[發明專利]一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202211301621.4
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115652978A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 俞強山;鞠鑫
• 申請（專利權）人: 俞強山
• 主分類號: E02D27/12
• 分類號: E02D27/12;E02D31/14;E02D31/08
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 曹向東

1.一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：該樁基結構包括穿過多年凍土活動層的樁（1）、限位護筒（2）以及置于所述限位護筒（2）內連接在一起的限位護筒內壁（16）、上托盤（4）、下托盤（7）和數個托盤支架（6）；所述限位護筒內壁（16）內設有鋼管護壁（15），該鋼管護壁（15）的上部套接有蓋板（14），中部穿過所述上托盤（4），且末端固定在所述下托盤（7）上；所述上托盤（4）和所述下托盤（7）之間的所述鋼管護壁（15）上設有拉壓彈簧（12）；所述樁（1）的末端嵌入所述鋼管護壁（15）；所述限位護筒內壁（16）的下部設有數個轉向斜撐（8），該數個轉向斜撐（8）一一對應與數個所述托盤支架（6）的下端相連；每個所述托盤支架（6）的上端依次穿過所述下托盤（7）的預留孔Ⅰ、所述上托盤（4）的預留孔Ⅱ；所述上托盤（4）下方的每個所述托盤支架（6）上設有限位環（13），該限位環（13）與所述托盤支架（6）的頂端之間設有限位彈簧Ⅰ（51）；所述上托盤（4）上方的每個所述托盤支架（6）上設有限位彈簧Ⅱ（52），該限位彈簧Ⅱ（52）的端部通過高強螺栓（3）固定。

2.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：所述限位護筒內壁（16）下部固定有鉸支座（11），該鉸支座（11）通過銷釘（10）與所述轉向斜撐（8）的一端相連；所述轉向斜撐（8）的另一端通過力轉向軸（9）與所述托盤支架（6）的下端圓孔連接。

3.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：所述上托盤（4）為四塊帶有預留孔Ⅱ的1/4圓形鋼板焊接而成，且設置中心孔；該上托盤（4）的直徑等于所述限位護筒內壁（16）的內徑，厚度為200~300mm，且上托盤（4）和限位護筒內壁（16）之間焊接固定；所述中心孔的直徑大于所述鋼管護壁（15）的直徑5~10mm；所述預留孔Ⅱ的直徑大于所述托盤支架（6）的直徑5~10mm。

4.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：所述下托盤（7）為四塊帶有預留孔Ⅰ的1/4圓形鋼板焊接而成，其直徑小于所述限位護筒內壁（16）的內徑30~50mm，厚度為200~300mm；所述預留孔Ⅰ的直徑等于所述托盤支架（6）的直徑。

5.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：所述限位彈簧Ⅰ（51）與所述限位彈簧Ⅱ（52）的內徑大于所述托盤支架（6）的直徑3~5mm。

6.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：每個所述托盤支架（6）為呈彎折型的鋼筋，一端彎折后焊接短槽鋼，短槽鋼翼緣開設圓孔，另一端穿過所述下托盤（7）和所述上托盤（4）預留的孔，并且與所述下托盤（7）的上下表面焊接在一起。

7.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：所述拉壓彈簧（12）的內徑大于所述鋼管護壁（15）的外徑5~10mm，并與所述上托盤（4）的下表面和所述下托盤（7）的上表面焊接。

8.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：所述鋼管護壁（15）的內徑等于所述樁（1）的直徑，其穿過所述上托盤（4）后與所述下托盤（7）的上表面焊接。

9.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構，其特征在于：所述限位護筒內壁（16）的內徑為1~1.2m，由四塊1/4鋼管焊接而成，底部焊接鋼板封閉。

10.如權利要求1所述的一種多年凍土區抗凍拔防融沉的樁基結構的施工方法，包括以下步驟：

⑴根據上部建/構筑物承載力要求確定樁基承載力設計參數；

⑵按照樁基承載力設計參數預制上托盤（4）、下托盤（7）、轉向斜撐（8）、力轉向軸（9）、限位護筒內壁（16）；

⑶按照樁基設計圖紙在工程場地放樣以確定樁位，在設計位置開挖樁孔，樁孔底端橫向擴挖300~400mm，擴挖高度與鋼管護壁（15）的頂部齊平；將四塊1/4鋼管及底部鋼板分次吊入孔底并將其焊接為整體形成限位護筒內壁（16）；將高強混凝土澆筑在限位護筒內壁（16）和擴挖孔之間形成限位護筒（2）；

⑷安裝構件：

待限位護筒內壁（16）制作好后，將四個鉸支座（11）焊接在限位護筒內壁（16）上；將轉向斜撐（8）的一端通過銷釘（10）與鉸支座（11）連接，另一端通過力轉向軸（9）與托盤支架（6）底端連接；將托盤支架（6）穿過下托盤（7）的預留孔Ⅰ后，將其焊接為一個完整圓盤，將下托盤（7）與托盤支架（6）焊接；將拉壓彈簧（12）底部與下托盤（7）上表面焊接，在托盤支架（6）上套入限位環（13）和限位彈簧Ⅰ（51），并將限位環（13）焊接在托盤支架（6）上；將上托盤（4）的各塊體的預留孔Ⅱ分別穿過托盤支架（6）后，將其焊接為一個完整圓盤；將拉壓彈簧（12）頂部與上托盤（4）下表面焊接，在托盤支架（6）頂部安裝限位彈簧Ⅱ（52）和高強螺栓（3）；將上托盤（4）的外緣與限位護筒內壁（16）焊接；將鋼管護壁（15）穿過上托盤（4）的中心孔后放置在下托盤（7）上，并將其下端與下托盤（7）上表面焊接；將蓋板（14）套在鋼管護壁（15）上，并將蓋板（14）外緣焊接在限位護筒內壁（16）上；

⑸當限位護筒（2）的混凝土強度達到設計強度后，在樁孔中澆筑混凝土直至地表以上設計位置形成樁基。