[實用新型]一種大型樁筏基礎結構

有效

• 申請號: 201320457651.4
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN203383223U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 胡駿;程耕;嚴云德;吳燁;祝志勝;戴作勇;葛廷輝
• 申請（專利權）人: 江蘇翔森建設工程有限公司
• 主分類號: E02D27/10
• 分類號: E02D27/10;E02D27/12;E02D27/01
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 黎雙華

技術領域

本實用新型涉及一種大型樁筏基礎結構，特別涉及一種樁頂與筏板連接強度高，可通過傳力拱和拱形曲面筏板將基礎上部荷載重分配，可有效承載不均勻荷載和循環、沖擊荷載的樁筏基礎結構，屬于地基處理領域，適用于大型建筑基礎工程，尤其適用于碼頭、機場、物流堆場等對荷載承載及工后沉降要求較高的基礎工程。

背景技術

世界經濟的快速增長在促進高層建筑和大型工業建筑興起和發展的同時，對地基的承載能力和抗變形能力的要求越來越高。對于上部結構荷載較大，且具有循環性、沖擊性時，一般的獨立樁基礎、條形基礎常難滿足建筑要求，這就需要把基礎底面進一步擴大；同時，如果建筑物所在地區的地基土層不均勻，或者有不規則的軟弱夾層時，常難準確查明軟弱土的確切范圍并采取有效的處理措施，這就需要一些適用范圍更為廣泛、加固效果較為可靠的地基處理結構。

樁筏基礎是樁基礎和筏板基礎的有機結合，它兼具樁基礎和筏板基礎的特點，具有整體剛度大以及承載力高的優點，可調整和避免結構局部發生顯著的不均勻沉降，既能滿足軟弱土質地基承載力的要求，又能有效地調節地基承載能力，提高建筑物的整體抗震性能等特點，已被廣泛應用于高層或超高層建筑中，亦可用作機場港口、大型物流堆場的地基處理。

樁筏基礎下部樁基的作用是把上部荷載傳遞給地基。在樁筏基礎施工過程中，基坑開挖后，因應力得到釋放，下層土會向上彈性回彈，對樁產生上拔力；在施加荷載初期，樁與土體共同承載，土體產生再壓縮，使得筏底土體變形量大于樁體；隨著豎向荷載的繼續增加，筏底接觸壓力逐步增大。

筏板基礎主要起到將上覆荷載傳遞給樁體、協調地基變形的作用，在筏板與樁端接觸部位易發生沖切破壞，對此工程中常采用提高混凝土強度、增大縱向配筋量、增加板的厚度、擴大柱截面尺寸、減小板的跨度等措施。在混凝土板設計時常采用等厚度板，為滿足沖切條件而普遍增大整個板厚，造成工程浪費。另外，當筏板的厚度過小時，筏板內部應力集中比較明顯，抵制不均勻沉降的能力較弱；過厚時，則因剛度過大，不能充分發揮筏板潛在的抗彎、抗剪能力。因此適當減少筏板厚度不僅可降低工程造價，還可提高工程質量，增加基礎可靠性。

雖然高層建筑基礎廣泛采用樁筏基礎，但是現行地基處理規范中尚無樁筏基礎的設計規范，設計單位只能根據自己的設計經驗和計算能力，參照地基規范對筏板基礎和樁基礎中關于樁基及承臺的設計要求來進行樁筏基礎的設計。在工程設計中，亦存在諸多假定，如把地基處理樁—板筏基礎—上部結構三者分離開來進行受力計算、不同結構間的連接多假定為固定連接、忽略基礎底面土體分擔荷載的作用等等，使得實際結構與設計計算模型之間存在較大偏差，計算設計結構的安全性和經濟性難以保證。

目前，防止樁筏基礎連接區域破壞的方法，除了增加板厚外，尚有其它一些辦法，如調整板柱平面尺寸、減小板跨等，這些措施雖在適宜的工程條件下取得了良好的加固效果，但措施主要提高了結構的抗彎能力，對節點的受力性能改善并不突出，難以實現結構的延性破壞和協調變形。在板中摻入“次要加強筋”（如鋼纖維、碳纖維聚丙烯纖維等），提高板的抗沖切承載力是現今較常見的一種處理措施，該措施既可以提高樁筏基礎的抗沖切能力，又可以減小筏板的厚度，降低施工成本。但由于纖維類材料近似散體材料，摻入混凝土中具有不均勻性和不確定性，存在一定的安全隱患。

在樁筏連接部位配置抗沖切鋼筋是較合理的結構強度增強手段，對改善筏板基礎的延性和抗震性能也能起到十分有效的作用，合理的抗沖切配筋也確能產生可觀的經濟效益。常采用的抗沖切鋼筋有箍筋、彎起鋼筋和扁鋼，但鋼肢以外的錨固段較長，用材不夠經濟；工字鋼片割料工作量大，生產成本不低。同樣的配筋形式，扁鋼與圓鋼相比，由于其表面特征對粘結和擠壓錨固有利，因而抗剪更為有效，設計選用時耗鋼量較省，而且可減小保護層厚度，增大有效板厚，從而節約縱筋。

此外，目前樁筏基礎的筏板多為水平的，上部豎向荷載對樁端表現為剪切力，既加大了樁與筏板連接部位的抗剪切強度，而且難以發揮筏板下土體的承載能力，造成設計可靠度低且不經濟。

綜上所述，樁筏基礎可有效減少地基不均勻沉降，提升基礎整體承載能力。但是，既有結構在實際工程中尚存在筏板基礎抗沖切性能差、樁基與筏板結合部易發生損傷破壞、筏板下土體承載力得不到充分發揮、樁頂應力擴散并反射至筏板內造成筏板局部開裂等問題。

鑒于此，為了提高樁筏基礎的整體性、筏板抗沖切能力，充分利用筏板下土體承載力，目前亟待發明一種承載能力高、節點連接強度大、抗沖切破壞能力強、材料用量省，并能充分發揮筏板下土體承載力的大型樁筏基礎結構。

發明內容