专利名称：建筑物复合地基疏桩基础的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑物地基基础技术领域。
背景技术：
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基，在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。疏桩基础是考虑桩和基础底地基共同承担上部结构荷载的一种复合桩基，与传统桩基础相比，疏桩基础桩数较少，桩间距较大。在地基承载力满足要求的前提下，疏桩基础常根据建筑物的沉降要求进行设计，形成按上部结构变形要求确定用桩数量的复合桩基。目前，复合地基因其施工方便和造价低廉而被广泛地应用于高层建筑物地基处理中，复合地基承载力特征值已经由原来的200kPa左右提高到600kPa左右，特别是在30层以上的高层建筑中也得到了大量应用。对于30层以上的高层建筑和建筑物周围有地下车库的情况，即使复合地基在静载条件下其承载力能够满足设计要求，但在地震作用和风荷载等水平荷载作用下，建筑物基础受到偏心荷载，基础边部的复合地基桩体易产生断裂，导致复合地基破坏，建筑物倒塌。疏桩基础因其桩顶与基础相连，且桩体中配有钢筋，能有效地抵抗建筑物受到的水平荷载作用，但因其基础下布桩数量较少，故要求基础下天然地基承载力能够基本满足设计要求。当建筑物的基底压力远大于天然地基承载力时，其应用会受到限制。
发明内容
本发明要解决的目的是提供一种建筑物复合地基疏桩基础，该基础能够充分发挥复合地基和疏桩基础各自的优点，承载性能科学合理，在水平荷载作用下能大大提高建筑物的安全性；成本较低，经济效益显著。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种建筑物复合地基疏桩基础，包括在天然地基中加入素混凝土桩的复合地基、位于复合地基上部的褥垫层、位于复合地基内部的钢筋混凝土桩和可压缩性桩顶连接件，所述钢筋混凝土桩的桩距不小于6倍的桩径；所述钢筋混凝土桩与建筑物基础底面之间通过穿过所述桩顶连接件的钢筋或CFRP 筋固定连接。所述可压缩性桩顶连接件为硫磺胶泥连接件，其形状为圆柱形，其横截面的直径不小于所述钢筋混凝土桩直径的四分之一。桩顶连接件的竖向刚度对复合地基疏桩基础承载力的发挥起关键作用，连接件的水平刚度对疏桩桩顶以下一定范围内桩身弯矩起关键作用，合理设定连接件刚度不仅能够有效地发挥疏桩基础的承载力，还能够减少钢筋混凝土桩受到的地震作用。本发明的原理如下在竖向荷载作用下，连接件与褥垫层受荷载作用共同压缩，钢筋混凝土桩作为复合地基的基桩使用，这一阶段主要是复合地基起作用；当连接件压缩到预定设计变形时，连接件不再产生新的压缩变形，钢筋混凝土桩与建筑物基础共同沉降，这一阶段是疏桩基础和复合地基共同起作用。复合地基疏桩基础处于复合地基工作阶段时， 由于钢筋混凝土桩桩顶连接件的压缩以及褥垫层对桩土应力的调整作用，复合地基承载力能够按预定设计值得以发挥；当钢筋混凝土桩桩顶连接件的变形达到预设变形值要求时， 复合地基疏桩基础处于复合地基和疏桩基础共同工作阶段，此时复合桩基承载力能够满足设计要求，且疏桩基础的沉降变形能够满足上部结构的设计要求。在水平荷载作用下，复合地基疏桩基础处于复合地基和疏桩基础共同工作阶段， 由于钢筋混凝土桩桩顶与建筑物基础相连，钢筋混凝土桩对建筑物基础产生竖向拉结，防止建筑物基础产生过大倾覆，避免复合地基局部压应力过大而遭到破坏，保证建筑物安全。