一種格構樁基礎及其施工方法

2023-10-09 17:32:29

專利名稱：一種格構樁基礎及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種樁結構基礎及對其的施工，具體為一種格構樁基礎及其施工方法。
背景技術：
在工程領域中，基礎是為了保證建築以及橋梁基礎的安全，避免產生基礎變形危及上部結構的安全穩定。工程上通常採用的基礎為混凝土擴大基礎和樁基礎；樁基礎包括諸如深層攪拌水泥土樁、高壓旋噴樁、槽鋼鋼板樁和鑽孔灌注樁、鋼管打入樁、混凝土打入樁等；在房屋建築中通常還採用筏基和箱型基礎以及它們與樁基的複合結構以滿足承載力的要求。但這些基礎都存在如下缺點(1)樁與樁之間是孤立的，無法在地下形成大面積的相互連接形成一個完整的整體，因此經常產生房屋建築、建築橋梁等的不均勻沉降導致上部結構開裂或傾斜破壞。(2)樁與周圍巖體的僅僅基於在樁的側壁上接觸，因而接觸面積很小，因而樁的摩擦承載力很小。(3)樁與樁之間相互獨立，使得每個樁的體積較大，施工速度慢，施工周期很長，材料使用量大，成本高。(4)筏基和箱型基礎都需要將地基全部開挖；筏基的澆築厚度大，整體抗彎曲強度不足；箱型基礎施工完成後要進行回填，荷載不均勻；兩者均工程量大，施工時間長，投入材料多，耗費成本高。

發明內容
本發明的目的在於提供一種施工速度快，施工周期短，成本低，整體力學性能優良的格構樁基礎及其施工方法。為了解決上述技術問題，達到實現所述目的，本發明的技術方案如下一種格構樁基礎，包括置於地下的基樁2，連接在基樁頂端的地上基礎1 ；其特徵在於，所述的基樁2之間通過地下連續牆3相互連接，形成一個呈整體結構的地下基礎；地下基礎由以基樁2為節點，以從地表向下連續設置的地下連續牆3為連接體，以基樁2和地下連續牆3形成的橫截面為網狀的格狀結構體為基本單元，共同連接擴展所形成。進一步，所述的基樁2下端設置有橫截面積增大的擴大樁尖4 ；地下連續牆3的下端設置有橫截面積增大的擴大基礎5，地下連續牆3的縱截面採用變截面構造。 更進一步，所述的擴大樁尖4和擴大基礎5位於同一水平面上，擴大樁尖4和擴大基礎5相互對應連接為一個整體。更進一步，所述的擴大基礎5的水平面高於擴大樁尖4的水平面，擴大基礎5和對應的基樁2相互連接為一個整體。進一步，所述的地上基礎1為承臺或筏基或箱型基礎或連續地梁。進一步，所述的地下連續牆3內設置有用於分段施工的分段配筋裝置6 ；所述的分段配筋裝置6包括鋼筋601和鋼管602，鋼管602的外直徑不大於地下連續牆3的厚度，從上到下均勻的貫穿設置有若干平行於地下連續牆3設置的鋼筋601，內部澆築有混凝土 7 ； 相鄰的分段配筋裝置6的鋼筋601自由端相互交錯，並由混凝土 7澆築連接在一起。更進一步，所述的鋼管602的外直徑等於地下連續牆3的厚度，在平行於地下連續牆3的鋼管602壁上設置有若干用於流出部分混凝土 7的通孔603。一種格構樁基礎的施工方法，其特徵在於，由如下步驟完成a.施工放線定位，通過施工放樣確定各個基樁2的準確位置；b.打基樁孔，利用現有的樁孔施工工具完成基樁孔的開挖；c.分段開槽，利用開槽工具，以步驟b中所述的基樁孔為中心，向縱橫相鄰的基樁孔方向分段開槽，並採用支撐裝置分段支撐；d.