[實用新型]可調模量的復合地基樁土協同逆向傳力裝置

有效

• 申請號: 201520639984.8
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN205012361U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 劉厚松;戴德利;沙祥明
• 申請（專利權）人: 江蘇卓典鉆掘科技有限公司
• 主分類號: E02D27/12
• 分類號: E02D27/12
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本實用新型屬于土木工程領域，特別涉及建筑工程的樁土復合地基工程和樁土復合樁基。

背景技術

現有樁土復合地基均采用剛性樁+土或剛性樁+半剛性+土的復合模式。依據復合地基理論，上部結構荷載傳至復合地基后，在復合地基的傳遞順序是：剛性樁→土（定義為正向），也就是上部建筑荷載總是由壓縮模量高的增強體先承擔，而后漸次地向壓縮模量低者傳遞。我們將這種傳遞現象叫做應力正向傳遞。正向傳遞充分發揮了樁的承載力，而土的承載力沒有得到充分發揮，其結果是復合地基中樁設置得往往富余，造成樁資源浪費，而土的承載力資源沒有得到充分發揮利用。這是復合地基造價仍然偏高、工期遲緩的主要原因。現有最近的技術是在樁頂部安置一個完全柔性樁墊或樁帽，其材料是泡沫板，其主要缺陷：a）無法針對不同場地及建筑結構調整樁墊或樁帽的模量，其實用性受到限制；b）施工安裝不方便；c）施工時需在樁周圍開挖環形槽，對原狀地基土產生擾動，破壞原狀土的巖土力學性能；d）如果樁墊或樁帽下的樁是灌注樁，由于樁身不規則，樁墊無法順利安裝，需要額外花費大量人工修鑿樁身形狀；e)樁墊模量無法精確調整與設定。

發明內容

本實用新型提出的是一種可調模量的復合地基樁土協同逆向傳力裝置，其目的：1）降低工程成本，充分提高和利用天然土體的承載力，而土體是比樁更廉價的建筑材料，上部結構荷載先由土體承擔，不足部分由剛性樁承擔，缺多少補多少，可以獲得成本更低廉的復合地基，具有實用性；2）復合地基受力明確、技術新穎。復合地基剛性樁頂端設置柔性的、模量遠低于土的傳力裝置后，上部建筑荷載首先由樁周土體承擔，在一定荷載范圍內，剛性樁幾乎不受壓應力。隨著上部荷載的增加，荷載對樁周土體產生預壓，土體產生固結效應，土體承載力增加。當土體承載力充分發揮后，壓應力由土向

剛性樁擴散，帶動剛性樁共同工作，最終實現樁土協同承受上部荷載。荷載的傳遞路徑是：土樁。

3）施工簡便、節省人工成本，可靠性高。

本實用新型的技術解決方案：可調模量的復合地基樁土協同逆向傳力盒，其特征是由可調模量傳力裝置外殼（1-1）和可調模量傳力裝置芯（1-2）組成；所述的可調模量傳力裝置芯（1-2）是由若干個壓縮彈簧（1-3），若干個壓縮彈簧（1-3）豎直并聯排列在柔性泡沫板上，用膠粘固定在一起，壓縮彈簧的上端與厚2mm薄鐵皮粘合。

本實用新型的優點：1）可以節省地基與樁基分項造價35%—60%，工期提前15%-30%；2）模量可以任意特征與設定，可以在任何不同的地質場地與上部結構荷載狀況下應用;3)裝置的模量可以被精確地量化與任意設定，故可以套用現有國家標準、地方或行業標準進行工程的設計、評價和驗收，因此，本技術已于被一線工程專業人士（業主代表、設計、施工、監理、質量監督），接受，易于推廣。

附圖說明

圖1是可調模量傳力裝置的結構分解圖；

圖2是設置可調模量的復合地基樁土協同逆向傳力裝置的構造圖；

圖中的1是基礎、2是砂漿或混凝土墊層、3是復合地基樁土協同逆向傳力裝置、4是樁間土、5是剛性樁。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。

如圖1所示，可調模量的復合地基樁土協同逆向傳力裝置，其特征是由可調模量傳力裝置外殼（1-1）和可調模量傳力裝置芯（1-2）組成；所述的可調模量傳力裝置芯（1-2）是由若干個壓縮彈簧（1-3），若干個壓縮彈簧（1-3）豎直并聯排列在柔性泡沫板上，用膠粘固定在一起，壓縮彈簧的上端與厚2mm薄鐵皮粘合。

所述的可調模量傳力盒外裝置（1-1）的平面形狀、直徑或邊長與剛性樁（5）一致；

所述的可調模量傳力裝置的外殼（1-1）是柔性外殼。

所述的可調模量傳力裝置芯（1-2）是一組壓縮彈簧（1-3）標準化豎直地排列組合。

可調模量傳力裝置的工作原理：

1）可調模量傳力盒總彈力及總勁度系數

因為可調模量盒芯是由單個勁度系數相同的彈簧所組成的并聯彈簧組。設單個彈簧的所受彈力為f，k為彈簧勁度系數（也叫剛度系數），由胡克定律可知：

f1=k1*x（x為各彈簧統一的某個壓縮量），

f2=k2*x，

f3=k3*x，

……

fn=kn*x。

可調模量傳力裝置的總勁度系數k=k1+k2+k3+……kn，

由k1=k2=k3=……kn