大型修建新型桩筏基础结构应用

摘要一种大型桩筏基础结构技术领域本实用新型涉及一种大型桩筏基础结构，特别涉及一种桩顶与筏板连接强度高，可通过传力拱和拱形曲面筏板将基础上部荷载重分配，可有效承载不均匀荷载和循环、冲击荷载的桩筏基础结构，属于地基处理领域，适用于大型建筑基础工程，尤其适用于码头、机场、物流堆场等对荷载承载及工后沉降要求较高的基础工程。背景技术世界经济的快速增长在促进高层建筑和大型工业建筑兴起和发展的同时，对地基的承载能力和抗变形能力的要求越来越高。对于上部结构荷载较大，且具有循环性、冲击性时，一般的独立桩基础、条形基础常难满足建筑要求，这就需要把基础底面进一步扩大；同时，如果建筑物所在地区的地基土层不均匀，或者有不规则的软弱夹层时，常难准确查明软弱土的确切范围并采取有效的处理措施，这就需要一些适用范围更为广泛、加固效果较为可靠的地基处理结构。桩筏基础是桩基础和筏板基础的有机结合，它兼具桩基础和筏板基础的特点，具有整体刚度大以及承载力高的优点，可调整和避免结构局部发生显著的不均匀沉降，既能满足软弱土质地基承载力的要求，又能有效地调节地基承载能力，提高建筑物的整体抗震性能等特点，已被广泛应用于高层或超高层建筑中，亦可用作机场港口、大型物流堆场的地基处理。桩筏基础下部桩基的作用是把上部荷载传递给地基。在桩筏基础施工过程中，基坑开挖后，因应力得到释放，下层土会向上弹性回弹，对桩产生上拔力；在施加荷载初期，桩与土体共同承载，土体产生再压缩，使得筏底土体变形量大于桩体；随着竖向荷载的继续增加，筏底接触压力逐步增大。筏板基础主要起到将上覆荷载传递给桩体、协调地基变形的作用，在筏板与桩端接触部位易发生冲切破坏，对此工程中常采用提高混凝土强度、增大纵向配筋量、增加板的厚度、扩大柱截面尺寸、减小板的跨度等措施。在混凝土板设计时常采用等厚度板，为满足冲切条件而普遍增大整个板厚，造成工程浪费。另外，当筏板的厚度过小时，筏板内部应力集中比较明显，抵制不均匀沉降的能力较弱；过厚时，则因刚度过大，不能充分发挥筏板潜在的抗弯、抗剪能力。因此适当减少筏板厚度不仅可降低工程造价，还可提高工程质量，增加基础可靠性。虽然高层建筑基础广泛采用桩筏基础，但是现行地基处理规范中尚无桩筏基础的设计规范，设计单位只能根据自己的设计经验和计算能力，参照地基规范对筏板基础和桩基础中关于桩基及承台的设计要求来进行桩筏基础的设计。在工程设计中，亦存在诸多假定，如把地基处理桩—板筏基础—上部结构三者分离开来进行受力计算、不同结构间的连接多假定为固定连接、忽略基础底面土体分担荷载的作用等等，使得实际结构与设计计算模型之间存在较大偏差，计算设计结构的安全性和经济性难以保证。目前，防止桩筏基础连接区域破坏的方法，除了增加板厚外，尚有其它一些办法，如调整板柱平面尺寸、减小板跨等，这些措施虽在适宜的工程条件下取得了良好的加固效果，但措施主要提高了结构的抗弯能力，对节点的受力性能改善并不突出，难以实现结构的延性破坏和协调变形。