一種改變樁頂受力狀態(tài)的構造的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改變樁頂受力狀態(tài)的構造，包括混凝土樁、樁頭側面一設定深度和寬度的現(xiàn)澆混凝土箍、現(xiàn)澆混凝土箍中預埋的伸入上部承臺（基礎底板）進行錨固的鋼筋，先做混凝土樁后澆筑混凝土箍，箍包裹樁頭的高度不小于樁身外徑，樁頭側面的混凝土采取鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件等一種或多種組合措施，現(xiàn)澆混凝土箍中預埋鋼筋伸入上部承臺（基礎底板）進行錨固，混凝土樁中不配置鋼筋、或者不配置直接伸入上部承臺（基礎底板）進行錨固的預埋鋼筋，混凝土樁中所配置的鋼筋采取包裹在樁的內部、彎折錨固在樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍中、與樁頭側面箍中的鋼筋相連接等一種或多種組合方式處理，豎向荷載可通過樁頭側面的箍傳遞到下部樁身。
【專利說明】一種改變粧頂受力狀態(tài)的構造

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領域，涉及樁，尤其是一種改變樁頂受力狀態(tài)的構造。

【背景技術】
[0002]樁頭的箍與帶箍的樁(200710160966.1)提出了一種箍與樁配合使用的地基處理方法，其特征在于在樁頭側面上下一設定高度范圍設置閉合環(huán)形箍，箍的內徑大于樁頭的外徑，箍與樁是分開的，樁與樁頭的箍通過樁間土和墊層的傳力來協(xié)同工作，組合成帶箍的樁。太原理工大學博士論文《樁伴侶(變剛度樁)對直接基礎與間接基礎的優(yōu)化研究》針對該專利技術進行了初步系統(tǒng)的研究，這一技術由于箍與樁是分開的，使得在增大基樁水平承載能力的同時，又可在樁頭的位置方便地調整基樁的豎向剛度。但在目前的地基基礎工程應用和研究領域還很少在樁頭對基樁的豎向剛度進行調整，而從2009年上海某13層在建住宅由于“壓力差”倒塌的事件分析，單純提高基樁的水平承載能力仍非常必要。將箍與樁分開，箍分擔水平荷載，可以減小樁身的應力；而將箍與樁連成整體，相當于一個擴大的粧頭，可以提聞粧的水平承載能力。
[0003]樁頂擴大頭大致可分為以下兩類，一是通過可擴縮鉆頭一次成型，例如加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復合地基結構及其施工方法(201310470424.X) ;二是在原來樁的頂部二次澆筑做擴大頭，例如無碴軌道板樁結構(201120058462.0)和日本專利免震建物仍基礎構造(登録番號:4634829號)，上述擴大頭都是將上部豎向荷載收集起來，對樁的頂部施加壓力，在擴大頭與樁的接合部位，雖然樁徑縮小了，但需要承擔的上部豎向荷載幾乎沒有減小。
[0004]聯(lián)想到靜力壓樁頂壓和抱壓的區(qū)別:頂壓式液壓靜力壓樁機則是從預制樁的頂端施壓，將其壓入地基，抱壓式液壓靜力壓樁機壓樁過程是通過夾持機構“抱”住樁身側面，由此產生摩擦傳力來實現(xiàn)的，其中，抱壓式樁機主要由壓樁系統(tǒng)和夾樁機構組成，而頂壓式樁機主要由壓樁系統(tǒng)和樁帽組成。如果是抱壓，則直接作用于樁頂?shù)膲毫榱?，由此徹底改變了樁頂?shù)氖芰顟B(tài)，可否將靜力壓樁抱壓的思路結合樁頭側面與樁連成整體的箍進行創(chuàng)新用來改變樁頂?shù)氖芰顟B(tài)呢。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明公開了一種改變樁頂受力狀態(tài)的構造，其特征在于:包括混凝土樁、樁頭側面一設定深度和寬度的現(xiàn)澆混凝土箍、現(xiàn)澆混凝土箍中預埋的伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的鋼筋，先做混凝土樁后澆筑混凝土箍，箍包裹樁頭的高度不小于樁身外徑，樁頭側面的混凝土采取鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件等一種或多種組合措施，現(xiàn)澆混凝土箍中預埋鋼筋伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固，混凝土樁中不配置鋼筋、或者不配置直接伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的預埋鋼筋，混凝土樁中所配置的鋼筋采取包裹在樁的內部、彎折錨固在樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍中、與樁頭側面箍中的鋼筋相連接等一種或多種組合方式處理。
