīng)力管樁和方樁，雖然工程造價(jià)較低，但由于預(yù)應(yīng)力筋的耐久性問題及施工過程中會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫而逐漸退出了抗浮樁的應(yīng)用領(lǐng)域。[0008]對于土體錨桿或錨索，具有工程造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，但由于灌漿體的裂縫對抗拔筋體的耐久性防護(hù)不可靠，還有施工工藝的不完善，導(dǎo)致在抗浮樁領(lǐng)域中難以推廣。[0009]基于目前常用抗浮樁所存在的問題，工程界急需要研發(fā)一種新型的抗浮樁，即能提供足夠的抗浮力，又能解決樁體耐久性和使用壽命問題。[0010]要解決抗拔筋體(鋼筋或鋼絞線)的耐久性問題，必須要調(diào)查清楚他們在工作環(huán)境中的銹蝕情況。為此，我們檢索了日本鋼管樁協(xié)會(huì)出版的《鋼管杭- O設(shè)計(jì)i施工》一書，從該書中列出了大量對鋼管樁在土中的銹蝕情況調(diào)查結(jié)果，下面引用的數(shù)據(jù)來自于日本建設(shè)省土木研究所的調(diào)查研究結(jié)果[0011]調(diào)查對象是幸谷橋的鋼管樁，具體情況如下[0012]鋼管樁外徑486mm、壁厚16mm、9mm。[0013]1958年10 11月施工，經(jīng)過17年后拔出，進(jìn)行銹蝕調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如表1所示。 從表中可見[0014](1)大氣中涂膜損壞部分銹蝕顯著；表層土中部分銹蝕；細(xì)砂層中除全面銹蝕外有局部銹蝕，到淤泥夾砂層中局部銹蝕更多；從粘土夾淤泥層以下幾乎沒有銹蝕；[0015](2)在土中銹蝕速度總平均為0. 007mm/年；[0016](3)銹蝕速度表層部位明顯大于深層部位；同在表層，淤泥夾砂大于細(xì)砂；[0017](4)銹蝕速度最大部位平均不過0. 024mm/年，2mm的壁厚可耐銹蝕80年。[0018]日本土質(zhì)工學(xué)會(huì)對鋼材在土層中的銹蝕情況也進(jìn)行了調(diào)查，對各種土質(zhì)條件下的鋼樁進(jìn)行銹蝕試驗(yàn)，從1962年到1966年，在日本10個(gè)地方設(shè)置了 1 根鋼樁，樁的斷面為 L型，樁長約15m。然后分別在打設(shè)后的第二年、第五年、第十年各拔出42根，進(jìn)行銹蝕狀況觀察和板厚減少量的測定，其調(diào)查結(jié)果如表2所示。[0019]從表2的調(diào)查結(jié)果可以作出如下判斷[0020](1)除接近地表部分外，經(jīng)過10年的樁表面幾乎保持原狀；[0021](2)各地10年總平均腐蝕速度(兩面)為0.0106mm/年，單面為0.0053mm/年，最大值為0. 0297mm/年；[0022](3)腐蝕速度隨年數(shù)增加而減少；[0023](4)推薦設(shè)計(jì)用腐蝕速度為0. 02mm/年。[0024]表1不同位置的鋼管樁銹蝕結(jié)果[0025]4深度(m)土質(zhì)表面原始壁厚 (mm)銹蝕速度(mm/yr)最大值平均值-0.3-0.0大氣涂15.810.1040.0240.0-0.2土涂15.810.0320.0030.2-0.9細(xì)砂裸15.810.0390.0091.7-2.5淤泥夾細(xì)砂裸15.810.0620.0245.2-6.1粘土夾淤泥裸15.420.0080.00210.2-11.1同上裸9.020.0070.00217.2-18.1同上裸9.210.0210.00424.2-25.1同上裸8.740.0080.00118.2-29.1同上裸8.740.0310.00235.2-36.1細(xì)砂裸9.570.0110.003[0026]表2不同地區(qū)不同地層中鋼管樁銹蝕結(jié)果[0027]樁所在地土質(zhì)調(diào)查目的根數(shù)平均銹蝕速度 (mm/yr 兩面)東京電力沖積淤泥普通鋼銹蝕90.0045川崎制鐵填海地普通鋼合金鋼銹蝕 電防腐120.0114廣島大學(xué)砂.淤泥普通鋼銹蝕100.0116新曰鐵關(guān)東砂粘普通鋼銹蝕90.0112關(guān)西電力海邊填十普通鋼耐候性鋼焊接部位蝕150.0083[0028] 在日本建筑、土木、港灣、治山、治水等領(lǐng)域的各種法令、指示、標(biāo)準(zhǔn)中，對銹蝕量的限制和防腐方法都有具體的規(guī)定，對建筑而言，簡要地說[0029](1)進(jìn)行銹蝕試驗(yàn)的，采用年銹蝕速度乘以80年或耐用年數(shù)；[0030](2)不試驗(yàn)的，直接采用2mm的銹蝕量儲(chǔ)備即可滿足耐久性要求。