一種擴(kuò)底-多段側(cè)擴(kuò)的抗拔預(yù)應(yīng)力錨固碎石樁及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種擴(kuò)底-多段側(cè)擴(kuò)的抗拔預(yù)應(yīng)力錨固碎石粧及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大量工程承受抗拔或抗浮力，使得抗拔粧應(yīng)用十分廣泛，如:地下車(chē)庫(kù)、地下管廊及下沉式廣場(chǎng)等城市基礎(chǔ)工程；沿海/河碼頭工程及大型船塢底板的粧基礎(chǔ)，懸索橋、斜拉橋的錨粧基礎(chǔ)，錨粧反力基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)。目前抗拔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土抗拔粧(含擴(kuò)底抗拔粧)和錨錠粧或梁。鋼筋混凝土抗拔粧具有一定抗拔力更具有很高的抗壓及承載力，但其粧壁與巖土體間的摩擦力相對(duì)較小，抗拔能力有限。特別是當(dāng)鋼筋混凝土抗拔粧的粧身位于下水位以下時(shí)，其本身所受的浮力將明顯增加拔出荷載。大型錨錠結(jié)構(gòu)是通過(guò)錨固段抗拉能力提供抗拔力，可提供很大的抗拔力，但由于其對(duì)地層要求較高(以保證錨固段可提供很好的抗拉強(qiáng)度)及工程造價(jià)高等原因，一般用于大型抗拔工程(如橋梁等)O
[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，有必要對(duì)現(xiàn)有抗拔結(jié)構(gòu)和施工方法進(jìn)行改進(jìn)，使其不僅具有較強(qiáng)的抗拔能力，而且不受地下水水位的影響和地層地質(zhì)特性的約束，具有地層適用范圍廣、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工快、工程成本低的優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種擴(kuò)底-多段側(cè)擴(kuò)的抗拔預(yù)應(yīng)力錨固碎石粧及施工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中抗拔能力差、地層要求較高、工程造價(jià)高的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的目的之一是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種擴(kuò)底-多段側(cè)擴(kuò)的抗拔預(yù)應(yīng)力錨固碎石粧，包括具有多個(gè)側(cè)擴(kuò)段的側(cè)擴(kuò)碎石粧和至少一根預(yù)應(yīng)力錨索/桿，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧的頂部設(shè)置有錨盤(pán)，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧的底部設(shè)置有具有擴(kuò)底的擴(kuò)底底座，所述預(yù)應(yīng)力錨索/桿穿過(guò)碎石粧身，其一端與底座固定，另一端延伸出并緊固在錨盤(pán)上，所述錨盤(pán)和擴(kuò)底底座均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步，所述擴(kuò)底底座的底部設(shè)置有碎石墊層，其厚度范圍為100mm-300mm。
[0008]進(jìn)一步，所述碎石墊層與擴(kuò)底底座之間設(shè)置有底部細(xì)砂層，其厚度范圍為50-100mm，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧與銷(xiāo)盤(pán)之間設(shè)置有頂部細(xì)砂層，其厚度范圍為15mm-50mm。
[0009]進(jìn)一步，所述擴(kuò)底底座的縱截面為上為梯形、下為矩形相結(jié)合的組合形狀，其擴(kuò)底直徑為碎石粧身直徑的1.6-2倍，其擴(kuò)底高度范圍為600_-1000_。
