一种复合地基柔性桩帽制造技术

本发明专利技术公开了一种复合地基柔性桩帽，包括布设在加固桩桩顶上的水平底座、沿圆周方向布设在水平底座上方的多根斜向受力杆和布设在多根斜向受力杆上的圆形套箍，多根斜向受力杆通过圆形套箍紧固连接为一体，多根斜向受力杆的底部均固定在水平底座上，多根斜向受力杆均由下至上逐渐向外倾斜；多根斜向受力杆的数量不少于3根；多根斜向受力杆的底端均布设在直径为d的同一圆周上，水平底座布设在加固桩的桩顶正上方；水平底座、多根斜向受力杆和多个圆形套箍组成一个组合式桩帽。本发明专利技术结构简单、设计合理、工程造价低且加工制作及施工方便、使用效果好，能有效解决现有桩网复合地基存在的桩体部分与桩间土部分的变形不协调问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种桩帽，尤其是涉及一种复合地基柔性桩帽。
技术介绍
对于软土地基，在建筑物、路堤等长期荷载作用下的变形特征是竖向变形不均，变形稳定时间长，工后沉降突出。如何控制软土地基的稳定性和变形量是工程界关注的主要问题，软土地基处理不当，将会给上部结构的使用造成影响和危害。而为了提高软土地基的承载力，减少工后沉降量，必须对软土地基进行加固处理。其中，桩网复合地基是目前常用的一种软土地基加固处理方法。桩网复合地基，也称为加筋垫层桩支承路基，实际施工时，先用刚性桩打入被处理软土地基内，并在桩顶设桩帽，然后在其上铺设土工格栅与砂砾料组成的加筋垫层，最后填筑路堤。现有桩网复合地基的结构形式一般均采用桩、桩帽、土工格栅与褥垫层，并且所采用的桩帽均为刚性较大的刚性桩帽，其作用在于对桩头进行保护以防止桩头破裂，其中所采用的土工格栅与褥垫层组成加筋垫层。实践证明，桩网复合地基可有效增大桩的间距，且不需两侧打斜桩，简化了施工工艺，并且降低了造价，同时可有效控制软弱地基的沉降且施工工期较短。实际使用过程中，加筋垫层的受力状态是决定桩网复合地基承载能力的关键因素。现有桩网复合地基中的土工格栅，都为水平布设在群桩上的整体性承力结构，其中群桩为由布设于被加工软土地基内的多根桩组成的人工基础。但是，由于桩的承载能力远大于桩网复合地基所承受的上部荷载，而桩间土的承载能力远小于桩的承载能力，因而桩体部分的变形量原小于桩间土体部分的变形量，并且在长期荷载作用下，二者之间的变形差距表现得更为明显。也就是说，现有的桩网复合地基普遍存在变形不协调问题，具体是桩体部分变形与桩间土部分变形不协调问题，很明显，桩体上部的沉降量很小(可忽略不计)，而桩间土上部的沉降量明显大于桩体上部的沉降量。因而，长期使用后，桩体部分与桩间土部分的变形不协调问题，将会严重影响上部结构的稳定性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种复合地基柔性桩帽，其结构简单、设计合理、工程造价低且加工制作及施工方便、使用效果好，能有效解决现有桩网复合地基存在的桩体部分与桩间土部分的变形不协调问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种复合地基柔性桩帽，其特征在于包括布设在加固桩桩顶上的水平底座、沿圆周方向布设在水平底座上方的多根斜向受力杆和布设在多根所述斜向受力杆上的圆形套箍，多根所述斜向受力杆通过所述圆形套箍紧固连接为一体，且多根所述斜向受力杆的底部均固定在水平底座上，多根所述斜向受力杆均由下至上逐渐向外倾斜；多根所述斜向受力杆的数量不少于3根；多根所述斜向受力杆的结构和尺寸均相同，且多根所述斜向受力杆的底端均布设在直径为d的同一圆周上，所述水平底座布设在加固桩的桩顶正上方；所述水平底座、多根所述斜向受力杆和多个所述圆形套箍组成一个组合式桩帽；所述圆形套箍呈水平向布设，所述圆形套箍的数量为一个或多个，且每一个所述圆形套箍均与多根所述斜向受力杆固定连接为一体；且多个所述圆形套箍由上至下布设在多根所述斜向受力杆上。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述斜向受力杆为直线形钢筋、弧形钢筋或折线形钢筋。