專利名稱：組合加勁灌注樁的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于巖土工程領域，具體涉及懸臂式排樁支護結構和支錨式排樁支護結構 中的組合加勁灌注樁。
背景技術：
目前，國內用于基坑圍護的柱列式擋土樁主要為機械成孔或人工挖孔鋼筋混凝土灌注 樁，形狀為圓形，直徑為400 1200毫米，樁身配筋是采用直徑16毫米以上受力縱筋和 構造鋼筋組成圓形鋼筋籠，其直徑小于樁徑，外側留有40 50毫米作為保護層。截面配 筋存在以下幾種形式
懸臂式，因單側承受土壓力，拉區(qū)僅在迎土側存在，將大部分縱筋集中在受拉區(qū)范圍 內，而其他部分僅為構造配筋；
支錨式，因為施加了錨桿或支撐形成坑內的彈性支座，擋土樁兩側都會存在受拉區(qū)， 故采用均勻配筋方式；
優(yōu)化的支錨式，將縱筋集中配置在受拉區(qū)內，中和軸附近不配筋或僅構造配筋；
現(xiàn)有的幾種樁配筋形式都是沿樁的圓周在一定范圍內均勻布置受力鋼筋，因距中和軸 的距離不同會造成不同位置的縱筋受力大小不一致，應力難以很好地分配， 一旦個別縱筋 在發(fā)生較大變形后破壞，則樁的共同受力體系被打破，將很可能發(fā)生突然的脆性破壞。而 且，鋼筋籠自身沒有抗彎剛度，這樣只能通過增大樁徑來提高樁身抗彎剛度，混凝土用量 大。因此現(xiàn)有技術，存在鋼材利用率低，混凝土用量大，樁體抗變形能力差等缺點。
中國專利"組合勁性混凝土樁"(專利號200720042973. 7)，內置由相對排列的槽鋼或 工字鋼以及由上而下均勻布置的連接板或連接筋組成的鋼骨架，并在滿足構造要求的前提 下盡量遠離軸心布置骨架，提高骨架抗彎剛度，使鋼材的抗彎性能盡可能地發(fā)揮，節(jié)約了 鋼材。但是，該樁型在樁體內僅設置型鋼骨架，考慮型鋼在圓形截面內布置的局限性，其 僅適用與樁徑300毫米-600毫米的截面，因此抗彎、抗剪能力仍較低，必須結合預應力錨 桿使用，即在樁錨體系中應用， 一般難以單獨懸臂使用，且最大適用基坑深度不超過15 米，樁長不超過20米，仍具有較大的局限性
實用新型內容
為了提高擋土樁的鋼材利用率、減少混凝土用量、加強樁體承載力及抗變形能力，本 實用新型的目的是設計一種更加符合支護結構受力特點的組合加勁灌注樁。 具體結構設計方案如下
組合加勁灌注樁包括素混凝土樁身、鋼筋籠和型鋼骨架，且型鋼骨架與素混凝土樁身 同軸，素混凝土樁身包裹著鋼筋籠和型鋼骨架，所述型鋼骨架包括一根以上的槽鋼或工字 鋼，所述鋼筋籠包括均布在圓周上的縱筋、環(huán)抱著縱筋的環(huán)形加強筋和螺旋箍筋；
所述素混凝土樁身直徑為400—1200毫米，樁長為5—25米；
所述一根以上的槽鋼或工字鋼與鋼筋籠的縱筋位于同一圓周的受拉區(qū)內，或位于鋼筋 籠內部；槽鋼或工字鋼腹板上自上而下均勻分布設有抗剪鍵。
型鋼骨架包括一對或兩對由兩根對稱設置的槽鋼或工字鋼組成的骨架，每對槽鋼或工 字鋼徑向之間由上至下均布設有水平連接筋，相鄰水平連接筋之間的距離為500—1000毫 米。
所述抗剪鍵為栓釘或鋼板或短鋼筋，相鄰抗剪鍵之間的間距為200-500毫米。 兩根以上組合加勁灌注樁排列形成排樁，相鄰組合加勁灌注樁頂部由冠梁連接；所述
排樁一側由上至下設有一根以上腰梁，腰梁平行于冠梁，腰梁外側設有一根以上的水平支撐桿。
所述相鄰組合加勁灌注樁之間設有預應力錨桿，預應力錨桿的一端連接著腰梁，且與 組合加勁灌注樁呈45-85度角。
本實用新型的有益技術效果體現(xiàn)在以下幾個方面
