一種利用phc管樁樁間土承載力的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及地基處理的PHC管粧，特別是涉及一種充分利用PHC管粧基礎(chǔ)粧 間土承載力的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 粧基礎(chǔ)是土木工程領(lǐng)域常用的基礎(chǔ)形式，其使用已有上千年的歷史。隨著上部結(jié) 構(gòu)高度增加，形態(tài)逐漸復(fù)雜，要求有足夠大的地基承載力，也就相應(yīng)地需要越來(lái)越高的單粧 承載力。目前常用的提高粧基承載力的方法有：（1)開發(fā)新的粧基形式，通過(guò)改變粧基形 狀，提高其抵抗某種類型荷載的能力；(2)使用高強(qiáng)度的粧身混凝土；（3)使用更加成熟的 施工工藝，增加粧長(zhǎng)，提高成粧質(zhì)量；(4)改變?nèi)夯捇A(chǔ)布局，使得群粧承載能力得到更加 合理高效地利用。這些方法很大程度上提高了粧自身的承載能力，但也存在成本增加，設(shè)計(jì) 施工復(fù)雜的問(wèn)題。
[0003] 粧基礎(chǔ)通過(guò)數(shù)量眾多的粧，將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到更深的土層，并通過(guò)粧側(cè)摩阻 力與粧端反力與荷載平衡。因此，要將粧頭處嵌入承臺(tái)，保證粧與承臺(tái)的剛性連接，使基粧 成為上部結(jié)構(gòu)的剛性支點(diǎn)。這樣的情況下，粧間土在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間固結(jié)沉降后，與承臺(tái)或筏 板之間沒有有效的接觸，其承載力得不到充分發(fā)揮。而粧是承臺(tái)或筏板的剛性支點(diǎn)，上部荷 載施加過(guò)程中，最初階段，粧沉降很小，承臺(tái)或筏板的沉降被粧限制，不能進(jìn)一步對(duì)粧間土 施加荷載。隨著荷載增大，粧沉降增加，這一情況有所改善，但承臺(tái)與粧間土的接觸依舊是 不充分的，粧依舊承擔(dān)了大部分荷載，粧間土的承載力沒有得到充分的發(fā)揮。如果能合理利 用地基土的承載力，則可以很大程度上承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的荷載，減輕粧基礎(chǔ)承擔(dān)荷載的比例， 從而整體上提高整個(gè)基礎(chǔ)的承載力。要實(shí)現(xiàn)這一目的，就必須使得承臺(tái)或筏板能與粧間土 充分接觸。因此亟需解決的問(wèn)題是：在保證粧基礎(chǔ)強(qiáng)度、剛度的前提下，使得地基土真正承 受上部荷載作用，充分變形，從而發(fā)揮承載力。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為充分利用地基土的承載能力，本實(shí)用新型提供一種利用PHC管粧粧間土承載力 的裝置，以實(shí)現(xiàn)地基承載力的整體提高。
[0005] 本實(shí)用新型目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種利用PHC管粧粧間土承載力的裝置，包括鋼端板、XPS板、錨固鋼筋、架立鋼 筋、填芯混凝土、托板和混凝土墊層；鋼端板和XPS板都為圓環(huán)形板或圓形板，XPS板設(shè)置在 鋼端板上端，鋼端板設(shè)置在PHC管粧上端，多根錨固鋼筋從鋼端板和XPS板的圓周伸入PHC 管粧內(nèi)，錨固鋼筋向下伸入PHC管粧長(zhǎng)度為3D和1. 5m的較大值，D為PHC管粧外徑；錨固 鋼筋向上伸入承臺(tái)或筏板內(nèi)的長(zhǎng)度大于500mm，多根錨固鋼筋在水平面沿PHC管粧截面圓 周均勻分布；在PHC管粧內(nèi)從上到下間隔100 -300mm架立鋼筋，架立鋼筋為圓形，在同一水 平截面架立鋼筋與多根錨固鋼筋連接，錨固鋼筋的底部設(shè)立托板，托板的邊緣與PHC管粧 連接，在PHC管粧內(nèi)的托板上方灌注填芯混凝土；在地基土表面鋪設(shè)混凝土墊層，混凝土墊 層上端澆筑承臺(tái)或筏板；所述錨固鋼筋的直徑為20-30mm;