[0010]進(jìn)一步，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧側(cè)擴(kuò)段的縱截面為上部為三角形、下部為矩形相結(jié)合的組合形狀，其側(cè)擴(kuò)段的間距不小于1500_，其側(cè)擴(kuò)段的直徑及高度應(yīng)分別小于擴(kuò)底底座的直徑及高度。
[0011]進(jìn)一步，所述擴(kuò)底底座的中部設(shè)置有加固鋼筋，所述錨索/桿固定于加固鋼筋上形成錨索/桿底部錨固段。
[0012]進(jìn)一步，所述擴(kuò)底底座軸線(xiàn)上設(shè)有泄水孔，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧的碎石料最大直徑不大于泄水孔直徑的2/3。
[0013]進(jìn)一步，所述錨盤(pán)頂部設(shè)置有可通過(guò)錨索/桿對(duì)碎石粧施加預(yù)應(yīng)力的錨板，所述錨板上設(shè)置有用于緊固錨索/桿的鎖緊螺母。
[0014]進(jìn)一步，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧及碎石墊層所用的碎石料應(yīng)具有在荷載作用下不破碎的強(qiáng)度和顆粒級(jí)配。
[0015]本發(fā)明的目的之二是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0016]一種如上述的擴(kuò)底-多段側(cè)擴(kuò)的抗拔預(yù)應(yīng)力錨固碎石粧的施工方法，所述方法包括如下步驟:
[0017]S1.開(kāi)挖碎石粧孔并進(jìn)行擴(kuò)底和側(cè)擴(kuò)；
[0018]S2.施作碎石墊層；
[0019]S3施作擴(kuò)底鋼筋混凝土底座并固定錨索/桿于其中；
[0020]S4.施作側(cè)擴(kuò)碎石粧；
[0021]S5.施作粧頂錨盤(pán)、錨板并施加錨索/桿預(yù)應(yīng)力。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023]1、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索/桿，通過(guò)錨盤(pán)和錨板將碎石壓緊在碎石孔內(nèi)形成碎石粧，使得擴(kuò)底底座、碎石粧、錨盤(pán)及錨板形成了一個(gè)整體抗拉拔受力結(jié)構(gòu)，有效提高了抗拔能力。
[0024]2、通過(guò)設(shè)置碎石粧，可增大粧身與土體的抗剪滑移阻力，同時(shí)，通過(guò)碎石粧身段的多段側(cè)擴(kuò)，進(jìn)一步較大地增大了粧身與土體的抗剪滑移阻力。
[0025]3、通過(guò)設(shè)置具有擴(kuò)底的擴(kuò)底底座，一方面擴(kuò)底部分將發(fā)揮附加的上覆土體重力及底座壓縮土體的抗剪力，另一方面拉拔荷載通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索/桿從擴(kuò)底鋼筋混凝土底座向上壓縮側(cè)擴(kuò)碎石粧傳遞，將進(jìn)一步改善本發(fā)明的抗拉拔效果。
[0026]4、碎石粧具有很好的滲透性，側(cè)擴(kuò)碎石粧與擴(kuò)底鋼筋混凝土底座內(nèi)的泄水孔形成一個(gè)開(kāi)放的集-排水的透水結(jié)構(gòu)，不僅可有效地消除絕大部分的水體浮力，也可起到較好集-排水效果。
[0027]5、用碎石塊來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土粧，也可節(jié)省了大量水泥及鋼筋成本，并且碎石粧的施工速度更快，施工完成后可立即投入使用，不需要長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)。
[0028]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研宄對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0030]圖1是本發(fā)明擴(kuò)底-多段側(cè)擴(kuò)抗拔預(yù)應(yīng)力錨固碎石粧縱剖面示意圖；
[0031]圖2是圖1中A-A橫截面示意圖；
[0032]圖3是圖1中B-B橫截面不意圖。