安置鋼筋骨架，在步驟c所述的以分段開槽並分段支撐好的槽體和其對應的基樁孔內分段安置鋼筋骨架；e.分段澆築，在步驟的中所述的安置好鋼筋骨架的基樁孔和槽體中澆築混凝土 7 形成基樁2和對應的地下連續牆3，並將鋼筋骨架的的自由端裸露出澆築的混凝土 7適當長度，用於和相鄰的鋼筋骨架接茬；f.形成格構樁基礎，對每個基樁孔依次全部完成步驟c到e的程序後形成一個呈整體結構的地下基礎，在地下基礎的頂端設置地上基礎1，最後形成格構樁基礎。進一步，步驟c分段開槽中所述的開槽工具為風動開槽鑽頭，所述的支撐裝置為支撐氣囊或分段配筋裝置6。進一步，所述的步驟b到e針對同一個基樁孔能夠按順序依次完成，針對不同的基樁孔能夠同時進行。本發明的旨在提供一種格構樁基礎，在地下的基樁2之間通過風動開槽鑽頭開槽，形成深窄基坑，基坑下端進行端擴形成擴大頭，基坑裡用鋼筋做骨架混凝土 7澆築，形成連接基樁2的地下連續牆3，格構樁基礎的深度幾米到幾十米，使得原來的樁基礎通過連續牆相互連接起來，形成一個以網狀的格狀結構體為基本單元擴展形成的整體，類似於目前的箱型結構，但區別在於本發明的基樁2和地下連續牆3以及周圍巖體8共同作用，不用整體開挖，然後回填，可直接操作，格構樁基礎內的巖體8保持原有狀態，整體性好，並且和格構樁基礎成為一體，使格構樁基礎的剛度好，抗彎性強，荷載大；並且也由於不用整體開挖，因此深度遠遠大於目前的箱型基礎，因此基礎的穩定性、安全性遠勝於箱型基礎，還大大的降低了造價。本發明一種格構樁基礎及其施工方法，其有益效果在於1)原來的樁基礎中為了達到設計所需的力學要求，樁的直徑都較大，而且隨建築物高度等增加；但是本發明的基樁2之間由於採用地下連續牆3與其一起相互連接成為一個受力的格構整體，因此基樁2的直徑可大大減小，並且施工可分段完成，因而節省了大批的材料，由於採用專業的開槽、配筋設備，施工速度快，極大的縮短了混凝土 7澆築的工期。2)本發明中所述的格構樁基礎的表面積從單樁的外圍面積擴大到包括地下連續牆3的外圍面積，遠大於現有的樁基礎的表面積，因而樁側摩阻大，摩擦承載力大；同時各個基樁2的樁尖可以採用擴大樁尖4，因而樁尖的承載力遠大於其他無法完成端擴的樁型； 因此，本發明所述的格構樁基礎的承載力大大提高，在相同要求下，大大減少了施工的工序，加快了施工進度。3)本發明中所述的格構樁基礎，由於地下基礎為一個不開挖回填的整體結構，再配合在地下基礎頂端形成的地上基礎1，因此其所受的彎曲應力和剪切力不會集中到獨立的基樁2上，而是由整體分攤，抗彎抗剪的能力遠遠大於其他基礎結構，徹底消除傳統基礎結構不均勻沉降引起的病害，同時大大增加了建築物的抗震能力，特別適用於高層或超高層建築物的基礎。


