[發明專利]預應力方樁與鋼格構柱集成立柱

在審

• 申請號: 201510726126.1
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105297758A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 洪鑫
• 申請（專利權）人: 江蘇中大建設集團有限公司
• 主分類號: E02D27/12
• 分類號: E02D27/12;E04H12/08;E04H12/22
• 代理公司: 昆山四方專利事務所 32212
• 代理人: 盛建德;尤天珍

技術領域

本發明涉及一種深基坑內支撐體系中的立柱，特別涉及一種預應力方樁與鋼格構柱集成立柱，也可應用于置于深基坑內的塔吊組合式基礎。

背景技術

近年來，隨著經濟的高速發展，土地集約化開發已受到越來越高的重視，超深地下空間的應用也越來越多，尤其是在城市密集區，更是深、大基坑被廣泛應用。對于較深基坑，作為確保深基坑支護安全性和盡可能減小對周邊環境影響的措施——內支撐被大量使用。

作為內支撐體系，一般采用鋼結構或混凝土結構，對于大型基坑體系，由于首層支撐體系可能存在拉力，且對于超大基坑，首道支撐通常需要設置棧橋，或解決較大溫度變形影響，由于鋼筋混凝土內支撐體系在與豎向圍護結構節點(通常與冠梁相連)較為可靠，同時對于溫度變形混凝土結構相對于鋼結構支撐較小，從而鋼筋混凝土支撐體系被大量使用。上海等地明確在深基坑設計中，對于有內支撐體系的，已明確首道撐必須采用鋼筋混凝土支撐體系。然而混凝土支撐體系相對于鋼結構支撐體系，重量較大。因此對支撐水平支撐結構的立柱要求相應較高。作為混凝土水平支撐的支座，主要承受混凝土支撐自重以及相應的施工荷載，對于超大基坑，多道支撐，還須承擔拆撐機械的荷載。因此，對立柱的要求相應較高。

目前常采用鉆孔灌注樁+鋼格構柱、預制方樁，或預制方樁的型式，也有部分工程直接采用鋼方樁。對于用在深基坑內支撐中的立柱主要解決立柱與支撐梁的連接、立柱穿地下室底板防水的問題。

二、現有立柱的優缺點分析

1、鉆孔灌注樁+鋼格構柱的立柱型式

作為一種常用的基坑立柱型式，鉆孔灌注樁+鋼格構柱(鋼管、型鋼)主要具有以下優點：

(1)能夠適用于各種土層及不同基坑支護型式；

(2)能夠有效將混凝土支撐承擔的豎向荷載傳遞到立柱樁基礎中；

(3)通過鋼格構柱插入鉆孔灌注樁一定深度，并與鉆孔灌注樁的主筋焊接從而能夠方便地解決鋼格構柱與鉆孔灌注樁的連接；

缺點主要為：

(1)采用鉆孔灌注樁施工，相應的經濟費用較高，同時在施工過程中會產生泥漿污染。

(2)鋼格構柱的垂直度較難控制，且鋼格構柱截面的方向較難控制，以致在支撐梁施工時，支撐梁的鋼筋無法穿越鋼格構柱，也將對支撐與鋼格構柱的節點承載產生不利影響，同時由于垂直度控制不好，大大降低了鋼格構柱的承載能力，甚至有的項目還需進行加強。

2、預應力方樁直接作為立柱的型式

該種立柱型式在上海地區曾經被使用，主要優點有：

(1)預應力方樁的施工質量能夠有所保證，施工速度快，且不需要更長的養護期。

(2)由于預應力方樁施工過程中，不產生泥漿，采用靜壓施工時，對外圍環境影響小。

(3)預應力方樁作為一種成品，在經濟上比較有大的優勢。

存在的缺點：

與支撐梁的連接節點較為復雜；

立柱穿越底板的防水節點較難施工。

3、預制方樁直接作為立柱的型式

該種立柱型式首先由南京工業大學黃廣龍等人提出，其特點與預應力方樁較為類似，同時針對預應力方樁存在的缺點，在預制方樁四角增設角鋼來解決預制樁與支撐的連接。但在穿越底板防水的處理上較為復雜。

發明內容

為了彌補以上不足，本發明提供了一種預應力方樁與鋼格構柱集成立柱，該預應力方樁與鋼格構柱集成立柱剛度強，經濟又方便施工。

本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種預應力方樁與鋼格構柱集成立柱，包括鋼格構柱、方樁和方樁插芯，所述方樁包括呈外方內圓的空心方柱狀結構和方樁端板，方樁端板固設于空心方柱狀結構頂端，方樁插芯固定插設于方樁內部，方樁插芯上端與方樁的方樁端板固連，方樁插芯下端固定安裝有托板，托板以及方樁位于托板上方部分的內側空隙形成一澆灌空間，該澆灌空間內澆灌有膨脹混凝土，鋼格構柱固定連接于方樁插芯正上端。

作為本發明的進一步改進，所述方樁插芯與鋼格構柱結構相同，包括四根L形角鋼和若干組綴板，所述四根L形角鋼圍成一方形結構，每組四塊綴板，四塊綴板分別固定貼合于方形結構每一側面的兩根L形角鋼外側，若干組綴板沿L形角鋼長度方向間隔排列，L形角鋼與綴板形成一方框狀柱體結構，鋼格構柱與方樁插芯部分的鋼格構柱雖結構型式相同，但設計要求不同，剛格構柱下端的三角形加勁板分別位于各個綴板外側以及L形角鋼內側，L形角鋼內側的三角加勁板恰位于L形角鋼的彎角處，且與L形角鋼側壁之間的夾角為45°。