一种利用phc管桩桩间土承载力的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及地基处理的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。
【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。 【实用新型内容】
[0004] 为充分利用地基土的承载能力，本实用新型提供一种利用PHC管粧粧间土承载力 的装置，以实现地基承载力的整体提高。
[0005] 本实用新型目的通过如下技术方案实现：
[0006] -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：
[0010] 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。
[0011] 为进一步实现本实用新型目的，优选地，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l-10mm。
[0012] 优选地，所述的XPS板通过胶水粘接在钢端板上。
[0013] 优选地，所述的优架立钢筋与每根锚固钢筋焊接。
[0014] 优选地，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。
[0015] 优选地，所述的锚固钢筋为4-8根。
[0016] 优选地，所述的混凝土垫层厚度为100_200mm;托板为4-5mm厚的薄钢板。
[0017] 优选地，所述的钢端板为圆环形，钢端板连接锚固钢筋处设有开孔。
[0018] 相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：
[0019] 1)本实用新型XPS板设置在的在承台或筏板与钢端板两者之间，根据公式（1)和 公式（2)确定XPS板的厚度h，在PHC管粧受荷达到其极限承载力1/6时，对应上部建筑结 构完成1/3~1/2,其压缩应变基本达到100%，对于不同粧径的PHC管粧，通过改变XPS板 的厚度h，可以控制XPS板1的残余厚度不大于3mm;使得PHC管粧承载力充分发挥时，XPS 板变形后厚度小于2mm，从而在长期受荷过程中不会有多余变形，对基础安全性造成实质影 响。
[0020] 2本实用新型钢端板和XPS板外直径与对应的PHC管粧粧径相同。锚固钢筋穿过 钢端板的内圆向上与承台或筏板连接，锚固钢筋向下伸入PHC管粧中，在PHC管粧中架立钢 筋焊接在锚固钢筋上，三者形成一个整体；锚固钢筋和架立钢筋结合在PHC管粧内浇筑的 填芯混凝土中，保证PHC管粧与承台或筏板之间的有效连接，使承台或筏板的受力均匀传 递到PHC管粧上。
[0021] 3)常见PHC管粧的直径d= 400mm，500mm，600mm，800mm，对应于极限承载力Qpu= 2000kN，3000kN，4000kN;本实用新型控制锚固钢筋4的直径为20-30mm，XPS板被压缩过程 中的PHC管粧粧顶压强足以将锚固钢筋压屈曲，因此锚固钢筋不会阻碍XPS板的压缩。
[0022] 4)本实用新型XPS板是粧顶的易压缩层，在上部结构施工过程中，其受力压缩，使 得承台或筏板相比基粧沉降更大，从而与粧间土产生充分接触，粧间土由此开始发挥承载 力。在上部结构完成1/3~1/2高度时，粧顶压强大约达到IMPa。此时XPS板的竖向应变 接近100%，即其厚度已可以忽略。承台或筏板与钢端板紧密接触，之间不再存在受压薄弱 层，由此开始粧与土共同承担上部荷载，直到沉降稳定为止。一般建筑的最大沉降不超过 40mm，本装置提供的XPS板的压缩量可以使粧间土的承载力得到充分发挥，从而减羟基粧 的负担，有效提高基础整体承载能力。同时，被压缩的XPS板厚度可以忽略，锚固钢筋保证 了粧与承台或筏板的可靠连接。因此，本实用新型可以在保证基粧与承台有效连接的基础 上，充分利用粧间土的承载力。
【附图说明】
[0023] 图1为利用PHC管粧粧间土承载力的装置安装示意图。
[0024] 图2为图1移除承台或筏板后的俯视图。
[0025] 图3为图2的侧视图。
[0026] 图中示出：XPS板1，钢端板2、锚固钢筋3、架立钢筋4、填芯混凝土 5、托板6、PHC 管粧7、混凝土垫层8、承台或筏板9。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施方式对本实用新型做进一步说明，但本实用新型要求保护的 范围并不局限于实施方式表述的范围。
[0028] 如图1-3所示，一种利用PHC管粧粧间土承载力的装置，包括钢端板2、XPS板1、 锚固钢筋3、架立钢筋4、填芯混凝土 5、托板6和混凝土垫层8 ;钢端板2和XPS板1都为 圆环形板或圆形板，优选XPS板1为圆形板，钢端板2为圆环形板；当钢端板2为圆环形板 时，钢端板2的外径与PHC管粧相同，内径较管粧大l-10mm;XPS板1设置在钢端板2上端， 优选XPS板1通过胶水粘接在钢端板2上；钢端板2设置在PHC管粧上端，多根锚固钢筋 3从钢端板2和XPS板1的圆周伸入PHC管粧7内，锚固钢筋3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；销固钢筋3向上伸入承台或筏板9内的长度大于 500mm，多根锚固钢筋3在水平面沿PHC管粧截面圆周均匀分布；在PHC管粧7内从上到下 间隔100 - 300mm架立钢筋4,架立钢筋4为圆形，在同一水平截面架立钢筋4与多根锚固 钢筋3连接，优选架立钢筋4与每根锚固钢筋3焊接；锚固钢筋3的底部设立托板6,托板 6的边缘与PHC管粧连接（托板6的横截面为圆形，直径与PHC管粧直径相同或者小于PHC 管粧直径0. 5-lmm)，在PHC管粧内的托板6上方灌注填芯混凝土 5 ;在地基土表面铺设混凝 土垫层8,混凝土垫层8上端浇筑承台或筏板9。锚固钢筋的直径为20-30mm。
[0029] XPS板1的厚度h通过如下的计算公式⑴和公式⑵确定：
[0032] 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。
[0033] 优选地，钢端板2的厚度为5-20mm;销固钢筋为4-8根；架立钢筋4为60200圆形 架立筋；混凝土垫层8厚度为100-200mm。
[0034]XPS板是聚苯乙烯泡沫板的简称，是一种常用的建筑外墙保温材料。
[0035] 当钢端板2为圆环形，钢端板2连接锚固钢筋3处设有开孔，方便锚固钢筋3安装。
[0036] 使用时，在PHC管粧施工完毕后，先将锚固钢筋3与架立筋4和托板6焊接，整体放 入PHC管粧中，将XPS板1粘结在钢端板2上，钢端板2放置在锚固钢筋3中