[0031]基于以上的調(diào)查研究結(jié)果，對于抗浮樁的抗拔筋體的防護(hù)套管如果考慮3mm的銹蝕儲(chǔ)備量，即可滿足使用100年以上的耐久性要求。[0032]一種新型的抗浮樁將從提高樁體的抗浮力、加筋體的耐久性，節(jié)約工程材料和降低工程造價(jià)等方面出發(fā)，通過旋噴攪拌成水泥土樁體，這種大直徑的水泥土樁體增大與地基土的接觸面，提高了樁側(cè)摩阻力，同時(shí)樁體內(nèi)布置有抗拔筋體，并與錨錠板和樁尖相連， 使抗拔筋體與水泥土樁體之間的粘結(jié)力大幅提高。利用一定壁厚的鋼管對抗拔筋體進(jìn)行防護(hù)，不依賴水泥土樁對加筋體的保護(hù)，能可靠地滿足抗浮樁中筋體的耐久性要求。對抗拔筋體選用抗拉強(qiáng)度高的材料如鋼絞線、三級(jí)以上的鋼筋等，可以節(jié)省用鋼量。此外該樁體的受力中心點(diǎn)通過樁尖和錨錠板轉(zhuǎn)移到樁體的下部，將抗浮樁樁體的受力由受拉狀態(tài)轉(zhuǎn)為受壓狀態(tài)，提高了水泥土樁體的強(qiáng)度。實(shí)用新型內(nèi)容[0033]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有抗浮樁存在的技術(shù)問題和結(jié)構(gòu)缺陷，提供一種高抗浮力的抗浮樁結(jié)構(gòu)，其錨固件(由樁尖、加筋體、錨錠板等組成)與樁體粘結(jié)面積較大，能有效提高樁體的抗浮力、旋噴攪拌水泥土樁體具有較大的直徑，與土體的接觸面較大，可以獲得較高的摩阻力；鋼制防護(hù)套管將抗拔筋體套在3mm厚的鋼管內(nèi)，提供防護(hù)作用，保證加筋體在100年內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生銹蝕，提高了其耐久性。所實(shí)用新型抗浮樁體施工工藝成熟、簡單、抗浮樁體不受裂縫影響，能大幅降低工程造價(jià)。[0034]為了解決目前抗浮樁所存在的問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的[0035]一種新型節(jié)能抗浮樁，包括一個(gè)樁體，樁體內(nèi)有抗拔筋體，其特征是，抗拔筋體套有防腐蝕金屬管。[0036]進(jìn)一步，抗拔筋體上連接有至少一個(gè)增加摩阻力的部件。[0037]進(jìn)一步，增加摩阻力的部件為錨錠板。[0038]進(jìn)一步，增加摩阻力的部件為樁尖，樁尖連接到抗拔筋體的前端。[0039]進(jìn)一步，抗拔筋體上連接有至少一個(gè)的錨錠板，同時(shí)抗拔筋體前端連接樁尖。[0040]進(jìn)一步，所述的抗拔筋體、樁尖、錨錠板及防腐蝕金屬管與樁體材料粘結(jié)在一起。[0041]進(jìn)一步，防腐蝕金屬管為具有抗腐蝕性能的金屬管，鋼管壁厚大于等于0.5mm。[0042]進(jìn)一步，所述的抗拔筋體上連接的錨錠板由金屬或高強(qiáng)非金屬材料制成。[0043]進(jìn)一步，所述的錨錠板呈圓盤形，直徑為50 500mm，厚度5 100mm。[0044]進(jìn)一步，所述的錨錠板呈多邊形，邊長50 500mm，厚度5 100mm。[0045]進(jìn)一步，所述的錨錠板呈不規(guī)則形狀，厚度5 100mm。[0046]進(jìn)一步，抗浮樁的樁體為旋噴形成的水泥土樁體、攪拌形成的水泥土樁體、旋噴攪拌形成的水泥土樁體、水泥漿灌注形成的樁體或混凝土灌注形成的樁體。[0047]進(jìn)一步，所述抗拔筋體為無粘結(jié)鋼絞線、粘結(jié)鋼絞線、部分粘結(jié)鋼絞線、鋼絲繩、鋼筋、鋼管、型材的其中一種。[0048]進(jìn)一步，抗拔筋體由1根以上線型材料組成，錨錠板與抗拔筋體相連。[0049]進(jìn)一步，抗浮樁的樁體外徑為80mm-1500mm。[0050] 進(jìn)一步，抗浮樁的樁體沿長度方向的直徑是相同的。 進(jìn)一步，抗浮樁的樁體沿長度方向的直徑是不同的。[0052]進(jìn)一步，樁尖呈柱形體，由金屬材料或非金屬材料制成。[0053]進(jìn)一步，在抗浮樁的上部抗拔筋體和防腐蝕金屬管伸入到一結(jié)構(gòu)底板內(nèi)，防護(hù)管頂部設(shè)置有一墊板，墊板上部設(shè)置有一鎖住抗拔筋的錨具，抗拔筋上端連接專用卡具。[0054]進(jìn)一步，錨錠板與加筋體采用擠壓套連接、焊接或螺栓連接。[0055]帶有一個(gè)或多個(gè)錨錠板的高強(qiáng)加筋體將與水泥土體或水泥漿體粘合成一體。其插入過程是將加筋體帶入到旋噴攪拌水泥土樁體中。這樣形成的抗浮樁與現(xiàn)行的各類抗浮樁比較如表3所示。[0056]經(jīng)比較可以看出，本實(shí)用新型的抗浮樁不僅具有較高的抗浮力、而且具有較長的耐久性。同時(shí)能達(dá)到降低鋼材用量、縮短工期、降低工程造價(jià)的目的。[0057]表3本實(shí)用新型的抗浮樁與現(xiàn)行各類抗浮樁的比較[0058]