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述加固桩的数量为多根，所述组合式桩帽的数量为多个，且多个所述组合式桩帽分别布设在多根所述加固桩的桩顶上；多根所述加固桩均布设于被加固软土地基内，且所述被加固软土地基上方铺设有一层褥垫层，多个所述组合式桩帽均布设于褥垫层内。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述斜向受力杆的直径为Φ8πιπι Φ20πιπι，所述斜向受力杆顶端与底端之间的连接线与水平面之间的夹角α为5° 65°。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述折线形钢筋的由多个直线形钢筋节段连接组成，多个所述直线形钢筋节段的数量为N个且N > 2，多个所述直线形钢筋节段由上至下进行布设，且多个所述直线形钢筋节段与水平面之间的夹角由上至下逐渐减小，所述圆形套箍的数量为M且M=N-1，所述折线形钢筋的折点数量为M个，且M个所述圆形套箍分别布设在所述折线形钢筋的M个折点处。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:多根所述斜向受力杆的顶端均布设在直径为D3的同一圆周上，且D3=l.5d 5d。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述组合式桩帽外侧包覆有一层土工布。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述加固桩的横截面为圆形，且d ( D1，其中Dl为加固桩的直径。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述水平底座为圆形底座、圆环形底座或正多边形底座；所述圆形底座和所述圆环形底座的外径均不大于d，所述正多边形底座的外接圆直径不大于d。上述复合地基柔性桩帽，其特征是:所述斜向受力杆为钢筋或竹条；所述圆形套箍为钢筋、硬质塑料条或竹条；当所述圆形套箍和斜向受力杆均为钢筋时，所述圆形套箍与斜向受力杆之间以绑扎方式或焊接方式进行固定连接；当所述圆形套箍为硬质塑料条或竹条时，所述圆形套箍与斜向受力杆之间以绑扎方式进行固定连接。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、结构简单、加工制作方便且投入成本较低。2、安装布设方便，只需将本专利技术布设在加固桩桩顶即可。3、设计合理且受力效果好，通过在加固桩桩顶布设组合式桩帽能有效改善桩体部分与桩间土部分的变形不协调问题。实际使用时，通过所布设的组合式桩帽(具体是倾斜向受力杆)能分担褥垫层中的部分荷载，使得桩体四周侧的桩间土部分所承受的荷载通过所布设的组合式桩帽(具体是倾斜向受力杆)，都传递至桩体上；也就是说，通过桩体对其周侧桩间土部分的荷载进行有效分担，大幅度降低了桩间土部分实际承受的荷载，相应地，有效增大桩间土部分的承载能力，使得桩间土上部的沉降量大幅减小，因而能有效解决桩体部分与桩间土部分的变形不协调问题。4、设计新颖、投入成本低，且能最大发挥桩体的承载能力，由于实际施工过程中所施工桩体的承载能力远远大于其上部需承受的荷载，因而目前所采用的加固桩的承载能力未能到充分发挥，存在很大的资源浪费；而与此同时，桩间土部分的承载能力又相对较差，通常均小于其上部需承受的荷载，因而才会导致桩体部分与桩间土部分的变形不协调问题。而本专利技术所采用的柔性桩帽，巧妙且简便地将桩间土部分所承受的荷载传递至桩体上，使桩体对其周侧土体部分所承受的荷载进行有效分担，这样不仅充分发挥了加固桩桩体的承载能力，而且相应增大了桩间土部分的承载能力，简便且有效地解决了桩体部分与桩间土部分的变形不协调问题，因而对软土地基的加固效果非常好。