在板中掺入“次要加强筋”（如钢纤维、碳纤维聚丙烯纤维等），提高板的抗冲切承载力是现今较常见的一种处理措施，该措施既可以提高桩筏基础的抗冲切能力，又可以减小筏板的厚度，降低施工成本。但由于纤维类材料近似散体材料，掺入混凝土中具有不均匀性和不确定性，存在一定的安全隐患。纸在桩筏崭连接部码位配置看抗冲切格钢筋是铜较合理阶的结构惠强度增竞强手段她，对改内善筏板催基础的害延性和誉抗震性漆能也能厉起到十脉分有效弓的作用谣，合理匀的抗冲价切配筋衣也确能窜产生可吗观的经许济效益撕。常采汪用的抗扮冲切钢晓筋有葛箍筋、逆弯起钢暮筋和扁回钢愚，票但钢肢旗以外的蚕锚固段眠较长器，孩用材不霞够经济能；落工字钢麻片割料井工作量兰大女，洽生产成妻本不低虚。刷同样的刻配筋形淘式条，室扁钢与勺圆钢相料比墙，代由于其绕表面特皂征对粘关结和挤歪压锚固隶有利瘦，尺因而抗燥剪更为绢有效封，灶设计选握用时耗遮钢量较学省翅，垃而且可常减小保字护层厚钢度孔，弃增大有须效板厚昼，单从而节双约纵筋好。呼此外，捆目前乡桩筏基筛础匠的筏板坡多为水置平的，位上部竖批向荷载暑对桩端嚷表现为科剪切力代，既加镇大了桩跃与筏板端连接部蚀位的抗晓剪切强触度，而睬且难以撇发挥厉筏板下串土体的朴承载能立力，造拳成设计鉴可靠度粪低巩且不经谁济。王综上所馆述，桩绵筏基础扒可有效违减少地铜基不均通匀沉降议，提升泛基础整狮体承载冠能力。槽但是，蓬既有结南构在实亭际工程银中尚存缓在筏板育基础抗般冲切性大能差、位桩基与免筏板结币合部易纯发生损仿伤破坏赞、筏板索下土体浮承载力短得不到劈充分发榆挥、桩光顶应力门扩散并鼻反射至香筏板内雷造成筏权板局部铺开裂等辆问题。呜鉴于此纷，为了祖提高桩乐筏基础趁的整体暗性、筏磨板抗冲盛切能力堆，充分肾利用筏眠板下土书体承载功力，毛目前亟些待发明定一种承影载能力改高、节廊点连接捕强度大屠、抗冲突切破坏斥能力强刃、材料笛用量省沙，并能航充分发迈挥筏板宇下土体阁承载力芽的大型筝桩筏基梦础结构巾。纲发明内利容愚本攻实用新狼型的目演的在于懒提供一彼种承载垄能力高出、节点嫁连接强衡度大、写抗冲切些破坏能混力强、衬材料用叛量省，更并能充损分发挥阔筏板下的土体承美载力的拦大型桩旨筏基础鹅结构。宏为了棒实现上眨述技术候目的，庭本实用惊新型采任用了以钩下技术寒方案：封一种大压型桩筏蛋基础结搬构，其吐特征在童于所述茂大型桩恶筏基础米结构的元地基处骗理桩的删上部设高置有钢悔管混凝鼓土桩节没，钢管毕外壁环滨向均匀漫焊接连尖接件，铸相邻两垫钢管混搁凝土桩浅节之间南设置钢骂制传力葱拱；筏方板基础隙下部设缘置固化荡回填层准，固化六回填层透与筏板忆基础交业界面以攻及固化内回填层罚中间均尿设有高烈强钢筋绢网片，表筏板基谷础底面裹贴合固奸化回填戴层上表幕面浇筑塑；地基睬处理桩斩顶正上漂方筏板端中布设布有呈辐就射状的秋钢梳，违钢梳下蹄部钢片腾与钢制胳传力拱朽或筏板锹内构造何钢筋焊皇接。惠所述地葱基处理磨桩桩内府钢筋笼志伸入筏魄板基础粮内，并档与顶部呢的筏板带基础配睬筋连接龄，桩体复顶部桩送节外包渠钢管外俊壁形成叶钢管混裙凝土桩艺节，钢顺管外壁峡底部插灵入地基王土体内拒。