專利名稱：一種組合式框架樁的制作方法
技術領域：
一種組合式框架樁技術領域[0001]本實用新型涉及一種用于建筑基礎、地基處理、基坑支護、邊坡支護和加固搶險的樁結構，更具體地說，尤其涉及一種組合式框架樁。
背景技術：
[0002]目前的建筑物和構筑物的樁基礎主要用于承擔上部結構傳來的豎向和水平荷載或者承擔巖土體產(chǎn)生的側(cè)向荷載。樁基礎實施過程中通常有兩種形式一種是通過一定的設備成孔后下放鋼筋籠后灌注混凝土后成樁；另一種是在地面先預制好樁(如鋼樁或者預應力管樁)，再將預制好的樁壓入地基中。通過樁將建構筑物的豎向荷載傳遞到樁周或者樁端的土層和巖層中去。[0003]但是，目前的樁基礎每根樁都是獨立的，樁與樁之間主要通過位于樁頂?shù)某信_相連。樁長根據(jù)受力，通常從幾米到幾十米不等，最長的樁達到60米 80米。由于樁在承擔荷載過程中是獨立分散狀態(tài)的，樁長度超過一定范圍后，樁的長細比很大，樁受力將比較不合理。特別是在沿海軟土深厚的地區(qū)，樁需要穿過深厚的淤泥層進入淤泥下巖層一定距離。 這樣，樁在淤泥中一般都比較長，軟土對樁的約束作用比較弱，樁長細比大而樁邊約束弱， 樁僅有端部嵌固于巖層中，整個樁基礎體系安全性是不高的。如果地震水平力作用下，樁基礎同時受到水平和豎向荷載作用，樁基礎安全系數(shù)將更低。因此，采用目前的樁基礎形式， 獨立分散的樁，沒有形成一個整體的體系，對承擔上部傳來荷載是比較不利，為了保證樁基礎的安全工作，通常都要增大樁身截面、加大配筋、增加樁數(shù)等方式解決。但是這樣處理仍然有些不安全隱患還是沒有得到徹底解決的。[0004]在基坑和邊坡支護中，可以設置排樁來擋土，承擔巖土體臨空產(chǎn)生的側(cè)向荷載。排樁通過外露的位置設定一定的冠梁和腰梁使排樁聯(lián)系起來，排樁的整體性也不強，不利于樁承載力的充分發(fā)揮。[0005]邊坡和基坑支護中還可以采用土釘形式，通過在巖土體中一定范圍內(nèi)按一定的長度和間接打設土釘，形成三維的由加筋體約束的巖土體結構，以保證基坑和邊坡的安全。但是打設的加筋體同樁是一樣的，每根土釘是獨立的，并沒有在空間中相互聯(lián)系，因此三維加筋體的效果也是有限的。[0006]在地基處理中，地基可以設置豎向的加強體(如攪拌樁、素混凝土樁、碎石樁等) 與土體一起工作以增強地基承載力，減少和調(diào)整豎向位移。這些加強體的工作狀態(tài)和樁基礎是一樣的，甚至更差，因為它們沒有相互之間聯(lián)系成一個整體，這樣也影響了地基處理的效果。[0007]綜上所述，目前的樁基礎體系、排樁支護體系、土釘體系、地基處理中加強體體系中各受力的構件均是分散體系，對承受各種荷載并不是非常理想的。實用新型內(nèi)容[0008]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有地基基礎中的不足，提供一種結構簡單、抗豎向和水平荷載能力較強的組合式框架樁。[0009]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種組合式框架樁，其中包括至少兩根豎向構件樁，在各豎向構件樁之間設有若干連接件。[0010]上述的組合式框架樁中，所述的連接件為水平設置的連接橫梁。[0011]上述的組合式框架樁中，所述的連接件為傾斜設置的支撐。[0012]上述的組合式框架樁中，所述的連接件為套環(huán)。[0013]上述的組合式框架樁中，所述的豎向構件樁之間還設有若干擋板。[0014]上述的組合式框架樁中，所述的豎向構件樁的數(shù)量為三至四個。[0015]上述的組合式框架樁中，所述的各豎向構件樁之間設有定型架，各豎向構件樁分別與定型架固定連接。