[發明專利]全過程可控式位移調節裝置

有效

• 申請號: 201310526629.5
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103541377A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 周峰;張峰;蔣超;屈偉
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: E02D35/00
• 分類號: E02D35/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明涉及一種建筑工程中自由調節接觸點之間位移的裝置，尤其是指全過程可控式樁端位移調節裝置。

背景技術

隨著城市用地的日益緊張和建筑施工技術的不斷發展，高層建筑日益增多。尤其是近來高層建筑呈現出多塔、大底盤的新特點，多幢高塔建筑緊密相鄰，建筑物下部裙樓、地下室連成一片。因而整個建筑物的荷載分布極其不均勻，產生較大的沉降和差異沉降。即使是單橦建筑物，由于群樁效應、地質條件復雜、設計方法不合理等因素的影響，差異沉降仍然很難避免。差異沉降是導致基礎內力和上部結構次應力增大的根源所在。過大的差異沉降不僅影響建筑物的正常使用，甚至會給建筑物帶來一定的安全隱患。由于目前設計理論的不完善和傾向保守，為減少建筑物的差異沉降，通常的方法是提高上部結構剛度、增加筏板厚度以及一味傾向于將樁基直接嵌入基巖。這樣的設計方法不僅不科學，而且在很大程度上增加了工程造價造成資源的浪費。

由樁土共同作用的樁筏基礎理論研究可知，不同的上部結構、地基、基礎與筏板的剛度分布均會對建筑物的內力與變形產生影響。若僅通過調整上部結構剛度來控制基礎差異沉降不經濟且較難實現，而通過增加筏板剛度來控制差異沉降的效果并不明顯且代價很大。因此對基礎（樁筏）與地基構成的支承體支承剛度進行合理、可控的調整才是控制差異沉降設計的最為有效的方法。

控制基礎差異沉降主要有兩種實現途徑，其一可以調整地基土的剛度；其二可以調整樁基的支承剛度。對于樁筏基礎而言，則以調整樁基支承剛度的方式為主，通過調整布樁方式或改變基樁自身參數（樁長、樁徑、樁距）從而達到基礎優化和控制差異沉降的目的。但是，布樁方式受地質條件和上部結構形式的影響較大，很難獲得理想的支承剛度分布，具有一定的局限性。

此外，復合樁基是以控制沉降充分發揮地基土承載力為目標，地基土承載力得以充分發揮的前提是樁和土的變形協調，但是當樁端具有較好的持力層時，樁基無法向下刺入，筏板下良好土層的承載力得不到利用。因此，持力層較好的樁基礎，特別是端承樁基如何充分利用良好的地基土承載力成為樁土共同作用理論應用的一大難題。

對此，宰金珉、周峰提出通過在樁頂安裝自適應位移調節器（專利號：ZL200520071955）的方式進行復合樁基設計，并將復合樁基理論拓展到廣義復合樁基理論的范疇。自適應位移調節器是專門研制的用于樁頂位移調節的裝置，通過在樁頂安裝位移調節器的方式達到對支承剛度的合理分布，可顯著減小基礎的不均勻沉降。同時，利用位移調節器自身的變形（位移調節范圍大約3～10cm），使得樁產生相對的“刺入”變形，從而保證樁、土的變形協調。因為位移調節器的剛度可以根據需要自行設定，所以樁基支承剛度的分布不再受地質條件的束縛，具有廣泛的適應性。

目前已研制的位移調節器其剛度無法再進行二次調整，剛度設定依賴于設計計算的準確性，因此樁基支承剛度分布很難達到最優化狀態。離零差異沉降控制目標還有一定的距離，而且也無法實現施工全過程調控的動態優化設計。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，而提供一種結構簡單、使用方便的全過程可控式位移調節裝置。

本發明采用的技術方案為：一種全過程可控式位移調節裝置，包括用于測量樁基與筏板相對變形量的變形標識桿、注漿管和設置在樁基與筏板之間的位移調節器；

所述位移調節器包括缸體、底座和伸縮元件和填充材料，所述伸縮元件設置在筏板下面，底座設置在樁基上面，伸縮元件位于由缸體圍成的腔體內；

所述注漿管預埋于筏板內，所述變形標識桿下部與樁頂相連，上部穿過所述注漿管并露出筏板外；

所述伸縮元件卡設在缸體上，所述填充材料填充在缸體與伸縮元件之間，所述缸體底部設置有加熱裝置以及導出孔。

作為優選，所述填充材料為固體石蠟、低熔點金屬、硬質橡膠或可塑型樹脂。

作為優選，所述加熱裝置采用加熱管或電爐絲。

作為優選，所述加熱管采用2根以上（如：3根、4根、5根）平行或環形布置。

作為優選，所述填充材料的填充高度根據變形調節設計值設置為3～20cm。

作為優選，所述導出孔的孔徑根據需要設置為1～3mm。

本發明全過程可控式位移調節裝置設置在樁基與筏板之間，用來調節樁基與筏板的相對變形。