币所述钢缠制传力普拱为条靠状钢板给预制呈殃拱形，罩长度为蛇相邻两奉根桩间总净距势的炼1.1厌0~1耽.2凡5位倍，钢竞制传力房拱两端效焊接于考相邻地原基处理口桩上部资的钢管益外壁和晒最上层板连接件樱交界处得，整体役包裹于袜筏板基参础内。盈固化回虏填层溜由开挖歪土吹固化后隔分层摊堡铺压实拒而成，读固化回财填层填行筑成以假桩基为抬节点的这独立突楼起拱形塌，最上嗓层连接吓件底部舟标高处朴固化回扣填层内婚和固化曾回填层忆顶面设贸有高强盯钢筋网极片。指筏板基乳础为现膛浇钢筋荐混凝土愈结构，盾筏板底稍部贴合岸固化回芒填层呈罩拱形曲固面，以德地基处减理桩顶牌部为节疲点设置斯墩式桩炭筏结合遍部。挪所述钢颗梳由上滤部钢条考、粘结双钢筋和叙钢片焊忽接而成畜，预制库为辐射观状，下思部钢片先为矩形丹或圆形臂钢板，肢上部钢把条为长梳条钢板血，下部晚钢片和店上部钢混条分别眉焊接于姐粘结钢革筋两端陪。花所述大卫型桩筏碑基础结锡构的施垂工方法拥，价主要赵包括以黑下步骤轿：损1)销牺施工前局准备：苹根据设进计图纸卡，处理微施工场颠地，绘着制施工水轮廓线涉，测绘膏桩体位径置，施盖工材料完、机械朴、人员粱就位；繁2)布挽地基处箩理桩成少孔：根扫据桩基很施工要蒜求，进版行地基寸处理桩皂成孔，夏并确保回桩体的半竖直度逃、桩长既、桩位险偏差满受足设计蛾要求；铜3)蓬民钢筋笼毙放置：迹将钢筋绑笼吊放鞋入孔内件，保持叫整体垂泻直，控捉制钢筋及笼顶部谨标高；谎4)辛币钢管放替置：将鸦与孔径锤匹配、宰外侧壁烦焊接有调连接件殖的钢管栗用定位汤支架固臭定在设贤计高度陪，下部饿伸入孔穗内，整劲体保持给竖直；草5)志岗灌筑混闸凝土：灰向孔内收及钢管社内灌筑宵混凝土光至设计年标高，颤灌筑过狼程中适客当振捣盈密实混胁凝土并轻定时检醒测钢管妙、钢筋绞笼的位溜置，及健时矫正芬；核6)循散填筑固洒化土：尤待地基站处理桩翁混凝土岔达到设校计强度工后，拆很除外侧弯支撑，晴分层填踩筑固化旁回填层打，在连僻接件高弄度设置宽高强钢排筋网片渠并与连宽接件绑仙扎连接狼，以桩国基顶部环为节点畏，将固晴化回填咱层上部床土体压隶实为突续起拱顶塞，上铺抖高强钢责筋网片喝；粗7)荣荡设置钢席制传力赶拱：将狡切割好遇的钢制描传力钢伟板预弯悼呈拱形平，两端尼焊接于反相邻桩扰基钢管郑外壁上卧；弟8)温后设置钢拒梳：将菊预制钢该梳固定秃在设计胁位置上姐，并与昂钢制传乓力拱和肺构造钢何筋焊接父连接；犹9)缴溜浇筑筏名板基础傲：支设蕉模板，驶在固化警回填层悠上设置召筏板构喝造钢筋痰，浇筑臂筏板基搏础，注仰意振捣按时对钢辛梳的影炕响，并布尽可能岔减少温搬差裂缝鲁。踢本实用么新型具境有以下芬的特点请和有益兔效果：翼（底1清）在地穗基处理你桩顶部谊设置钢环管混凝勇土桩节伴，并在享其外侧法焊接连锦接件，灾既可增危强桩体欠端部与骆筏板基尾础、钢润制传力薄拱的连店接强度顶，还可桐改善桩禁体端部衬的受力徐性能。育（壤2碎）以桩市基为节铃点设置工拱形曲搭面板，股可将部西分竖向构荷载的液效应转袋变为横蚁向压力纲，既降机低了竖奏向荷载恒对地基怎承载能邻力的要怎求，又强可减少贼筏板基面础与桩孩基接触局部位剪豪切力。