[0006]上述改變樁頂受力狀態(tài)的施工方法包括以下步驟:首先施工混凝土樁，再將樁頭側面的土體下挖一設定深度和寬度，然后清理樁頭側面的浮土或泥漿，樁頭側面的混凝土使用鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件等一種或多種組合措施，接著在樁頭側面綁扎鋼筋，預埋伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的鋼筋，最后在樁頭側面澆筑混凝土，形成樁頭側面的箍，箍包裹樁頭的高度不小于樁身外徑，混凝土樁如果存在外漏的鋼筋則在澆筑混凝土箍之前將其彎折錨固在樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍中、或者與樁頭側面箍中的鋼筋相連接。
[0007]樁頭側面的混凝土采取鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件等一種或多種組合措施的目的是加強樁與箍之間新舊混凝土粘結性能，使得部分或全部上部豎向荷載通過箍與樁頭側面的結合力傳遞到下部樁身。
[0008]上述構造和施工中中未提及施工墊層，這是因為施工墊層的主要作用是提供硬化干凈的工作面，不同的場地條件和設計對施工墊層的要求不盡相同，可采用素混凝土或噴射細石混凝土、砂漿等，可鋪設施工墊層的情況如:樁頭周圍局部下挖后；鋪設防水層之前；澆筑混凝土至設計標高形成樁頭擴大頭的同時。
[0009]本發(fā)明的新穎性和創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(I)現(xiàn)有技術中的樁箍或樁帽蓋在樁的頂部，主要是為了傳遞豎向荷載和保護樁頭，對于樁頭的側面僅僅是包個邊，而本發(fā)明的內容是位于樁頭側面的箍，與位于樁頭頂部的各類構造措施形成互補。
[0010](2)中國基樁規(guī)范根據(jù)樁徑不同規(guī)定樁頭進入承臺或基礎底板的高度為50mm或100mm,美國規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定為70mm,現(xiàn)有技術中后補后燒的擴大頭包裹樁頭側面的高度大體上也在這個范圍，僅僅滿足傳遞豎向荷載和水平剪力的要求，形成半剛接半鉸接的構造，難以傳遞較大的彎矩，而本發(fā)明中，箍包裹樁的高度不小于樁身直徑，可以大幅度提高樁頭節(jié)點傳遞彎矩的能力。
[0011](3)對比實用新型專利無碴軌道板樁結構(201120058462.0)，提出一種無碴軌道板樁結構，包括:承臺板和下部樁身，在承臺板與下部樁身之間設有傘撐形，并且，下部樁身中的主筋經過傘撐形延伸至承臺板，在傘撐形內設有抗剪鋼筋且抗剪鋼筋自傘撐形延伸并進入承臺板。該專利雖然通過擴大的傘形樁頭樁基與承臺板剛性連接，擴大的傘形樁頭雖然是后期澆筑但并未包裹下部樁身。
[0012](4)對比日本專利免震建物O基礎構造(登録番號:4634829號)是將原樁頭截去以后做擴大頭，新的樁頭與擴大的部分同時澆筑混凝土，同時形成，而本發(fā)明保留原樁頭，樁與箍先后形成，后澆的箍包裹原樁頭。
[0013](5)作為樁基礎的構造形式，現(xiàn)有技術中需要將樁中的鋼筋錨固進入上部承臺(基礎底板)，而本發(fā)明樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍足夠強大，只需將樁頭側面箍中的鋼筋伸入上部承臺(基礎底板)就可以滿足承載要求，而混凝土樁可以不配置鋼筋或者所配置的鋼筋不直接伸入上部承臺(基礎底板)，例如:其鋼筋可以埋置在樁的混凝土中、錨固在樁頭側面的箍中、與樁頭側面的箍中的鋼筋相連接等等。
[0014]本發(fā)明適用于各種類型的剛性樁或半剛性樁、灌注樁或預制樁。首先完成樁的施工；再圍繞樁頭進行土體開挖，形成一個基坑，將樁頭側面的土體下挖一設定深度和寬度，具體的寬度和深度由設計計算或構造要求結合現(xiàn)場土質和降水情況綜合確定，寬度越大則形成的箍擴大頭的尺寸越大，深度應滿足箍包裹樁的高度不小于樁身直徑；在樁頭側面綁扎鋼筋，預埋伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的鋼筋，樁頭側面澆筑混凝土，形成樁頭側面的箍，樁無需配置鋼筋或者所配置的鋼筋不直接伸入上部承臺(基礎底板)，混凝土樁如果存在外漏的鋼筋則在澆筑混凝土箍之前將其彎折錨固在樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍中、或者與樁頭側面箍中的鋼筋相連接。