圖1為本發明實例中所述地下基礎結構的俯視2為本發明實例中所述地下基礎結構的正視3為本發明中分段配筋裝置的橫截面4為本發明中分段配筋裝置的縱截面中地上基礎1、基樁2、地下連續牆3、擴大樁尖4、擴大基礎5、分段配筋裝置6、 混凝土 7、巖體8、鋼筋601、鋼管602、通孔60具體實施例方式以下結合附圖，通過實施例對發明做進一步描述。本發明一種格構樁基礎，如圖2所示，其包括地上基礎1和由基樁2、地下連續牆3 組成的地下基礎；地上基礎可以為承臺或筏基或箱型基礎或連續地梁；地下基礎還可以包括擴大樁尖4、擴大基礎5、分段配筋裝置6 ；地下基礎由以基樁2為節點，以從地表向下連續設置的地下連續牆3為連接體連接基樁2，以基樁2和地下連續牆3形成的橫截面為網狀的格狀結構體為基本單元，共同連接擴展所形成；參見圖1，地下基礎中，在基樁2下端還可以設有擴大樁尖，在地下連續牆3下端還可以設有擴大基礎，在地下連續牆3縱截面採用變截面構造，內部還可以設置有分段配筋裝置6。其中的分段配筋裝置6，參見圖3、圖4，其包括外直徑不大於地下連續牆3的厚度的鋼管602，從上到下貫穿鋼管602並平行於地下連續牆設置的鋼筋601 ；相鄰的分段配筋裝置6的鋼筋601自由端相互交錯，並由混凝土 7澆築連接在一起；當鋼管602的外直徑等於地下連續牆3的厚度時，鋼管602壁上接觸巖體8的兩側設置有若干用於流出部分混凝土 7的通孔603。一種格構樁基礎的施工方法，其步驟如下a.施工放線定位，通過施工放樣確定各個基樁2的準確位置；b.打基樁孔，利用現有的樁孔施工工具完成基樁孔的開挖；c.分段開槽，利用開槽工具，以步驟b中所述的基樁孔為中心，向縱橫相鄰的基樁孔方向分段開槽，並採用支撐裝置分段支撐；d.安置鋼筋骨架，在步驟c所述的以分段開槽並分段支撐好的槽體和其對應的基樁孔內分段安置鋼筋骨架；e.分段澆築，在步驟的中所述的安置好鋼筋骨架的基樁孔和槽體中澆築混凝土 7形成基樁2和對應的地下連續牆3，並將鋼筋骨架的的自由端裸露出澆築的混凝土 7適當長度， 用於和相鄰的鋼筋骨架接茬；f.形成格構樁基礎，對每個基樁孔依次全部完成步驟c到e 的程序後形成一個呈整體結構的地下基礎，在地下基礎的頂端設置地上基礎1，最後形成格構樁基礎。
其中步驟c分段開槽中所述的開槽工具為風動開槽鑽頭，具體為名為「風動開槽鑽頭」(申請號201120248943.8)的專利所述的風動開槽鑽頭，其中的支撐裝置為支撐氣囊或分段配筋裝置6，具體為一種格構樁基礎中所述的分段配筋裝置6 ；採用分段配筋裝置 6後可以方便的將鋼筋601—端留茬，而在另一端進行澆築，參見圖3。其中步驟b到e針對同一個基樁孔只能夠按順序依次完成，針對不同的基樁孔能夠同時進行展開，對工作進行合理的統籌，大大的提高了工程進度和施工效率。
權利要求
1.一種格構樁基礎，包括置於地下的基樁O)，連接在基樁頂端的地上基礎(1)；其特徵在於，所述的基樁( 之間通過地下連續牆C3)相互連接，形成一個呈整體結構的地下基礎；地下基礎由以基樁(2)為節點，以從地表向下連續設置的地下連續牆(3)為連接體，以基樁( 和地下連續牆C3)形成的橫截面為網狀的格狀結構體為基本單元，共同連接擴展所形成。
2.如權利要求1所述的一種格構樁基礎，其特徵在於，所述的基樁(2)下端設置有橫截面積增大的擴大樁尖；地下連續牆(3)的下端設置有橫截面積增大的擴大基礎(5)，地下連續牆(3)的縱截面採用變截面構造。
3.如權利要求2所述的一種格構樁基礎，其特徵在於，所述的擴大樁尖(4)和擴大基礎 (5)位於同一水平面上，擴大樁尖(4)和擴大基礎( 相互對應連接為一個整體。