滚（遇3僚）筏板触基础以争下设置驰固化回战填土层掏，其内妇铺设与势钢管混赢凝土桩脏节连接果的高强搞钢筋网赚片，在赚提高筏致板下土帅体的承震载性能役的同时慰，增强奔桩体与喘周围土滩体的联垒系；另笛外固化梦土易于讲塑形，询可将其丛压实为昏突起拱原形顶面耐，简化通了拱形席曲面筏械板浇筑枣时的支紧模程序剥。廉（巧4恩）在桩滑基顶面拖上部筏落板内设揭置钢梳诚，可将工桩端的套竖向反挤射应力猫扩散至塑钢梳周弹边混凝锁土和钢冬制传力麦拱部位剧，在一玻定程度吊上减少拌了桩顶徐正上方付出现张敏拉裂纹请的可能颈性。朽总之，控本实用武新型的喂特点在巩于对桩室筏结合协部进行增了创新承，改善夏了荷载猫传递路无径、筏边板下土善体性能项、筏板托内加筋太体受力勉性能，腰可有效桂防止不婚均匀荷旋载、冲硬击荷载挡等作用亮下桩体腰与筏板居的连接掉处、桩诞体上部惹筏板的监破坏，薄减小了赢筏板的豆厚度，蚊提高了运地基材赵料的利与用率，默具有较袜好的技宣术经济钩效益和得环境效康益。恩附图说抚明草图诵1铜是本实泼用新型症一种大鸣型桩筏蹦基础结街构示意车图；期图蝶2猜是钢梳缴示意图趟；告其中：灯1存-触地基处司理桩孕、往2吧-摧软弱土帖层箭、牲3偶-国相对硬潮土层垒、翠4联-慕筏板基雕础衣、侦5屡-拥钢管混港凝土桩撕节洁、叫6愈-离钢管外等壁确、座7付-味连接件模、蹲8腊-涨钢制传搭力拱旬、均9挠-畜钢梳库、映10卷-房钢筋笼喘、骑11中-黄固化回蓄填层、凝1垦2氧-市高强钢朽筋网片笛、趁13-锡下部钢孩片省、虏1巾4盯-熟粘结钢扣筋、搁1插5拐-衡上部钢残条。卖具体实栏施例览本实施岗方式中控地基处诵理桩、漠筏板基裤础的设高计及施您工技术动要求，宽钢筋绑守扎、钢漏板焊接滑施工技宝术要求啦，高强病钢筋网够片铺设巷施工技然术要求虫，固化秆回填土霸的配合播比及施春工技术罩要求，错钢制传瑞力拱的那制作与升施工技扑术要求跑等本实踢施例中竞不再累栋述，重毁点阐述笛本实用睛新型涉享及结构路的实施左方式。蠢图助1茫是本实锦用新型是一种大柴型桩筏持基础结胳构示意概图，隶图怎2僚是本实圆用新型则所述钢帝梳示意陕图，参辞照舅图奥1诉、写图炮2梦所示，惜本实用英新型一澡种大型乞桩筏基垒础结构担主要由撑地基处轨理趁桩堂1健、筏板省基个础李4袖、钢管限混凝土吨桩阵节仙5乱、钢制励传力票拱丸8芦、钢身梳米9扰、固化谦回填统土小1缎1住组成。剃大型桩茧筏基础社结构的革地基处狭理泼桩动1基的上部田设置有笛钢管混言凝土桩斯节子5担，钢管钢外锋壁棋6举环向均限匀焊接滥连接避件彩7穿，相邻聪两钢管捧混凝土邮桩乱节航5痰之间设慈置钢制弦传力歼拱曲8资；搏筏板基抵础雁4朴为现浇熊钢筋混硬凝土结像构，筏卫板底部俯贴合固六化回填胁层呈拱坡形曲面朵，以地密基处理值桩顶部葱为节点窝设置墩编式桩筏梳结合部涛。筏板软基耻础呈4获下部设币置固化骡回填溉层廊1逆1悄。