[0016]上述的組合式框架樁中，所述的各豎向構件樁和定型架外側(cè)均設有拉環(huán)，在對應的拉環(huán)中穿設有用于捆綁豎向構件樁和定型架的繩索。[0017]上述的組合式框架樁中，所述的豎向構件樁之間組成的框架側(cè)面沿豎向或橫向設有柔性網(wǎng)。[0018]本實用新型采用上述結構后，通過連接件將若干個豎向構件樁連接成一個整體， 通過增強豎向構件樁之間的聯(lián)系，大幅提高樁的抗豎向和水平荷載能力，使樁和土更好的結合起來共同作用，在樁基礎、支護結構、地基處理、搶險加固等各方面均可以有效降低工程造價，提高工程安全度，保證工程安全、經(jīng)濟、快速的實施。本實用新型具有明結構簡單、 施工方便、受力傳力明確合理的優(yōu)點。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有下述的優(yōu)點及有益效果[0019]1)本實用新型改變了傳統(tǒng)樁獨立分散的構成模式，使樁在土體中形成空間三維體系，減少了樁的計算長度，在相同材料消耗的條件下，空間組合多樁體系能大幅提高樁的水平和豎向承載力。[0020]2)在淤泥地區(qū)工程預制樁施工時產(chǎn)生明顯的擠土效應，對含水量高的土層而言將產(chǎn)生很高的超孔隙水壓。由于超孔隙水壓會造成地面隆起，負摩擦，處理不當還會預制樁斷樁、傾斜等不良施工質(zhì)量問題。而為了達到同樣的承載力目標，本實用新型占用空間小就能達到比較高的能大幅減小封閉式預制樁產(chǎn)生的擠土效應。[0021]3)對于目前的預應力管樁體系而言，由于每根樁均獨立分散，其受力是狀態(tài)是比較不合理的，某些情況下甚至會使整個建構筑物處于不安全狀態(tài)。如果在深厚淤泥地質(zhì)中，淤泥下面直接到基巖面，樁在樁端基巖處受到約束，而樁周的淤泥約束比較弱，特別在地震發(fā)生時伴隨軟土震陷情形下甚至可以認為對樁沒有約束。在上部荷載作用下，樁可能會很快進入屈服失穩(wěn)破壞狀態(tài)，或者由于有水平位移的產(chǎn)生，增加了樁的附加彎矩從而使樁基礎破壞。由此，國內(nèi)有些地區(qū)在軟土深厚的工程已經(jīng)開始限制管樁的使用了。但是對多樁組合體系而言，各樁設置了眾多的連接構件，使其受力過程中加強了樁與樁之間的聯(lián)系，增強了樁的整體性，使樁在受力工作過程實際受力形式為在土體的約束下的框架結構， 體系受力經(jīng)濟合理。設置眾多連接構件后，樁的受力體系大為改善，形成三維空間的受力體系，保證了建構筑物的基礎安全，從而確保上部結構的安全。另外，預應力管樁體系在打樁或者壓樁過程中遇到堅硬巖土層時，容易斷樁、裂樁。采用多樁組合體系后，大幅減少樁體長度，增大了樁的穿越堅硬巖土層能力。[0022]4)傳統(tǒng)加筋體土釘、錨索施工工藝一般為預先鉆孔、放入土釘鋼筋、注漿、等待注漿體強度達到要求等施工工序。在軟土廣泛分布地區(qū)，在淤泥中水泥攪拌樁或者注漿體達到相關強度時間非常長?？梢娡玲敗㈠^索等各類工藝施工工序步驟多、施工周期長、現(xiàn)場施工量大，施工質(zhì)量控制點多。而采用預制多樁體系后，預制件可以在工廠預制好，同時采用高強混凝土和高強預應力鋼絞線技術，運至現(xiàn)場后拼裝成型后壓入地基中。此實用新型能在減少施工工序步驟、現(xiàn)場施工量、施工工期、施工質(zhì)量控制點，降低造價，縮短工期等具有明顯優(yōu)勢，進而在減少揚塵和降低能耗也同樣具有明顯優(yōu)勢，符合現(xiàn)在目前國家倡導要求的節(jié)能減排綠色環(huán)保的要求。[0023]5)傳統(tǒng)地基處理攪拌樁、旋噴樁、碎石樁、CFG樁等加強體施工工藝一般為成孔、 填充加固物料或注漿、等待加固體強度達到要求才能進入下一步施工。