[0015]在上述實施方式中，對于箍與樁新舊混凝土的粘結，可采用常規(guī)方式解決，例如舊混凝土鑿毛、刷界面粘結劑、植筋或采用其他方法設置剪切元件等等，采取何種新舊混凝土的粘結方法取決于箍與樁的接觸面積(箍的高度與樁周長的乘積)以及需要通過箍與樁新舊混凝土的結合力傳遞豎向荷載的大小，如果箍與樁的接觸面積較小、需要傳遞的荷載較大，則需要采取設置剪切元件等方法提高粘結強度，而如果箍與樁的接觸面積較大、需要傳遞的荷載較小時，則只需要將樁身的舊混凝土鑿毛即可。此外，若樁箍粘結力與樁頂浮漿承載力的合力不足，還可在混凝土灌注樁的樁頂浮漿部位增加預埋鋼筋或預埋型鋼構件，提聞粧頂?shù)呢Q向承載能力。
[0016]在上述實施方式中，還包括但不必然包括:灌注樁截除樁頂超灌高度、預制樁截除超打或超壓高度，現(xiàn)澆混凝土箍中的構造鋼筋、樁用于民用建筑中做防水和防水保護層，必要時在新舊混凝土結合處設置止水環(huán)，箍與樁的上部做承臺(基礎底板)、現(xiàn)澆的混凝土箍與上部承臺(基礎底板)同時澆筑，以及鋪設素混凝土施工墊層等等常規(guī)做法，未列舉在本發(fā)明具有普遍意義的實施方式和權利要求中。
【權利要求】
1.一種改變樁頂受力狀態(tài)的構造，其特征在于:包括混凝土樁、樁頭側面一設定深度和寬度的現(xiàn)澆混凝土箍、現(xiàn)澆混凝土箍中預埋的伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的鋼筋，先做混凝土樁后澆筑混凝土箍，箍包裹樁頭的高度不小于樁身外徑，樁頭側面的混凝土采取鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件三種中的一種或多種組合措施，現(xiàn)澆混凝土箍中預埋鋼筋伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固，混凝土樁中不配置鋼筋、或者不配置直接伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的預埋鋼筋，混凝土樁中所配置的鋼筋采取包裹在樁的內部、彎折錨固在樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍中、與樁頭側面箍中的鋼筋相連接三種中的一種或多種組合方式處理。
2.按照權利要求1所述的改變樁頂受力狀態(tài)的構造，其特征在于施工方法包括以下步驟:首先施工混凝土樁，再將樁頭側面的土體下挖一設定深度和寬度，然后清理樁頭側面的浮土或泥漿，樁頭側面的混凝土使用鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件三種中的一種或多種組合措施，接著在樁頭側面綁扎鋼筋，預埋伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的鋼筋，最后在樁頭側面澆筑混凝土，形成樁頭側面的箍，箍包裹樁頭的高度不小于樁身外徑，混凝土樁如果存在外漏的鋼筋則在澆筑混凝土箍之前將其彎折錨固在樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍中、或者與樁頭側面箍中的鋼筋相連接。
3.按照權利要求1所述的改變樁頂受力狀態(tài)的構造，其特征在于:樁為混凝土灌注樁，保留灌注混凝土時形成的樁頂浮漿不截除。
4.按照權利要求1所述的改變樁頂受力狀態(tài)的構造，其特征在于:樁為預制空心樁，預制空心樁的樁頭內部不填芯、或者空心樁樁頭內部僅填充混凝土不配置鋼筋、或者空心樁樁頭內部填充鋼筋混凝土但不配置直接伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的預埋鋼筋，空心樁樁頭填芯中所配置的鋼筋采取包裹在樁的內部、彎折錨固在樁頭側面的現(xiàn)澆混凝土箍中、與樁頭側面箍中的鋼筋相連接三種中的一種或多種組合方式處理。
5.按照權利要求1所述的改變樁頂受力狀態(tài)的構造，其特征在于:樁為混凝土灌注樁，澆筑混凝土時控制浮漿頂面高度不高于設計標高，浮漿頂面預留保護土層。
6.按照權利要求1所述的改變樁頂受力狀態(tài)的構造，其特征在于:樁為預制樁，預制樁施工時控制粧頂標聞低于設計標聞。
【文檔編號】E02D5/34GK104264661SQ201410540450
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權日:2014年10月14日
【發(fā)明者】葛忻聲, 袁慧, 王晶仁, 吉訓舉, 徐永興, 薛江煒, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:薛江煒