[0033]圖中標(biāo)記為:1-碎石墊層；2_底部細(xì)砂層；3_擴(kuò)底底座；4_底座配筋；5_泄水孔；6-預(yù)應(yīng)力銷(xiāo)索/桿；7-側(cè)擴(kuò)碎石粧；8_側(cè)擴(kuò)段；9_頂部細(xì)砂層；10-銷(xiāo)盤(pán)；11-銷(xiāo)盤(pán)配筋；12-錨索/桿套管；13_錨板；14_鎖緊螺母；15_拉拔荷載；a-側(cè)擴(kuò)直徑；b_側(cè)擴(kuò)段間距；d-碎粧身直徑^1-碎石墊層厚度；h2-擴(kuò)底高度；h3-側(cè)擴(kuò)高度；D-擴(kuò)底直徑。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0035]如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)施例的一種擴(kuò)底-多段側(cè)擴(kuò)的抗拔預(yù)應(yīng)力錨固碎石粧，包括具有多個(gè)側(cè)擴(kuò)段8的側(cè)擴(kuò)碎石粧7和至少一根預(yù)應(yīng)力錨索/桿6，通過(guò)設(shè)置碎石粧7，可增大粧身與土體的抗剪滑移阻力，同時(shí)，通過(guò)碎石粧身段的多段側(cè)擴(kuò)，進(jìn)一步較大地增大了粧身與土體的抗剪滑移阻力，所述側(cè)擴(kuò)段8可以是多個(gè)，具體數(shù)目應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧7的頂部設(shè)置有錨盤(pán)10，可將碎石限制在碎石孔內(nèi)，利于將碎石壓實(shí)，所述側(cè)擴(kuò)碎石粧7的底部設(shè)置有具有擴(kuò)底的擴(kuò)底底座3，所述預(yù)應(yīng)力錨索/桿6穿過(guò)碎石粧8，其一端與底座固定，另一端延伸出錨盤(pán)10，所述錨盤(pán)10頂部設(shè)置有可通過(guò)錨索/桿6對(duì)碎石粧8施加預(yù)應(yīng)力的錨板13，所述錨板13上設(shè)置有用于緊固錨索/桿6的鎖緊螺母14，對(duì)錨索/桿6的緊固可用焊接，也可用螺紋連接，本實(shí)施例優(yōu)選采用鎖緊螺母進(jìn)行緊固，施工時(shí)，通在對(duì)設(shè)置在錨盤(pán)10上的錨板12施加預(yù)應(yīng)力，這樣使得位于粧頂?shù)腻^盤(pán)10和擴(kuò)底底座3間的碎石粧7在預(yù)應(yīng)力的擠壓下形成密實(shí)的抗拔段，而且在預(yù)應(yīng)力錨索/桿6的擠壓與連接作用下也使得底座3、碎石粧7、錨盤(pán)10及錨板12形成了一個(gè)整體抗拉拔受力結(jié)構(gòu)，最終作用在錨索/桿6頂端的拉拔荷載15主要由碎石粧7與粧周土體之間的摩阻力和擴(kuò)底的底座抗拔力共同承擔(dān)，大大提高了結(jié)構(gòu)的抗拔能力。
[0036]作為本實(shí)施例的改進(jìn)，所述擴(kuò)底底座3的底部設(shè)置有碎石墊層I，其厚度Ii1范圍為100mm-300mm，可保證擴(kuò)底底座3下方具有較好的透水性，減少水體浮力對(duì)整體結(jié)構(gòu)抗拔能力的影響。
[0037]作為本實(shí)施例的改進(jìn)，所述碎石墊層I與擴(kuò)底底座3之間設(shè)置有底部細(xì)砂層2，其厚度范圍為50-100mm，可防止擴(kuò)底底座3澆注時(shí)混凝土滲入碎石墊層I以致劣化其滲透性，所述錨盤(pán)10在錨索/桿6相應(yīng)位置設(shè)置套管12，可使錨索/桿6通過(guò)套管12穿過(guò)錨盤(pán)，方便在錨盤(pán)10上施加預(yù)應(yīng)力壓實(shí)碎石增加摩阻力，也可將錨索/桿6所承受的拉拔荷載15直接傳遞至底座，分擔(dān)拉拔荷載15，從而提高其抗拔能力，若錨盤(pán)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，可在側(cè)擴(kuò)碎石粧與錨盤(pán)之間設(shè)置有頂部細(xì)砂層，其厚度范圍為15_-50_，所述套管12下端應(yīng)嵌入細(xì)砂層9。
[0038]作為本實(shí)施例的改進(jìn)，所述擴(kuò)底底座3的縱截面為上為梯形、下為矩形相結(jié)合的組合形狀，其擴(kuò)底直徑D為碎石粧身直徑d的1.6-2倍，其擴(kuò)底高度匕范圍為600mm-1000mmo采用這