[0007]所述XPS板的厚度h通過(guò)如下的計(jì)算公式⑴和公式⑵確定：
[0010] 其中，P是PHC管粧的粧頂壓強(qiáng)，Qpu是PHC管粧的單粧承載力極限值，需要根據(jù)粧 型和場(chǎng)地條件計(jì)算確定，\是PHC管粧的截面積。
[0011] 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，優(yōu)選地，所述的XPS板為圓形板，鋼端板為圓環(huán)形 板；所述鋼端板的外徑與PHC管粧相同，內(nèi)徑較管粧大l-10mm。
[0012] 優(yōu)選地，所述的XPS板通過(guò)膠水粘接在鋼端板上。
[0013] 優(yōu)選地，所述的優(yōu)架立鋼筋與每根錨固鋼筋焊接。
[0014] 優(yōu)選地，所述的鋼端板的厚度為5-20mm;所述架立鋼筋為直徑為6mm的圓形架立 筋。
[0015] 優(yōu)選地，所述的錨固鋼筋為4-8根。
[0016] 優(yōu)選地，所述的混凝土墊層厚度為100_200mm;托板為4-5mm厚的薄鋼板。
[0017] 優(yōu)選地，所述的鋼端板為圓環(huán)形，鋼端板連接錨固鋼筋處設(shè)有開孔。
[0018] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 1)本實(shí)用新型XPS板設(shè)置在的在承臺(tái)或筏板與鋼端板兩者之間，根據(jù)公式（1)和 公式（2)確定XPS板的厚度h，在PHC管粧受荷達(dá)到其極限承載力1/6時(shí)，對(duì)應(yīng)上部建筑結(jié) 構(gòu)完成1/3~1/2,其壓縮應(yīng)變基本達(dá)到100%，對(duì)于不同粧徑的PHC管粧，通過(guò)改變XPS板 的厚度h，可以控制XPS板1的殘余厚度不大于3mm;使得PHC管粧承載力充分發(fā)揮時(shí)，XPS 板變形后厚度小于2mm，從而在長(zhǎng)期受荷過(guò)程中不會(huì)有多余變形，對(duì)基礎(chǔ)安全性造成實(shí)質(zhì)影 響。
[0020] 2本實(shí)用新型鋼端板和XPS板外直徑與對(duì)應(yīng)的PHC管粧粧徑相同。錨固鋼筋穿過(guò) 鋼端板的內(nèi)圓向上與承臺(tái)或筏板連接，錨固鋼筋向下伸入PHC管粧中，在PHC管粧中架立鋼 筋焊接在錨固鋼筋上，三者形成一個(gè)整體；錨固鋼筋和架立鋼筋結(jié)合在PHC管粧內(nèi)澆筑的 填芯混凝土中，保證PHC管粧與承臺(tái)或筏板之間的有效連接，使承臺(tái)或筏板的受力均勻傳 遞到PHC管粧上。
[0021] 3)常見PHC管粧的直徑d= 400mm，500mm，600mm，800mm，對(duì)應(yīng)于極限承載力Qpu= 2000kN，3000kN，4000kN;本實(shí)用新型控制錨固鋼筋4的直徑為20-30mm，XPS板被壓縮過(guò)程 中的PHC管粧粧頂壓強(qiáng)足以將錨固鋼筋壓屈曲，因此錨固鋼筋不會(huì)阻礙XPS板的壓縮。
