[實用新型]一種應用于季節性凍土區削減凍脹力的Y形變截面樁

有效

• 申請號: 201921102858.3
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN210368939U
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 胡鵬飛;劉華;胡文樂;谷宏全;馮旭晨;王夢南
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E02D5/30
• 分類號: E02D5/30;E02D5/28;E02D5/48;E02D27/35
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本實用新型公開了一種應用于季節性凍土區削減凍脹力的Y形變截面樁，包括預制樁和鋼樁，預制樁為貫穿有鋼筋的圓柱形鋼筋混凝土樁身，其底部為錐形；鋼樁為底部帶有樁帽柱體，鋼筋與樁帽對接構成的一個變截面的樁體；鋼樁包含一個橫截面呈Y形截面樁；Y形截面樁為沿一個圓柱體的縱向切去三個半圓弧形結構后構成的鋼樁，Y形截面的弧度不大于120°。采用縱截面異形，減小了凍結力在豎直方向的分量，減小樁土接觸面積從而減小凍脹力，減小鋼材消耗，鋼材的受拉壓性能更優。

技術領域

本實用新型涉及一種應用于季節性凍土區削減凍脹力的變截面異形樁，目的是提供的變截面異形樁樁基具有樁身質量好、承載力強等功能，且能夠應用于季節性凍土地區削減凍脹力、減少凍脹引起的負摩阻力、降低樁身上拔荷載等特點。

背景技術

目前，已有的研究及工程應用中，異形樁作為一種節省材料的新樁型，不僅能最大程度地發揮地基土和樁本身的潛在能力，而且還可以節省原材料降低工程造價，異形樁不僅承受橫向荷載的性能優于同體積的方形、圓形樁，而且其表面比方形、圓形大，其豎向承載力也較方形、圓形樁高，適應了樁基發展的需求。

在季節性凍土地區使用樁基時，穿越凍土區的樁周土體由于受到凍結作用發生位移而對樁產生凍脹力，在凍土區域較厚時相當于對樁身施加了較大的上拔力，而且上拔力與凍土區樁土接觸面積成正比，對樁基的安全狀態影響較大。

此外，同截面積的方形、圓形、或異形截面樁的表面均較大，存在凍脹力充分發揮的潛在條件，在季節性凍土區需要利用新樁型對凍土地區凍脹力引起樁上拔等工程問題的防治提供技術支持。

實用新型內容

鑒于上述，本實用新型的目的在于提供一種應用于季節性凍土區削減凍脹力的變截面異形樁。利用此方法，該樁基應具有不降低樁基承載力，削減凍脹力，抑制凍脹力的發揮，減小凍脹引起的上拔荷載，并且同時，為預防與防治凍結區土體由于凍脹作用引起的樁基工程問題提供技術支持。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的。

一種應用于季節性凍土區削減凍脹力的Y形變截面樁，包括預制樁和鋼樁，所述預制樁為貫穿有鋼筋的圓柱形鋼筋混凝土樁身，其底部為錐形；所述鋼樁為底部帶有樁帽柱體，鋼筋與樁帽對接構成的一個變截面的樁體；所述鋼樁包含一個橫截面呈Y形截面樁；所述Y形截面樁為沿一個圓柱體的縱向切去三個半圓弧形結構后構成的鋼樁，Y形截面的弧度不大于120°。

進一步，所述鋼樁的Y形截面樁為等徑面或變徑面。

進一步，所述變徑面的Y形截面樁為切去半圓弧部分的外緣呈內凹曲線；內凹曲線弧度a不超過90°。

進一步，所述外緣內凹曲線沿Y形截面樁縱向對稱分布或不對稱分布。

進一步，所述外緣內凹曲線沿Y形截面樁縱向可位于樁身的一個或多個部位。

進一步，所述鋼樁與預制樁通過焊接、螺紋連接或法蘭連接。

進一步，所述樁體埋設于季節性凍土層內，且鋼樁埋設于季節性凍土層下的預留層中，預制樁埋設于預留層下的埋置土層內。

進一步，鋼樁穿過季節性凍土層時在預埋層厚度不得超過季節性凍土層厚度的1/2，且不少于1.2m。

在凍土凍結區減小凍脹力在豎直方向的分量；橫截面為截面Y形，減小樁土接觸面積，從而削減凍脹力。

本實用新型的優點是：

1.采用在預制樁上的鋼樁制作Y形截面樁，且設計其縱截面異形設計，在異形截面弧度不超過90°,保證樁身的承載能力的前提下，通過將凍脹力沿水平和豎向分解，沿樁周水平向凍脹力分量互相抵消，豎向凍脹力分量較凍脹力本身隨截面弧度不同有不同程度地減小。

2.采用橫截面異形且弧度不大于120°設計，保證樁身承載能力，節約鋼材消耗。