在軟土廣泛分布地區(qū)，在淤泥中水泥攪拌樁或者注漿體達到相關強度時間非常長。可見攪拌樁、旋噴樁、碎石樁、CRi樁等各類工藝施工工序步驟多、施工周期長、現(xiàn)場施工量大，施工質(zhì)量控制點多。而采用預制多樁體系后，預制件可以在工廠預制好，同時采用高強混凝土和高強預應力鋼絞線技術，運至現(xiàn)場后拼裝成型后壓入地基中。此實用新型能在減少施工工序步驟、現(xiàn)場施工量、施工工期、施工質(zhì)量控制點，降低造價，縮短工期等具有明顯優(yōu)勢，進而在減少揚塵和降低能耗也同樣具有明顯優(yōu)勢，符合現(xiàn)在目前國家倡導要求的節(jié)能減排綠色環(huán)保的要求。[0024]6)在建構筑物發(fā)生傾斜、開裂、地基基礎失穩(wěn)等險情時，險情需要第一時間得到控制。一般采用快硬水泥注漿加固是一個比較快速的方法。但是注漿中漿液灌注范圍不可控、 注漿過程中容易堵管等因素都會影響加固效果。將空間組合樁體系直接壓入土體中，可以爭取到寶貴時間，有效控制險情。[0025]7)目前淤泥處理有復合體加固、堆載或真空預壓、化學漿料注入淤泥中改變淤泥性質(zhì)等處理方式。處理過程造價高，工期長，而且效果不好控制。本實用新型中將組合框架形成各個面掛網(wǎng)(如鋼絲網(wǎng)、塑料網(wǎng)格等)，將組合樁及網(wǎng)壓入淤泥中，在淤泥中形成類似籠的空間網(wǎng)格體系，再輔以化學固化淤泥措施，用于約束淤泥流動和變形，提高承載能力， 達到快速經(jīng)濟固化淤泥效果。


[0026]
以下結合附圖中的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但并不構成對本實用新型的任何限制。[0027]圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖；[0028]圖2是圖1中A-A處的剖視圖；[0029]圖3是本實用新型實施例1的使用狀態(tài)示意圖；[0030]圖4是本實用新型實施例2的結構示意圖；[0031]圖5是圖4中B-B處的剖視圖；[0032]圖6是本實用新型實施例3的結構示意圖；[0033]圖7是圖6中C-C處的剖視圖；[0034]圖8是本實用新型實施例3的使用狀態(tài)示意圖；[0035]圖9是本實用新型實施例4的結構示意圖；[0036]圖10是圖9中D-D處的剖視圖；[0037]圖11是本實用新型實施例4的使用狀態(tài)示意圖；[0038]圖12是本實用新型實施例5的結構示意圖；[0039]圖13是圖12中K-K處的剖視圖；[0040]圖14是圖12中L-L處的剖視圖；[0041]圖15是本實用新型實施例5的使用狀態(tài)示意圖。[0042]圖中豎向構件樁1、連接橫梁2、支撐梁3、套環(huán)4、擋板5、定型架6、拉環(huán)7、繩索 8、定位網(wǎng)9。
具體實施方式
[0043]實施例1[0044]參閱圖1和圖2所示，本實用新型的一種組合式框架樁，包括兩根豎向構件樁1， 豎向構件樁1的橫截面形狀可以為方形、三角形、圓形或是其它多邊形形狀，視具體情況而定；在兩根豎向構件樁1之間設有若干連接件，本實施例中的連接件為水平設置的連接橫梁2，連接橫梁2與豎向構件樁1可以采用鉸接、固定連接的方式，在連接節(jié)點處通過預留鋼筋按剛性節(jié)點連接后澆注混凝土或者采用鋼結構構件按剛性節(jié)點要求焊接形成剛結節(jié)點，豎向構件樁1和連接橫梁2的材料可以是鋼材、鋼筋混凝土等各種建筑常用材料；根據(jù)需要，所述的豎向構件樁1之間還設有若干擋板5，也可以在豎向構件樁1之間根據(jù)連接橫梁2分隔的距離設置擋板5 ；進一步地，為了減少斷樁、裂樁的問題，通過連接橫梁2將豎向構件樁1合理分隔，并設置好樁靴形式，增大框架樁進入堅硬巖土層的能力。