樁基消除負摩阻力裝置的製作方法

2023-04-28 19:57:26

專利名稱：樁基消除負摩阻力裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於土木建築樁基工程。
在土木建築工程中使用樁基礎時，經常會遇到由於各種原因引起的大面積地層沉陷的情況(包括欠固結的土層、填海造地、修堤築路、場平填土、地下水位變化、貨物堆場等)，這對已完成的樁基礎會產生向下拉曳的負摩阻力。這種負摩阻力的發生增加了樁的負荷，從而降低了樁的有效承載能力，對端承型的長樁來說尤為嚴重。迄今為止，對負摩阻力的大小仍沒有一種完善可靠的定量分析方法，只能依靠估算和加大安全係數來保證樁基的安全使用。對消除負摩阻力也沒有十分有效的方法，目前常用的方法是在樁體上塗一層5-10毫米厚的瀝青類塗層，塗料成份和配製方法雖各有不同，但由於這種塗層在打樁時易被刮掉和破壞，因而都只能部份地消除負摩阻力，在理想條件下最多也只能消除50%的負摩阻力。
本發明的任務就是要研製一種切實可行的、便於製作和施工的、可以經濟而有效地徹底消除負摩阻力的裝置，以滿足工程的需要。
本發明是通過如下技術方案來實現的在預製砼樁樁體外表面設置一個卸荷套，使樁體與周圍土層完全隔開並與樁體之間形成一個潤滑隔離層，當樁周土層產生沉降時，土與卸荷套的接觸面上產生的下曳載荷會迫使卸荷套隨土層同步變位，而憑藉隔離層的潤滑作用，完全不會將下曳載荷傳給樁體本身，從而確保有效地消除了負摩阻力的作用。
下面結合


本發明的具體結構。
附圖1是本發明的結構示意圖。其中(1)-樁體、(2)-卸荷套、(3)-隔離層、(4)-上卡口、(5)-下卡口、(6)-預埋件。
附圖2是本發明的A-A剖面圖。
首先在預製砼樁樁體(1)上按設計要求預埋鋼製預埋件(6)，在預埋件(6)上焊上鋼製的上卡口(4)，在樁體(1)上套上鋼製卸荷套(2)。卸荷套(2)是與樁體(1)橫截面形狀相對應的封閉形套，其下端焊有下卡口(5)，並通過下卡口(5)與樁體(1)上的上卡口(4)相接觸，上、下卡口均製成圍繞樁體(1)外表面並與之相貼合的封閉形，以防止打樁過程中泥土擠入卸荷套(2)內造成卸荷套(2)外翹而使上、下卡口脫離接觸。卸荷套(2)與樁體(1)之間形成一厚度為5毫米左右的隔離層(3)，其中填充有二氈三油或其它潤滑材料。由於卸荷套(2)與上、下卡口的密封作用，潤滑隔離層在打樁時不會受到樁周土石的破壞。打樁時，樁體(1)通過上卡口(4)抵住卸荷套(2)上的下卡口(5)，帶動卸荷套(2)隨之同步下沉。當樁基礎完成後，樁周地層發生沉陷時，下曳力帶動卸荷套(2)相對樁體(1)向下移動，上卡口(4)與下卡口(5)分離，憑藉隔離層(3)的潤滑作用，卸荷套(2)可自由地隨土層同步下沉而不會帶動樁體(1)下移，從而有效地消除了樁側負摩阻力的作用。
為了保證上、下卡口的有效接觸，其接觸面須經機加工，並在現場用專門夾具固定焊接安裝。卸荷套(2)的厚度和上、下卡口的強度根據計算決定，必須滿足打樁時產生的拉力和剪力要求，製作時也可採用其它金屬或塑料，玻璃鋼等有足夠強度的工程材料。預製砼樁體(1)的橫截面形狀可為方形、圓形或多邊形，長度方向一般為等截面統長樁，也可為小梯度錐形樁，可為實體樁也可為空心樁，樁體要求平直、平整、斷面尺寸準確。對於較長的樁，為了減少卸荷套(2)所承受的載荷，節省材料，每根樁上的卸荷套可以分成幾段設置，每段相應地設置上、下卡口。段與段之間應留有間隙，自上到下應符合地層沉陷上大下小的規律，可按上、下二段土層的平均沉降量之差進行估計。
本發明已用於廣東沿海地區填海造地上的二座35米高的多層框架工業廠房中，其工程地質條件為上層是約20米厚的填土層，接著是約13米厚的淤泥質土層，再往下是約10米厚的礫質粘性土，下臥層為風化花崗巖。原設計採用φ1000毫米的衝孔灌注樁，為減小負摩阻力，樁體用36.5米長、8毫米厚的鋼管包裹，鋼管外壁塗抹瀝青層。經設計修改後，採用帶本裝置的邊長500、550毫米預製砼方樁。通過試樁的P、D、A測試與靜載試驗表明，樁的摩阻力主要集中於樁體未裝本裝置的下部10～12米區段內(約300KPa)，而樁體上部30米長安裝本裝置的區段內摩阻力很小(不到20KPa)，而且本裝置的卸荷套在樁體加載過程中位移極小(3mm以內)，充分證明本發明的作用效果良好，能有效地消除樁側負摩阻力。工程樁分段設置本裝置，效果更佳。而工程造價卻節省25～30%，具有明顯的經濟效益。
本發明能有效地消除樁基負摩阻力，提高樁的有效承載能力。而其結構簡單，施工難度低、工期短、效益高，宜於在各種軟基地層擬採用樁基礎的工程中推廣使用。
權利要求
1.一種消除樁基負摩阻力裝置，其特徵在於有封閉形卸荷套(2)套在樁體(1)上，與樁體(1)之間形成隔離層(3)，其內填充潤滑材料，卸荷套(2)下端連有下卡口(5)，與固定在樁體(1)上的上卡口(4)相接觸。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於卸荷套(2)橫截面內周曲線形狀與樁體(1)橫截面形狀相對應，可為方形、圓形或多邊形。
3.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於卸荷套(2)可沿樁體(1)的長度方向分成幾段設置。
4.按照權利要求1-3所述的裝置，其特徵在於卸荷套(2)由金屬、塑料、玻璃鋼製成。
全文摘要
樁基消除負摩阻力裝置屬於土木建築樁基工程。它由設置在樁體外周的卸荷套及卸荷套與樁體之間的潤滑隔離層構成。卸荷套使樁體與周圍土層完全隔開並由樁體帶動在打樁時與之同步下沉，而當樁周土層沉陷時，卸荷套依靠隔離層內潤滑材料的作用，可隨土層相對樁體自由下沉而不將下曳力傳給樁體，從而有效地消除了負摩阻力的作用。可廣泛用於各種軟基地層擬用樁基礎的工程中。
文檔編號E02D5/60GK1078281SQ9210361
公開日1993年11月10日 申請日期1992年5月8日 優先權日1992年5月8日
發明者張詠梅 申請人:深圳市建築科學中心