1、 本實用新型將受力縱筋和型鋼集中地配置在受拉區(qū)，相對于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土擋 土樁，配筋方式更加符合單向受彎的受力模式，有效提高了鋼材利用率；
2、 本實用新型由于在鋼筋混凝土中增加了型鋼，型鋼以其固有的強度和延性，以及 型鋼、鋼筋、混凝土三為一體地工作使型鋼混凝土擋土樁比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土擋土樁承載 力大、剛度大、延性好，使基坑開挖及使用時更加安全。另外，其良好的延性還能在一定 程度上降低樁體發(fā)生脆性破壞的可能，避免突發(fā)性事故的發(fā)生，提高了安全性。
3、 在主要承受單方向水平荷載的擋土結構中，彎矩是控制荷載，因型鋼自身具有一 定的抗彎剛度，抗彎性能良好，因此，通過在樁內配置型鋼，可以將擋土樁的直徑大大縮 小，如對于深度10m以內的較淺基坑，如結合預應力錨桿使用，樁徑最小可為400毫米。 故本實用新型可節(jié)省大量混凝土，減少工程造價和地下空間的占用，具有很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益；
4、本實用新型配合預應力錨桿或水平支撐形成支錨式排樁支護體系，通過調整樁徑、型鋼骨架和鋼筋籠的結合方式以及型鋼和鋼筋的型號，靈活改變排樁的承載能力和抗彎剛度，再通過調整樁間距、錨桿間距改變支錨承載力和剛度，使樁與錨能夠達到最佳的應力分配模式，協(xié)同受力，協(xié)同變形，節(jié)約工程造價。


圖1為本實用新型應用于排樁懸臂式支護結構，圖2為圖1的俯視圖，
圖3為本實用新型應用于排樁樁錨支護結構，圖4為圖3的俯視圖，
圖5為本實用新型應用于排樁內支撐支護結構
圖6為圖5的俯視圖，
圖7為本實用新型的截面示意圖，
圖8為本實用新型應用于懸臂式結構時的截面示意圖，
圖9為配置兩根型鋼時的截面示意圖，
圖10為配置兩根型鋼應用于懸臂式結構時的截面示意圖，
圖11為鋼筋籠內設置格構式骨架截面示意圖，
圖12為鋼筋籠內設置單根型鋼截面示意圖，
圖13為鋼筋籠內設置兩副骨架截面示意圖，
圖14為鋼筋籠內設置兩根型鋼截面示意圖，
圖15為工字鋼應用于支錨體系時截面示意圖，
圖16為鋼筋籠內設置工字鋼骨架截面示意圖。
圖1-16中，型鋼骨架l、受力縱筋2、環(huán)形加強筋3、螺旋箍筋4、素混凝土樁身5、連接筋6、抗剪鍵7、冠梁8、腰梁9、預應力錨桿IO、水平支撐桿ll、坡頂面12、坡底面13。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地描述。實施例1:參見圖1和圖8，組合加勁灌注樁包括素混凝土樁身5、鋼筋籠和型鋼骨架，且型鋼骨架與素混凝土樁身同軸，素混凝土樁身包裹著鋼筋籠和型鋼骨架，型鋼骨架包括一根或兩根并列的槽鋼，見圖IO,鋼筋籠包括均布在圓周上的受力縱筋2、環(huán)抱著縱筋的環(huán)形加強筋3和螺旋箍筋4;
素混凝土樁身強度為C20 C30，根據(jù)樁的受力大小和樁徑也可選用不同材料。
槽鋼型號根據(jù)計算彎矩調整,可選用各種型號的普通型槽鋼、輕型槽鋼，也可由這些型鋼組成格構式組合型鋼。
受力縱筋2采用冊B335或HRB400級熱軋螺紋鋼筋，鋼筋直徑選用范圍為14毫米 32毫米。
環(huán)形加強筋為加工、調運鋼筋籠而設置的加強箍，為所有型鋼和縱向受力鋼筋提供橫向連接，形成鋼筋籠。采用HRB335或HRB400級熱軋螺紋鋼筋，鋼筋直徑選用范圍為12毫米~20毫米。
螺旋箍筋采用HPB235級熱軋盤圓鋼筋，沿整個樁身通長螺旋布置，相鄰螺旋間的間距為100毫米 200毫米，鋼筋直徑為6毫米 10毫米。
