[發明專利]鋼筋混凝土樁?素混凝土樁分區組合式復合地基

有效

• 申請號: 201610064759.5
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105544312B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 鄭剛;楊新煜;刁鈺;孫佳羽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E01B2/00
• 分類號: E01B2/00;E02D27/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及一種混合采用鋼筋混凝土樁和素混凝土樁的分區組合式復合地基，屬于土建地基領域。

背景技術

近年來，隨著我國高速鐵路等建設的快速發展，對于路堤的建設速度以及沉降控制等提出了更高的要求。在我國沿海地區，上層土大都為飽和軟粘土，土體的抗剪程度較低，排水能力較差，因而路堤容易發生失穩破壞。為適應快速建設及沉降控制的要求，剛性樁復合地基得到了越來越廣泛的應用，素混凝土樁具有抗壓承載力高，彈性模量大，造價相對低廉，施工速度快的特點，但是其抗彎承載力較低，容易在彎曲荷載作用下因為拉應力超過其極限拉應力進而產生脆性斷裂，導致其迅速喪失承載力，進而導致路堤的失穩破壞，鋼筋混凝土樁具有很高的抗彎承載力及延性，當其因較大的彎曲荷載導致拉應力達到極限拉應力時，可進入塑性并且繼續承載，安全性較高，但是價格相對昂貴。

在路堤填筑及使用過程中，隨著路堤的不斷增高以及路堤上的荷載不斷增大，各樁的受力也不斷增大，其中內側樁以承受豎向軸力為主，外側樁承受軸力相對較小，但其承受較大彎矩，在較大彎矩及較小軸力的共同作用下，外側樁內側部分首先接近其極限抗拉強度，而此時內側樁的承載力并沒有得到充分利用，如果外側樁因抗拉強度達到極限抗拉強度發生脆性的彎曲破壞，當其破壞后，內力迅速減小，對土體的約束作用迅速減弱，土體運動導致發生與內部土體的相互作用，導致其受力增大進而發生脆性的彎曲破壞，如此往復，各樁自外向內發生依次連續的彎曲破壞，最終導致路堤失穩，造成巨大人員、財產損失。

綜上所述，如何在建設剛性樁復合地基時，提高路堤抵抗連續破壞的能力并且控制成本成為了一個亟待解決的問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明提供一種鋼筋混凝土樁-素混凝土樁分區組合式復合地基，其外側樁采用鋼筋混凝土樁具有較高的抗彎承載力，可以抵抗第一根樁脆性彎曲破壞的發生，其內側樁采用造價相對低廉的素混凝土樁，從而在不降低安全性的情況下滿足經濟性的要求。

為了解決上述技術問題，本發明提出的一種鋼筋混凝土樁-素混凝土樁分區組合式復合地基，包括外側樁和內側樁，所述外側樁和內側樁布置的區域為路堤所覆蓋的區域，其中，所述路堤包括路堤頂面和路堤頂面兩側的路堤邊坡，在路堤橫截面上、自路堤邊坡的邊緣至路堤橫截面寬度中心線的距離為A；所述外側樁布置的區域是自兩側的路堤邊坡向路堤橫截面寬度中心線延伸至1/5A至3/4A處所占的區域；剩余的區域是內側樁的布置區域；所述外側樁采用鋼筋混凝土樁，所述內側樁采用素混凝土樁。

進一步講，本發明鋼筋混凝土樁-素混凝土樁分區組合式復合地基，其中，所述鋼筋混凝土樁及所述素混凝土樁的樁徑為300～800mm，所述鋼筋混凝土樁之間、所述素混凝土樁之間及所述鋼筋混凝土樁與所述素混凝土樁之間的樁距均為1.5～3m。

所有鋼筋混凝土樁和素混凝土樁的樁頂與地基土的上表面平齊，所述地基土上面鋪設有20～30cm厚的褥墊層。若所述地基土的下面是硬土層，則所有鋼筋混凝土樁和素混凝土樁的底位于硬土層的頂面或者嵌入硬土層。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明復合地基解決了傳統素混凝土樁復合地基外側樁基容易在較大彎矩下發生脆性斷裂，從而導致內部樁體依次發生脆性斷裂，進而導致路堤失穩、承載力大大降低的工程問題，同時解決了純鋼筋混凝土樁復合地基造價較高，不經濟的問題。由于本發明復合地基中的外側樁采用的是具有較高抗彎承載力的鋼筋混凝土樁，可以抵抗第一根樁脆性彎曲破壞的發生，因而，內側樁不必擁有太高的抗彎承載力，所以采用造價相對低廉的素混凝土樁可以在不降低安全性的情況下滿足經濟性的要求。本發明復合地基在路堤邊坡以下范圍內的樁基本上是采用鋼筋混凝土樁，而路堤頂面以下范圍內的樁基本上是采用素混凝土樁，各樁之間的樁距為1.5m到3m，各樁樁頂位于路堤底面處，若地基區域具有硬土層，各樁樁底抵在硬土層或嵌入硬土層中可以得到較好的嵌固作用。

本發明復合地基具有施工簡單、安全性高、經濟性好的優點。

附圖說明

圖1為本發明復合地基的豎向剖面圖；

圖2為本發明復合地基的平面圖；

圖中：1-路堤，2-地基土，3-硬土層，4-鋼筋混凝土樁，5-素混凝土樁。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本發明進行解釋說明，并不用以限制本發明。