本发明的有益效果如下本发明通过在传统复合地基中加入钢筋混凝土桩的疏桩基础，构成复合地基疏桩基础，能够充分发挥复合地基和疏桩基础的承载性能优点，使得建筑物在地震作用和风荷载等水平荷载作用下，不发生过大倾斜，避免复合地基受到破坏，保证建筑物安全；性价比高；另外本发明与传统的桩基础相比，钢筋混凝土桩的数量少，施工方便，具有巨大的经济效益和广泛的应用前景。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图I是本发明复合地基疏粧基础的结构不意图2是钢筋混凝土桩顶连接件的横截面示意其中，I、素混凝土桩，2、钢筋混凝土桩，3、褥垫层，4、桩顶连接件，5、建筑物基础，6、桩间土，7、CFRP 筋。
具体实施例方式如图I和图2所示，本发明所述的建筑物复合地基疏桩基础，在天然地基中加入素混凝土桩I形成复合地基；在复合地基内部疏布钢筋混凝土桩2，桩间距不小于6倍桩径， 形成疏桩基础；在复合地基疏桩基础上部铺设一层粒径为5-10mm的级配砂石形成褥垫层 3，调整桩土压力和沉降，使桩土共同承担竖向荷载；建筑物基础5位于褥垫层3上部；在钢筋混凝土桩2与建筑物基础5底面之间设置桩顶连接件4，为保证抗倾覆要求，并且使桩顶连接件4和褥垫层3在竖向荷载下共同压缩，在桩顶连接件4中设置CFRP筋7，CFRP筋7 分别与钢筋混凝土桩2和建筑物基础5底部锚固，在水平荷载下保证疏桩基础对建筑物产生竖向拉结。桩顶连接件4采用硫磺胶泥材料制成，其直径不小于钢筋混凝土桩2直径的四分之一。在上部结构荷载作用初期，桩顶连接件4与褥垫层3 —起压缩，荷载由素混凝土桩 I、钢筋混凝土桩2和桩间土 6共同承担，相当于传统的复合地基。当荷载达到复合地基承载力预定设计值后，桩顶连接件4停止压缩，钢筋混凝土桩4与建筑物基础5相连，复合地基疏桩基础形成并开始工作。复合地基疏桩基础能够满足上部结构竖向荷载和水平荷载的要求，与传统桩基础相比，钢筋混凝土桩用桩数量少，施工方便，社会经济效益显著。上述实施例仅属于本发明的一种实施例，其中各个部件的结构、连接方式等都可以有所变化，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种建筑物复合地基疏桩基础，其特征在于，包括在天然地基中加入素混凝土桩的复合地基、位于复合地基上部的褥垫层、位于复合地基内部的钢筋混凝土桩和可压缩性桩顶连接件，所述钢筋混凝土桩的桩距不小于6倍的桩径；所述钢筋混凝土桩与建筑物基础底面之间通过穿过所述桩顶连接件的钢筋或CFRP筋固定连接。
2.根据权利要求I所述的一种建筑物复合地基疏桩基础，其特征在于，所述可压缩性桩顶连接件为硫磺胶泥连接件，其形状为圆柱形，其横截面的直径不小于所述钢筋混凝土桩直径的四分之一。
全文摘要
本发明公开了一种建筑物复合地基疏桩基础，包括在天然地基中加入素混凝土桩的复合地基、位于复合地基上部的褥垫层、位于复合地基内部的钢筋混凝土桩和可压缩性桩顶连接件，所述钢筋混凝土桩的桩距不小于6倍的桩径；所述钢筋混凝土桩与建筑物基础底面之间通过穿过所述桩顶连接件的钢筋或CFRP筋连接。本发明的有益效果如下能够充分发挥复合地基和疏桩基础各自的承载性能优点，使得建筑物在地震作用和风荷载等水平荷载作用下，不发生过大倾斜，避免复合地基受到破坏，保证建筑物安全；另外本发明与传统的桩基础相比，钢筋混凝土桩的数量少，施工方便，具有巨大的经济效益和广泛的应用前景。
文档编号E02D27/16GK102587402SQ20121002858
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月9日 优先权日2012年2月9日
发明者刘冬林, 张瑞云, 马光玮 申请人:石家庄铁道大学