[0045]針對某一案例，各構件尺寸可以如下設置豎向構件樁1為截面尺寸 300mmX 300mm的方形截面，連接橫梁2為截面尺寸150mmX 150mm的方形截面，豎向構件樁 1和連接橫梁2按實際受力配筋。豎向構件樁1之間間距為1500mm 3000mm，水平構件連接橫梁2的間距為800 1000mm。工程應用中應根據(jù)實際計算設定構件形式，不限于此尺寸。[0046]參閱圖3所示，具體使用時，可以根據(jù)實際情況預先組合安裝好框架樁，通過機械設備將其壓入地基中，形成多樁組合體系；并可以根據(jù)實際設置錨索和攪拌樁、旋噴樁、注漿、灌注混凝土等地基加固方式，作為建筑地基基礎。[0047]實施例2[0048]參閱圖4和圖5所示，本實用新型的一種組合式框架樁，其結構與實施例1基本相同，不同之處在于，本實施例中的連接件為傾斜設置的支撐梁3，支撐梁3與豎向構件樁1可以是一體成型的整體結構，同時，連接件也可以同時包括支撐梁3與連接橫梁2，本實施例中，在豎向構件樁1的首尾即采用了連接橫梁2。其使用方法與實施例1相同。[0049]實施例3[0050]參閱圖6和圖7所示，本實用新型的一種組合式框架樁，包括三根豎向構件樁1， 在各根豎向構件樁1之間設有若干連接件，本實施例中的連接件為套環(huán)4，豎向構件樁1和套環(huán)4的連接方式可以通過螺栓連接，這些方式同樣可以適用于其它連接件與豎向構件樁 1的連接；三根豎向構件樁1通過套環(huán)4套在一起形成三角形狀；同時，連接件也可以同時包括套環(huán)4與連接橫梁2，本實施例中，在豎向構件樁1的頂部即采用了連接橫梁2 ；根據(jù)需要，也可以在豎向構件樁1形成的三角形各側(cè)面根據(jù)套環(huán)4分隔的區(qū)域設置擋板5，通過擋板5可使豎向構件樁1之間形成一個閉合的三角形筒狀結構。[0051]參閱圖8所示，具體使用時，將若干個三角形的框架樁壓入地基，至框架樁的上端面與原地面E水平，然后在框架樁與開挖面F之間設置錨索G、以及在豎向構件樁1配合固定板5形成的三角形筒狀結構內(nèi)輔助以現(xiàn)有旋噴樁H，以達到強化樁的目的。當然也可以采用建筑常用的攪拌樁、碎石樁、CFG樁等。形成三維加固土體后對原地面E進行開挖至F。 同樣，該結構也可以實施于邊坡支護，其使用方法同上。[0052]實施例4[0053]參閱圖9和圖10所示，本實用新型的一種組合式框架樁，包括四根豎向構件樁，各豎向構件樁1之間設有定型架6，各豎向構件樁1分別與定型架6固定連接，在各豎向構件樁1和定型架6上均設有拉環(huán)7，在對應的拉環(huán)7中穿設有用于捆綁豎向構件樁1和定型架 6的繩索8，繩索8可以是鋼絞線或是其它高強度索，使各豎向構件樁1與定型架6形成一個整體。[0054]參閱圖11所示，具體使用時，可以根據(jù)實際情況預先組合安裝好本實施例中的框架樁，將本實施例的框架樁壓入地基I中，同時為了增強樁對建筑的支撐能力，同時輔助以攪拌樁J進行加強設置，當然也可以采用建筑常用的碎石樁、旋噴樁、CFG樁等。[0055]實施例5[0056]參閱圖12至14所示，本實用新型的一種組合式框架樁，其結構與實施例1基本相同，不同之處在于，在豎向構件樁1之間和/或各豎向構件樁1組成的框架側(cè)面沿豎向和/ 或橫向設有定位網(wǎng)9。本實施例中的豎向構件1的數(shù)量為四個，定位網(wǎng)9水平設置在各豎向構件樁1之間的空腔內(nèi)，同時定位網(wǎng)9也設置在豎向構件樁1與豎向構件樁1之間，用于代替固定板5。