權(quán)利要求1.一種新型節(jié)能抗浮樁，包括一個(gè)樁體，樁體內(nèi)有抗拔筋體，其特征是，抗拔筋體套有防腐蝕金屬管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，抗拔筋體上連接有至少一個(gè)增加摩阻力的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，增加摩阻力的部件為錨錠板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，增加摩阻力的部件為樁尖， 樁尖連接到抗拔筋體的前端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，抗拔筋體上連接有至少一個(gè)的錨錠板，同時(shí)抗拔筋體前端連接樁尖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，所述的抗拔筋體、樁尖、錨錠板及防腐蝕金屬管與樁體材料粘結(jié)在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，防腐蝕金屬管為具有抗腐蝕性能的金屬管，鋼管壁厚大于等于0. 5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或5或6所述的一種新型的抗浮樁，其特征是，所述的錨錠板呈圓盤形，直徑為50 500mm，厚度5 100mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或5或6所述的一種新型的抗浮樁，其特征是，所述的錨錠板呈多邊形,邊長50 500mm,厚度5 IOOmm0
10.根據(jù)權(quán)利要求3或5或6所述的一種新型的抗浮樁，其特征是，所述的錨錠板呈不規(guī)則形狀，厚度5 100mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，抗浮樁的樁體為旋噴形成的水泥土樁體、攪拌形成的水泥土樁體、旋噴攪拌形成的水泥土樁體、水泥漿灌注形成的樁體或混凝土灌注形成的樁體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，所述抗拔筋體為無粘結(jié)鋼絞線、粘結(jié)鋼絞線、部分粘結(jié)鋼絞線、鋼絲繩、鋼筋、鋼管、型材的其中一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求3或5或6所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，抗拔筋體由1根以上線型材料組成，錨錠板與抗拔筋體相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，抗浮樁的樁體外徑為 80mm-1500mmo
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，抗浮樁的樁體沿長度方向的直徑是相同的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，抗浮樁的樁體沿長度方向的直徑是不同的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能抗浮樁，其特征是，在抗浮樁的上部抗拔筋體和防腐蝕金屬管伸入到一結(jié)構(gòu)底板內(nèi)，防護(hù)管頂部設(shè)置有一墊板，墊板上部設(shè)置有一鎖住抗拔筋的錨具，抗拔筋上端連接專用卡具。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種新型節(jié)能抗浮樁，包括一個(gè)水泥土樁體，樁體內(nèi)埋設(shè)有抗拔筋體與樁尖、錨錠板和防護(hù)管，并連接在一起，抗拔筋體與結(jié)構(gòu)底板相連，將抗浮樁提供的抗浮力傳遞到結(jié)構(gòu)底板上，實(shí)現(xiàn)地下建筑物的抗浮。通過大直徑的旋噴攪拌樁體與地基土之間較大的摩阻力，可以取得較高的抗浮力。采用防護(hù)套管保護(hù)抗拔筋體，大大提高了抗拔筋體的耐久性，抗拔筋體由高強(qiáng)的材料制成，可節(jié)省用鋼量。此外，把抗浮筋材和多具錨錠板連接在一起，在幅提高了抗浮筋材與旋噴攪拌樁體之間的粘結(jié)力，從而有效在解決了目前抗浮樁所存在的一些問題，有效地縮短了施工工期，降低了工程成本。
文檔編號(hào)E02D31/12GK202247866SQ20112037753
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉全林, 宋偉民 申請人:上海強(qiáng)勁地基工程股份有限公司