4.如權利要求2所述的一種格構樁基礎，其特徵在於，所述的擴大基礎(5)的水平面高於擴大樁尖的水平面，擴大基礎( 和對應的基樁( 相互連接為一個整體。
5.如權利要求1或2所述的一種格構樁基礎，其特徵在於，所述的地上基礎(1)為承臺或筏基或箱型基礎或連續地梁。
6.如權利要求1或2所述的一種格構樁基礎，其特徵在於，所述的地下連續牆(3)內設置有用於分段施工的分段配筋裝置(6)；所述的分段配筋裝置(6)包括鋼筋(601)和鋼管(602)，鋼管(602)的外直徑不大於地下連續牆(3)的厚度，從上到下均勻的貫穿設置有若干平行於地下連續牆C3)設置的鋼筋(601)，內部澆築有混凝土(7)；相鄰的分段配筋裝置(6)的鋼筋(601)自由端相互交錯，並由混凝土(7)澆築連接在一起。
7.如權利要求6所述的一種格構樁基礎，其特徵在於，所述的鋼管(602)的外直徑等於地下連續牆(3)的厚度，在平行於地下連續牆(3)的鋼管(60 壁上設置有若干用於流出部分混凝土 (7)的通孔(603)。
8.—種格構樁基礎的施工方法，其特徵在於，由如下步驟完成a.施工放線定位，通過施工放樣確定各個基樁O)的準確位置；b.打基樁孔，利用現有的樁孔施工工具完成基樁孔的開挖；c.分段開槽，利用開槽工具，以步驟b中所述的基樁孔為中心，向縱橫相鄰的基樁孔方向分段開槽，並採用支撐裝置分段支撐；d.安置鋼筋骨架，在步驟C所述的以分段開槽並分段支撐好的槽體和其對應的基樁孔內分段安置鋼筋骨架；e.分段澆築，在步驟的中所述的安置好鋼筋骨架的基樁孔和槽體中澆築混凝土(7)形成基樁( 和對應的地下連續牆( ，並將鋼筋骨架的的自由端裸露出澆築的混凝土(7)適當長度，用於和相鄰的鋼筋骨架接茬；f.形成格構樁基礎，對每個基樁孔依次全部完成步驟c到e的程序後形成一個呈整體結構的地下基礎，在地下基礎的頂端設置地上基礎(1)，最後形成格構樁基礎。
9.如權利要求8所述的一種格構樁基礎的施工方法，其特徵在於，步驟c分段開槽中所述的開槽工具為風動開槽鑽頭，所述的支撐裝置為支撐氣囊或分段配筋裝置(6)。
10.如權利要求8或9所述的一種格構樁基礎的施工方法，其特徵在於，所述的步驟b 到e針對同一個基樁孔能夠按順序依次完成，針對不同的基樁孔能夠同時進行。
全文摘要
本發明涉及一種樁結構基礎及對其的施工，具體為一種施工速度快，施工周期短，成本低，整體力學性能優良的格構樁基礎及其施工方法。一種格構樁基礎，包括置於地下的基樁(2)，連接在基樁頂端的地上基礎(1)；其中基樁(2)之間通過地下連續牆(3)相互連接，形成一個呈整體結構的地下基礎；地下基礎由以基樁(2)為節點，以從地表向下連續設置的地下連續牆(3)為連接體，以基樁(2)和地下連續牆(3)形成的橫截面為網狀的格狀結構體為基本單元，共同連接擴展所形成。一種格構樁基礎的施工方法，包括如下六個步驟a.施工放線定位，b.打基樁孔，c.分段開槽，d.安置鋼筋骨架，e.分段澆築，f.形成格構樁基礎。
文檔編號E02D29/02GK102493475SQ201110402590
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者牛偉民 申請人:牛偉民