[0057]參閱圖15所示，具體使用時，可以根據(jù)實際情況預先組合安裝好本實施例中的框架樁。在各框架構件形成的面上設置定位網(wǎng)9固定于框架構件上，定位網(wǎng)9可以采用不銹鋼絞線網(wǎng)、塑料網(wǎng)格等。將豎向構件樁1構成的框架樁及定位網(wǎng)9壓入土層中，在土層中形成類似籠的空間網(wǎng)格體系，再輔以化學固化土層措施，用于約束土層流動和變形，提高承載能力，達到固化土層效果。本例中土層主要為淤泥等軟土，但也不限于淤泥類土。將本實施例的框架樁壓入地基M中，同時輔助以攪拌樁N進行加強設置，當然也可以采用建筑常用的碎石樁、旋噴樁、CFG樁等。用于地基處理，如用于建構筑物地基和路基地基處理等。
權利要求1.一種組合式框架樁，其特征在于，包括至少兩根豎向構件樁(1)，在各豎向構件樁 (1)之間設有若干連接件。
2.根據(jù)權利要求1所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的連接件為水平設置的連接橫梁O)。
3.根據(jù)權利要求1所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的連接件為傾斜設置的支撐⑶。
4.根據(jù)權利要求1所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的連接件為套環(huán)G)。
5.根據(jù)權利要求1至4任一所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的豎向構件樁(1) 之間還設有若干擋板(5)。
6.根據(jù)權利要求5所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的豎向構件樁(1)的數(shù)量為三至四個。
7.根據(jù)權利要求1至4任一所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的各豎向構件樁 (1)之間設有定型架(6)，各豎向構件樁(1)分別與定型架(6)固定連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的各豎向構件樁(1)和定型架(6)外側(cè)均設有拉環(huán)(7)，在對應的拉環(huán)(7)中串設有用于捆綁豎向構件樁(1)和定型架 (6)的繩索(8)。
9.根據(jù)權利要求1至4任一所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的豎向構件樁(1) 之間和/或各豎向構件樁(1)組成的框架側(cè)面沿豎向和/或橫向設有定位網(wǎng)(9)。
10.根據(jù)權利要求6所述的組合式框架樁，其特征在于，所述的豎向構件樁(1)之間和 /或各豎向構件樁(1)組成的框架側(cè)面沿豎向和/或橫向設有定位網(wǎng)(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式框架樁，屬于樁技術領域，其技術要點包括至少兩根豎向構件樁，在各豎向構件樁之間設有若干連接件；本實用新型旨在提供一種結合土體加固且結構簡單、抗豎向和水平荷載能力較強的組合式框架樁；用于建筑基礎、地基處理、基坑支護、邊坡支護和加固搶險。
文檔編號E02D5/24GK202273223SQ20112030272
公開日2012年6月13日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權日2012年1月20日
發(fā)明者夏曉丹, 馬文旭 申請人:廣州中煤江南基礎工程公司