抗剪鍵自上而下均勻焊于槽鋼的腹板上，間距200毫米-500毫米，可以為栓釘、鋼板或短鋼筋。
一根或兩根槽鋼與鋼筋籠的受力縱筋2位于同一圓周的受拉區(qū)內，或位于鋼筋籠內部，見圖12和圖14;槽鋼腹板上自上而下均勻分布設有抗剪鍵7?？辜翩I7為栓釘或鋼板或短鋼筋，自上而下均勻焊于槽鋼的腹板上，相鄰抗剪鍵之間的間距為200-500毫米。
實施例2:
型鋼骨架包括一對或兩對由兩根對稱設置的槽鋼或工字鋼組成的骨架，見圖7、圖9和圖15。
槽鋼或工字鋼型號根據(jù)計算彎矩調整，可選用各種型號的普通型槽鋼、輕型槽鋼、工字鋼，也可由這些型鋼組成格構式組合型鋼。其它同實施例l。實施例3:
參見圖ll、圖13和圖16，每對槽鋼或工字鋼徑向之間由上至下均布設有水平連接筋6,相鄰水平連接筋6之間的距離為500—1000毫米。
當將兩根型鋼在樁的中和軸兩側對稱放置時，采用螺紋鋼筋或者鋼板作為連接筋，分別與兩側型鋼焊接，形成格構式組合型鋼；豎向間距500-1000毫米，按照槽鋼布置情況進行相應調整。
其它同實施例1。
實施例4:
兩根以上組合加勁灌注樁排列形成排樁，相鄰組合加勁灌注樁頂部由冠梁8連接，見圖1和圖2;所述排樁一側由上至下設有一根以上腰梁9，腰梁9平行于冠梁8，腰梁9外側連接著一根以上的水平支撐桿ll，見圖3和圖4。
冠梁通過將樁的主筋錨入其中，將所有單個擋土樁聯(lián)結成共同受力的排樁；鋼筋混凝土結構，寬度略大于或等于擋土樁直徑，高度不小于300毫米。
腰梁在支錨體系中，是錨桿、支撐與擋土樁的傳力構件；采用鋼筋混凝土或型鋼材料。
水平支撐采用鋼筋混凝土、型鋼或其他鋼構件，設置在坑內，撐在兩個基坑側壁間，為擋土結構提供水平約束。水平支撐一般為鋼管，也可采用鋼筋混凝土材料或組合型鋼。其它同實施例1。
實施例5:
參見圖5和圖6，相鄰組合加勁灌注樁之間設有預應力錨桿10，預應力錨桿10的一端連接著腰梁9，且與組合加勁灌注樁呈45-85度角。
預應力錨桿通過鉆孔錨入基坑外側土體中的受拉筋材，是豎向擋土結構的水平支點，為擋土樁提供水平約束力，另外還可施加一定的預應力，控制擋土樁的水平位移。錨桿一般為機械鉆機成孔，也可人工洛陽鏟成孔，孔徑130 200毫米?？變冉畈臑镠RB335或HRB400級鋼筋，直徑18 32毫米，也可采用鋼絞線。
實施例6:
基坑較淺時，可采用懸臂式排樁支護結構，本例采用組合加勁灌注樁按一定間距形成懸臂排樁，基坑深度6.0米。
如圖1和圖2所示，基坑開挖前，先從坡頂面12自然地面進行組合加勁灌注樁的定位和成孔施工，本例樁孔直徑0.8米，樁間距1.8米，樁長13米，進入設計坡底面13以下7.5米。成孔完畢后在樁孔內置入由受力縱筋2、環(huán)形加強筋3和螺旋箍筋4組成的鋼筋籠，受力縱筋2在迎土面即受拉區(qū)和背土面各設置8018，再在受拉區(qū)沿鋼筋籠內側置入由型鋼骨架1構成的型鋼骨架，見圖9，型鋼骨架1為1根14a熱軋普通型槽鋼。鋼筋籠和型鋼骨架就位后，在樁孔內灌注C30混凝土，成樁完畢。擋土樁養(yǎng)護一段時間后，在樁頂施工鋼筋混凝土冠梁8，冠梁高0.5米，寬0.9米，鋼筋籠和型鋼骨架均錨入鋼筋籠內，通過冠梁8將一根根樁連成整體，協(xié)同受力。待組合加勁灌注樁和冠梁的混凝土強度達到設計值的75%后，逐步將土方開挖至坡底面13。實施例7:
基坑較深時，可采用排樁樁錨支護結構中的樁錨結構，本例采用組合加勁灌注樁按一定間鉅形成排樁，每兩個相鄰樁之間設置2層斜向預應力錨桿10，基坑深度9. 0米。