[0022] 4)本實(shí)用新型XPS板是粧頂?shù)囊讐嚎s層，在上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，其受力壓縮，使 得承臺(tái)或筏板相比基粧沉降更大，從而與粧間土產(chǎn)生充分接觸，粧間土由此開始發(fā)揮承載 力。在上部結(jié)構(gòu)完成1/3~1/2高度時(shí)，粧頂壓強(qiáng)大約達(dá)到IMPa。此時(shí)XPS板的豎向應(yīng)變 接近100%，即其厚度已可以忽略。承臺(tái)或筏板與鋼端板緊密接觸，之間不再存在受壓薄弱 層，由此開始粧與土共同承擔(dān)上部荷載，直到沉降穩(wěn)定為止。一般建筑的最大沉降不超過(guò) 40mm，本裝置提供的XPS板的壓縮量可以使粧間土的承載力得到充分發(fā)揮，從而減羥基粧 的負(fù)擔(dān)，有效提高基礎(chǔ)整體承載能力。同時(shí)，被壓縮的XPS板厚度可以忽略，錨固鋼筋保證 了粧與承臺(tái)或筏板的可靠連接。因此，本實(shí)用新型可以在保證基粧與承臺(tái)有效連接的基礎(chǔ) 上，充分利用粧間土的承載力。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為利用PHC管粧粧間土承載力的裝置安裝示意圖。
[0024] 圖2為圖1移除承臺(tái)或筏板后的俯視圖。
[0025] 圖3為圖2的側(cè)視圖。
[0026] 圖中示出：XPS板1，鋼端板2、錨固鋼筋3、架立鋼筋4、填芯混凝土 5、托板6、PHC 管粧7、混凝土墊層8、承臺(tái)或筏板9。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型要求保護(hù)的 范圍并不局限于實(shí)施方式表述的范圍。
[0028] 如圖1-3所示，一種利用PHC管粧粧間土承載力的裝置，包括鋼端板2、XPS板1、 錨固鋼筋3、架立鋼筋4、填芯混凝土 5、托板6和混凝土墊層8 ;鋼端板2和XPS板1都為 圓環(huán)形板或圓形板，優(yōu)選XPS板1為圓形板，鋼端板2為圓環(huán)形板；當(dāng)鋼端板2為圓環(huán)形板 時(shí)，鋼端板2的外徑與PHC管粧相同，內(nèi)徑較管粧大l-10mm;XPS板1設(shè)置在鋼端板2上端， 優(yōu)選XPS板1通過(guò)膠水粘接在鋼端板2上；鋼端板2設(shè)置在PHC管粧上端，多根錨固鋼筋 3從鋼端板2和XPS板1的圓周伸入PHC管粧7內(nèi)，錨固鋼筋3向下伸入PHC管粧長(zhǎng)度為 3D和1. 5m的較大值，D為PHC管粧外徑；銷固鋼筋3向上伸入承臺(tái)或筏板9內(nèi)的長(zhǎng)度大于 500mm，多根錨固鋼筋3在水平面沿PHC管粧截面圓周均勻分布；在PHC管粧7內(nèi)從上到下 間隔100 - 300mm架立鋼筋4,架立鋼筋4為圓形，在同一水平截面架立鋼筋4與多根錨固 鋼筋3連接，優(yōu)選架立鋼筋4與每根錨固鋼筋3焊接；錨固鋼筋3的底部設(shè)立托板6,托板 6的邊緣與PHC管粧連接（托板6的橫截面為圓形，直徑與PHC管粧直徑相同或者小于PHC 管粧直徑0. 5-lmm)，在PHC管粧內(nèi)的托板6上方灌注填芯混凝土 5 ;在地基土表面鋪設(shè)混凝 土墊層8,混凝土墊層8上端澆筑承臺(tái)或筏板9。錨固鋼筋的直徑為20-30mm。
[0029] XPS板1的厚度h通過(guò)如下的計(jì)算公式⑴和公式⑵確定：
[0032] 其中，p是PHC管粧的粧頂壓強(qiáng)，Qpu是PHC管粧的單粧承載力極限值，需要根據(jù)粧 型和場(chǎng)地條件計(jì)算確定，\是PHC管粧的截面積。
[0033] 優(yōu)選地，鋼端板2的厚度為5-20mm;銷固鋼筋為4-8根；架立鋼筋4為60200圓形 架立筋；混凝土墊層8厚度為100-200mm。
[0034]XPS板是聚苯乙烯泡沫板的簡(jiǎn)稱，是一種常用的建筑外墻保溫材料。
[0035] 當(dāng)鋼端板2為圓環(huán)形，鋼端板2連接錨固鋼筋3處設(shè)有開孔，方便錨固鋼筋3安裝。
[0036] 使用時(shí)，在PHC管粧施工完畢后，先將錨固鋼筋3與架立筋4和托板6焊接，整體放 入PHC管粧中，將XPS板1粘結(jié)在鋼端板2上，鋼端板2放置在錨固鋼筋3中