固化录回填层破由开挖饮土量固化后帅分层摊疏铺压实悼而成，度固化回尽填层填仪筑成以浩桩基为苏节点的商独立突谢起拱形逃，最上约层连接答件略7篇底部标委高处固徐化回填堵层内和祸固化回羞填层顶饥面设有裹高强钢众筋网恢片粉1轨2置。筏板宫基邮础昂4煎底面贴粮合固化浇回填霞层研1荷1回上表面牵浇筑。悉地基处酷理桩桩悲内钢筋聚笼干1月0粥伸入筏独板基牛础刮4欢内，并撤与顶部徒的筏板势基础配严筋连接慰，桩体难顶部桩奋节外包店钢管外工壁锣6伏形成钢晕管混凝稳土桩华节督5鉴，钢管苍外裤壁熟6估底部插伙入地基秆土体内附。涛地基处谣理桩顶剃正上方向筏板中君布设有历呈辐射超状的钢取梳榜9组，钢队梳山9罢由上部趟钢堂条埋1幕5帜、粘结导钢腔筋融1歪4炒和钢润片靠1佩3捡焊接而遭成，预着制为辐森射状。拥下部钢赴片慨1止3喝为矩形窑或圆形楚钢板，停上部钢溉条为长驼条钢堆板存1吵5雹，下部释钢斧片苗1貌3躲和上部稻钢肃条描1炸5令分别焊储接于粘茶结钢监筋饱1毁4夸两端。研钢梳下草部钢厚片向1迟3锦与钢制周传力歉拱暗8破或筏板洞内构造辛钢筋焊反接。坑下面详疾述大型昂桩筏基生础结构我的施工棚方法。显清理施励工现场蓝后，进伤行施工惑放线，殃确定地全基处理隶桩影1肾的桩位燕。兆地基处再理土艘桩触1格成孔采烦用螺旋烈钻孔辅馆以泥浆齿护壁成抗孔技术万，桩底必虚土厚捕度不超汤过稍100绑m地m暑。钻进业过程中祝应随时帆清除孔泻口积土碍，并与腾清场、斧平整场焰地等施始工工序鼓产生的匀废土集忧中堆放献处理。膊地基处脚理光桩师1黎为圆形尘钻孔灌乓注桩，灰桩体直航径风为荷600赶m午m恼，桩间坝距壮为换300染0m哑m改，桩体宰穿过软昌弱土宴层俱2尽，伸入竹相对硬认土缘层踪3揭内厨100墙0m恨m挪；桩体恰钢筋炒笼曲1道0尸，设款置稠1怎2帐根逮Ф坚16m旱m鹿、强度箩等缸级足HRB朝33伯5坦纵向螺滴纹钢筋唐，其螺背旋箍筋权采用忧Ф醒8mm赠叠、强度仇等级爱为蜂HPB锁30艇0程的光面裁钢筋。残钢筋眼笼届1国0晶的制作赏、吊装坚施工要阿求符合鲁现行规雅范之规静定。萍将钢筋艇笼当1商0取全部下额至孔底沸后，再霸下放混池凝土注额浆钢管乱，钢筋思笼宋1框0痛的上端煎部超过用设计桩倦顶混凝从土标荷高输300疼m沉m久，钢筋显笼下放泡前后各盲清孔一农次。翼在灌注们混凝土步前，先寿将预制祥的带连薄接款件谣7猾的钢管陵外触壁就6暴固定在茧孔口位霉置，钢略管外戴壁蛮6鸭内膜径仪600孙m未m舰，壁韵厚樱12m作m暑，筑高浊200术0m甜m胶；钢管话外爽壁拌6霜的底部显进入孔勒内贷500店m改m全，顶部铲标高超玉出灌注丝桩混凝怨土浇筑怪设计顶棋面委200挑m瞒m取，嵌入牺设计筏田板基础黄桩筏墩房式结合芽部捧内畅300点m件m虫。其外覆侧环向肺对称焊瞎接两撒层皆“碑[盗”且形的连驾接葵件膀7恼；连接负件毁7哗的长边瑞长哲250纯m猪m暴、短边墨长美120栋m谅m热，采用鼠Ф珠12m双m未、强度粱等级省为妹HRB辣33昨5方的螺纹那钢弯折蔽而成。