如圖5和圖6所示，本例樁孔直徑0.8米，樁間距2米，樁長12米，進入設計坡底面13以下3.5米。因增加了水平支點，開挖后在迎土面和背土面都會產生彎矩，都會成為受拉區(qū)，所以受力縱筋在迎土面和背土面各設置7cD18，沿鋼筋籠內側則對稱放置兩根型鋼骨架l，通過連接筋6連成格構式型鋼骨架，型鋼采用2根14a熱軋普通型槽鋼，見圖8。樁孔內灌注C30混凝土。冠梁8高0.5米，寬0.9米。兩層錨桿的長度均為15米，傾斜角度15度，孔徑150毫米，第一層錨桿標高在坡頂面12以下2. 5米，第二層錨桿標高在坡頂面12以下5. 5米，錨桿筋材采用2①18。錨桿頭部設置通長鋼筋混凝土腰梁9,腰梁9截面尺寸為400 X 300。
實施例8:
基坑較深且周圍土質無法提供足夠錨固力時，可采用排樁內支撐支護結構中的內支撐結構，本例采用組合加勁灌注樁按一定間距形成排樁，自上而下設置2層水平支撐桿11，基坑深度IO.O米。
如圖3和圖4所示，本例樁孔直徑0.9米，樁間距1.7米，樁長16米，進入設計坡底面以下6.5米。受力縱筋在迎土面和背土面各設置8 0 20，沿鋼筋籠內側則對稱放置兩根型鋼骨架1，通過連接筋6連成格構式型鋼骨架，型鋼采用2根16a熱軋普通型槽鋼。樁孔內灌注C30混凝土。冠梁高0.5米，寬0.9米。兩層水平支撐均采用4)609X10鋼管，第一層支撐標高在坡頂面12以下0. 5米，第二層錨桿標高在坡頂面12以下5. 5米。
權利要求1、組合加勁灌注樁，包括素混凝土樁身、鋼筋籠和型鋼骨架，且型鋼骨架與素混凝土樁身同軸，素混凝土樁身包裹著鋼筋籠和型鋼骨架，所述型鋼骨架包括一根以上的槽鋼或工字鋼，所述鋼筋籠包括均布在圓周上的縱筋、環(huán)抱著縱筋的環(huán)形加強筋和螺旋箍筋，其特征在于所述素混凝土樁身直徑為400-1200毫米，樁長為5-25米；所述一根以上的槽鋼或工字鋼與鋼筋籠的縱筋位于同一圓周的受拉區(qū)內，或位于鋼筋籠內部；槽鋼或工字鋼腹板上自上而下均勻分布設有抗剪鍵。
2、 根據(jù)權利要求1所述的組合加勁灌注樁，其特征在于型鋼骨架包括一對或兩對 由兩根對稱設置的槽鋼或工字鋼組成的骨架，每對槽鋼或工字鋼徑向之間由上至下均布設 有水平連接筋，相鄰水平連接筋之間的距離為500—1000毫米。
3、 根據(jù)權利要求1所述的組合加勁灌注樁，其特征在于所述抗剪鍵為栓釘或鋼板 或短鋼筋，相鄰抗剪鍵之間的間距為200-500毫米。
4、 根據(jù)權利要求1所述的組合加勁灌注樁，其特征在于兩根以上組合加勁灌注樁 排列形成排樁，相鄰組合加勁灌注樁頂部由冠梁連接；所述排樁一側由上至下設有一根以上腰梁，腰梁平行于冠梁，腰梁外側設有一根以上的水平支撐桿。
5、 根據(jù)權利要求4所述的組合加勁灌注樁，其特征在于所述相鄰組合加勁灌注樁 之間設有預應力錨桿，預應力錨桿的一端連接著腰梁，且與組合加勁灌注樁呈45-85度角。
專利摘要本實用新型涉及懸臂式排樁支護結構和支錨式排樁支護結構中的組合加勁灌注樁。組合加勁灌注樁包括素混凝土樁身、鋼筋籠和型鋼骨架，且型鋼骨架與素混凝土樁身同軸，素混凝土樁身包裹著鋼筋籠和型鋼骨架，所述型鋼骨架包括一根以上的槽鋼或工字鋼，所述鋼筋籠包括均布在圓周上的縱筋、環(huán)抱著縱筋的環(huán)形加強筋和螺旋箍筋；素混凝土樁身直徑為400-1200毫米，樁長為5-25米；一根以上的槽鋼或工字鋼與鋼筋籠的縱筋位于同一圓周的受拉區(qū)內，或位于鋼筋籠內部；槽鋼或工字鋼腹板上自上而下均勻分布設有抗剪鍵。
文檔編號E02D17/04GK201406683SQ200920154940
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權日2008年12月15日
發(fā)明者彪 李, 束冬青, 敏 蔡 申請人:安徽省建設工程勘察設計院