一种利用phc管桩桩间土承载力的装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地基处理的PHC管粧，特别是涉及一种充分利用PHC管粧基础粧间土 承载力的装置与方法。
【背景技术】
[0002] 粧基础是土木工程领域常用的基础形式，其使用已有上千年的历史。随着上部结 构高度增加，形态逐渐复杂，要求有足够大的地基承载力，也就相应地需要越来越高的单粧 承载力。目前常用的提高粧基承载力的方法有：（1)开发新的粧基形式，通过改变粧基形 状，提高其抵抗某种类型荷载的能力；(2)使用高强度的粧身混凝土；（3)使用更加成熟的 施工工艺，增加粧长，提高成粧质量；(4)改变群粧基础布局，使得群粧承载能力得到更加 合理高效地利用。这些方法很大程度上提高了粧自身的承载能力，但也存在成本增加，设计 施工复杂的问题。
[0003] 粧基础通过数量众多的粧，将上部结构荷载传递到更深的土层，并通过粧侧摩阻 力与粧端反力与荷载平衡。因此，要将粧头处嵌入承台，保证粧与承台的刚性连接，使基粧 成为上部结构的刚性支点。这样的情况下，粧间土在经过一段时间固结沉降后，与承台或筏 板之间没有有效的接触，其承载力得不到充分发挥。而粧是承台或筏板的刚性支点，上部荷 载施加过程中，最初阶段，粧沉降很小，承台或筏板的沉降被粧限制，不能进一步对粧间土 施加荷载。随着荷载增大，粧沉降增加，这一情况有所改善，但承台与粧间土的接触依旧是 不充分的，粧依旧承担了大部分荷载，粧间土的承载力没有得到充分的发挥。如果能合理利 用地基土的承载力，则可以很大程度上承担上部结构的荷载，减轻粧基础承担荷载的比例， 从而整体上提高整个基础的承载力。要实现这一目的，就必须使得承台或筏板能与粧间土 充分接触。因此亟需解决的问题是：在保证粧基础强度、刚度的前提下，使得地基土真正承 受上部荷载作用，充分变形，从而发挥承载力。
【发明内容】
[0004] 为充分利用地基土的承载能力，本发明提供一种利用PHC管粧粧间土承载力的装 置与方法，以实现地基承载力的整体提高。
[0005] 本发明目的通过如下技术方案实现：
[0006] 一种利用PHC管粧粧间土承载力的装置，包括钢端板、XPS板、锚固钢筋、架立钢 筋、填芯混凝土、托板和混凝土垫层；钢端板和XPS板都为圆环形板或圆形板，XPS板设置在 钢端板上端，钢端板设置在PHC管粧上端，多根锚固钢筋从钢端板和XPS板的圆周伸入PHC 管粧内，锚固钢筋向下伸入PHC管粧长度为3D和1. 5m的较大值，D为PHC管粧外径；锚固 钢筋向上伸入承台或筏板内的长度大于500mm，多根锚固钢筋在水平面沿PHC管粧截面圆 周均匀分布；在PHC管粧内从上到下间隔100 -300mm架立钢筋，架立钢筋为圆形，在同一水 平截面架立钢筋与多根锚固钢筋连接，锚固钢筋的底部设立托板，托板的边缘与PHC管粧 连接，在PHC管粧内的托板上方灌注填芯混凝土；在地基土表面铺设混凝土垫层，混凝土垫 层上端浇筑承台或筏板；所述锚固钢筋的直径为20-30mm ;
[0007] 所述XPS板的厚度h通过如下的计算公式⑴和公式⑵确定：
【主权项】
1. 一种利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于包括钢端板、XPS板、销固钢筋、 架立钢筋、填芯混凝土、托板和混凝土垫层；钢端板和XPS板都为圆环形板或圆形板，XPS板 设置在钢端板上端，钢端板设置在PHC管粧上端，多根锚固钢筋从钢端板和XPS板的圆周 伸入PHC管粧内，锚固钢筋向下伸入PHC管粧长度为3D和I. 5m的较大值，D为PHC管粧外 径；锚固钢筋向上伸入承台或筏板内的长度大于500mm，多根锚固钢筋在水平面沿PHC管粧 截面圆周均匀分布；在PHC管粧内从上到下间隔100 -300mm架立钢筋，架立钢筋为圆形，在 同一水平截面架立钢筋与多根锚固钢筋连接，锚固钢筋的底部设立托板，托板的边缘与PHC 管粧连接，在PHC管粧内的托板上方灌注填芯混凝土；在地基土表面铺设混凝土垫层，混凝 土垫层上端浇筑承台或筏板；所述锚固钢筋的直径为20-30mm ; 所述XPS板的厚度h通过如下的计算公式（1)和公式（2)确定：
其中，p是PHC管粧的粧顶压强，Qpu是PHC管粧的单粧承载力极限值，需要根据粧型和 场地条件计算确定，\是PHC管粧的截面积。
2. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的 XPS板为圆形板，钢端板为圆环形板；所述钢端板的外径与PHC管粧相同，内径较管粧大 I-IOmm0
3. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的XPS 板通过胶水粘接在钢端板上。
4. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的架立 钢筋与每根锚固钢筋焊接。
5. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的钢端 板的厚度为5-20mm ;所述架立钢筋为直径为6mm的圆形架立筋。
6. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的锚固 钢筋为4-8根。
7. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的混凝 土垫层厚度为100-200mm ;托板为4-5mm厚的薄钢板。
8. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的钢端 板为圆环形，钢端板连接锚固钢筋处设有开孔。
9. 一种应用权利要求1-8任一项所述装置的利用PHC管粧粧间土承载力的方法，其特 征在于，在PHC管粧施工完毕后，先将锚固钢筋与架立筋和托板焊接，整体放入PHC管粧中， 将XPS板粘结在钢端板上，钢端板放置在锚固钢筋中并设置在PHC管粧上，浇筑填芯混凝土 至粧头标高，设置混凝土垫层，浇筑承台或筏板；控制锚固钢筋的直径为20-30mm ; 控制XPS板的厚度
其中，P是PHC管粧的粧顶压强，Qpu是PHC管粧的单粧承载力极限值，需要根据粧型和 场地条件计算确定，\是PHC管粧的截面积。
【专利摘要】本发明公开了一种利用PHC管桩桩间土承载力的装置与方法，该装置包括钢端板、XPS板、锚固钢筋、架立钢筋、填芯混凝土、托板和混凝土垫层；XPS板设置在钢端板上端，钢端板设置在PHC管桩上端，多根锚固钢筋从钢端板和XPS板的圆周伸入PHC管桩内，锚固钢筋向上伸入承台或筏板内，多根锚固钢筋在水平面沿PHC管桩截面圆周均匀分布；在PHC管桩内从上到下间隔100-300mm架立钢筋，锚固钢筋的底部设立托板，托板的边缘与PHC管桩连接，在PHC管桩内的托板上方灌注填芯混凝土；在地基土表面铺设混凝土垫层，混凝土垫层上端浇筑承台或筏板；本发明可以在保证基桩与承台有效连接的基础上，充分利用桩间土的承载力。
【IPC分类】E02D27-14, E02D27-12
【公开号】CN104863172
【申请号】CN201510236893
【发明人】韩小雷, 李耀琨, 季静, 符东龙, 邱焱坤
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月11日