扎地基处故理啊桩饲1诊桩身混摩凝土的刚强度等左级骡为戴C3蕉0姑，在混约凝土浇餐筑前，贪将混凝职土注浆闷导管连沟接到混友凝土泵懂上，利距用泵机废提供的艇压力将赌混凝土砍源源不邮断的送供入桩内状，在灌卸注混凝楚土过程塑中，灌牵注水下抚混凝土燕要连续烘进行，挂不得中扭断，保给证桩身舌混凝土蹈质量，勇直到孔誓口返浆锯，以保笑证桩身凝混凝土案质量。趟将清场罚过程中替产生的元废土和颜钻孔取再出的地暴基土筛疫选后，剂掺入普绞通硅酸屋盐水泥柱搅拌形得成固化清回填土姨，水泥陈强度等询级留为耗32.跑5MP涂a苍，固化别剂掺入些比例出为妹5镜%朽（质量赏比）；奉待地基愤处理迟桩舅1仿达到设椅计强度骗的禾75非%育后，拆甘除钢管对外线壁乞6绞外侧的碎固定结柿构。再字进行固搅化回填芳层威1告1建的填筑燕施工，蚁将钢管拒混凝土猎桩柜节填5版外知侧如300术m蔬m法范围内耳的固化宜回填土遭压实为誓平面，奖距桩森身堪300娱m火m洽以外的亩固化回碑填蝶土速1约1峡压实填暑筑成凸壮起的拱防形曲面淹，曲面偿顶部标僵高较起敏拱位置铺高轧600即m皱m鼓。航在固化病回填淹层债1别1中填筑过民程中，镇在与最撕上层连故接准件虾7勿底面标廉高处设弄置一层唉高强钢辛筋网越片根1失2树，与连屡接旨件条7模绑扎连岛接；高惕强钢筋姑网城片什1社2棵采用鲜钢越绞线编很织而成规，钢绞联线的朝直径纵为弯4m顷m绵，喊规包格课200察mm×桐200谊m破m欠。夫待固化笛回填规层咽1甩1遍达到设吃计强茧度做100牺%永后，固朵化回填侮土客6魄的上表伸面做再忌修整，橡使其尽管可能达京到设计艺形状，纳并在其酸表面铺伪设一层铅高强钢辟筋网守片糖1瓜2如。扩随后将摩钢制传者力佛拱化8减焊接于忽钢管混楼凝土桩欲节沃5欢的外侧隙面，焊朽接标高稍位于钢轰管外湖壁凉6咱与最上弓层连接逆件捏7母的交接跃处，钢讨制传力魂拱烫8翻由钢板迷切割而时成，规荡格粘270蹄0mm仍×10瓣0mm侨×8m壶m贿，两端颤切割为伯圆弧形抛，焊接染式保持烂整体水层平。鉴钢纱梳结9盗的上部诵钢嘉条位1逆5念采辟用穿100融0mm逐×80爸mm×阻6m蛇m比钢板，僚下部钢部片待1爬3威采夜用翻50m剪m×5棍0mm根×4m笔m伶钢板；匠上部钢欣条脱片茫1煮5导和下部碰钢耗片苏1搂3尚分别与葡长纤为巾200蝶m闭m环、直径特为耐10m脾m立的粘结青钢福筋籍1衡4席的两端扑焊接连壮接。凝将预制饼好的、辱呈辐射叹状的钢驼梳万9两布设于能各地基虎处理桩毫的正上惕方，最是外侧下灯部钢虽片刘1筑3绞与桩体搬两侧钢阴制传力强拱唯8岛的上表鲁面焊接祖连接；骆另外，宇钢捉梳猴9蛾与临近进的筏板窜基次础前4肚的构造美钢筋连楼接。星绑扎筏罗板基匹础截4芝的构造粪钢筋，目并将构沸造钢筋纱与地基轻处理蹈桩垄1垫的钢筋枪笼评1纲0影伸出部昨分绑扎谎连接；顽筏板基栗础观4搞的构造训钢筋，始采用订Ф叫10m介m掠丑、强度淘等级晨为浓HPB雀30好0辫的光面常钢筋，愧钢筋的厕纵向、具横向间闸隔均趋为待150乐m碌m肆，全断闸面通长例布设。友支设模但板，浇杆筑筏板吨基杜础巾4花。筏板花基蝇础饥4风的底部鸣贴合固虽化回填屈层页1艺1冬，在地斗基处理脖桩香1旧的顶部哀形成墩僚式桩筏我结合部膝；筏板迎基惜础库4第下底