5、加工制作及施工方便，本专利技术以斜向受力杆作为主梁，再配以圆形套箍进行加固，放置于单桩桩头上且其下压铺土工布，既可增大桩体的受力面积，又能够使桩头未应用的侧压力得以有效利用，同时可以增大现有褥垫层的抗拉性，使得桩头对褥垫层的刺穿程度小，故可减薄褥垫层的厚度，起到降低造价的作用。因而，本专利技术不仅继承了刚性承台型桩帽对于刚性桩可防止对褥垫层刺穿程度过大的优点，还具备了桩网复合地基土工格栅对柔性桩可增强复合地基承载力的优点，具有对回填路堤的土体的侧向变形进行约束、提高了土体的抗剪强度和抗变形能力等作用，减少了路基的不均匀沉降量，从而更好地优化桥台与路堤间的差异沉降，增加路堤填土的整体承载能力，应用工程项目后，从而达到沉降控制及预防桥头跳车的目的，并且其施工简便、可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合地基柔性桩帽，其特征在于：包括布设在加固桩（1）桩顶上的水平底座（2?1）、沿圆周方向布设在水平底座（2?1）上方的多根斜向受力杆（2?2）和布设在多根所述斜向受力杆（2?2）上的圆形套箍（2?3），多根所述斜向受力杆（2?2）通过所述圆形套箍（2?3）紧固连接为一体，且多根所述斜向受力杆（2?2）的底部均固定在水平底座（2?1）上，多根所述斜向受力杆（2?2）均由下至上逐渐向外倾斜；多根所述斜向受力杆（2?2）的数量不少于3根；多根所述斜向受力杆（2?2）的结构和尺寸均相同，且多根所述斜向受力杆（2?2）的底端均布设在直径为d的同一圆周上，所述水平底座（2?1）布设在加固桩（1）的桩顶正上方；所述水平底座（2?1）、多根所述斜向受力杆（2?2）和多个所述圆形套箍（2?3）组成一个组合式桩帽；所述圆形套箍（2?3）呈水平向布设，所述圆形套箍（2?3）的数量为一个或多个，且每一个所述圆形套箍（2?3）均与多根所述斜向受力杆（2?2）固定连接为一体；且多个所述圆形套箍（2?3）由上至下布设在多根所述斜向受力杆（2?2）上。

【技术特征摘要】
1.一种复合地基柔性桩帽，其特征在于:包括布设在加固桩(I)桩顶上的水平底座(2-1)、沿圆周方向布设在水平底座(2-1)上方的多根斜向受力杆(2-2)和布设在多根所述斜向受力杆(2-2)上的圆形套箍(2-3)，多根所述斜向受力杆(2-2)通过所述圆形套箍(2-3)紧固连接为一体，且多根所述斜向受力杆(2-2)的底部均固定在水平底座(2-1)上，多根所述斜向受力杆(2-2)均由下至上逐渐向外倾斜；多根所述斜向受力杆(2-2)的数量不少于3根；多根所述斜向受力杆(2-2)的结构和尺寸均相同，且多根所述斜向受力杆(2-2)的底端均布设在直径为d的同一圆周上，所述水平底座(2-1)布设在加固桩(I)的桩顶正上方；所述水平底座(2-1)、多根所述斜向受力杆(2-2)和多个所述圆形套箍(2-3)组成一个组合式桩帽；所述圆形套箍(2-3)呈水平向布设，所述圆形套箍(2-3)的数量为一个或多个，且每一个所述圆形套箍(2-3)均与多根所述斜向受力杆(2-2)固定连接为一体；且多个所述圆形套箍(2-3)由上至下布设在多根所述斜向受力杆(2-2)上。2.按照权利要求1所述的复合地基柔性桩帽，其特征在于:所述斜向受力杆(2-2)为直线形钢筋、弧形钢筋或折线形钢筋。3.按照权利要求1或2所述的复合地基柔性桩帽，其特征在于:所述加固桩(I)的数量为多根，所述组合式桩帽的数量为多个，且多个所述组合式桩帽分别布设在多根所述加固桩(I)的桩顶上；多根所述加固桩(I)均布设于被加固软土地基(3)内，且所述被加固软土地基(3 )上方铺设有一层褥垫层(4 )，多个所述组合式桩帽均布设于褥垫层(4 )内。4.按照权利要求1或2所述的复合地基柔性桩帽，其特征在于:所述斜向受力杆(2-2)的直径为Φ8πιπι...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓军，王晓华，李来宾，陈文夫，唐亦川，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：