适用于岩溶区的中承式桩基础

1.一种适用于岩溶区的中承式桩基础，包括桩基础本体，其特征是：所述的桩基础本体的桩身中部至少设置有一级中承面(5)，所述的中承面(5)上方的所述的桩基础本体的直径大于所述的中承面(5)下方的所述的桩基础本体的直径，在每级所述的中承面(5)下方设有垫层(9)，当中承式桩基础受到桩顶荷载(12)的作用时，上部桩端(4)首先发生压缩变形，并将荷载以上段桩侧摩阻力(8)的形式传递到石灰岩地基(2)中，随着桩顶荷载(12)逐渐增大，上部桩端(4)的变形发展至所述的中承面(5)处，由于所述的垫层(9)受荷初期刚度较小，所述的中承面(5)向下发生的位移量在一定范围内时中承力(10)缓慢发挥，荷载主要以下段桩侧摩阻力(11)的形式继续往所述的石灰岩地基(2)的深部传递，当所述的垫层(9)压缩量达到一定值后，垫层刚度增大，所述的中承力(10)逐渐完全发挥，该中承式桩基础达到承载力极限值。
2.根据权利要求1所述的适用于岩溶区的中承式桩基础，其特征是：所述的桩基础本体的桩身中部设置有一级中承面(5)，所述的中承面(5)将所述的桩基础本体分成上部桩段(4)和下部桩段(6)，所述的上部桩段(4)的直径大于所述的下部桩段(6)的直径。

适用于岩溶区的中承式桩基础\n技术领域\n[0001] 本发明专利涉及一种适于岩溶区使用的将桩基端承力改为设置在桩身中部的中承力的桩基础，特指在桩身中部至少设置一级中承面，中承面以下设置垫层，保证桩身各段侧摩阻力的发挥先于中承力，使桩的中承力在岩溶地基中相对较好的部位发挥，以保证工程安全。\n背景技术\n[0002] 在岩溶区修建桥梁桩基时，由于钻孔难以完全反映地基内岩溶发育的实际状态，给工程修建带来许多困难，最为典型的是地基深部岩溶水平发育造成桩端持力层性质不良，或桩端难以设置到完整岩体上。目前普遍采用的方案是将桩基加长，直至将桩设置在完整基岩上。采用这种方法处理尚存在如下问题：①桩基加长后有可能实际承载性状为摩擦桩，桩顶位移难以控制；②地基深部作业较为困难，常使造价显著增高，且存在施工安全问题；③某些地段地基深部水平岩溶极为发育，难以在合理范围内找到合适的持力层；④即使将桩嵌入完整基岩，桩端周围的地基情况仍难以预测，无法保证桩端承载力有效。事实上，地基中岩溶发育具有一定的规律性，垂直发育的岩溶具有明显的由地表向深部减弱的特征，而水平发育的岩溶则受可溶岩位置及地下水的影响而有一定的埋藏深度。工程中常遇地基上部一定范围内岩体工程性状尚好，而往深部较长范围内地基条件均较差的复杂情况。\n发明内容\n[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能保证工程安全、适应岩溶区复杂地质情况的适用于岩溶区的中承式桩基础。\n[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供的适用于岩溶区的中承式桩基础，包括桩基础本体，所述的桩基础本体的桩身中部至少设置有一级中承面，所述的中承面上方的所述的桩基础本体的直径大于所述的中承面下方的所述的桩基础本体的直径，在所述的中承面下方设有垫层。\n[0005] 所述的桩基础本体的桩身中部设置有一级中承面，所述的中承面将所述的桩基础本体分成上部桩段和下部桩段，所述的上部桩段的直径大于所述的下部桩段的直径。\n[0006] 采用上述技术方案的适用于岩溶区的中承式桩基础，在桩身中部设置一级中承面，中承面下方设置垫层，通过垫层的刚度调节，保证各段桩身侧摩阻力先于中承力发挥，即可达到将桩中承在岩溶地基中力学性质相对较好部位，并保证工程安全的目的。在岩溶地基中岩体力学性质较好的位置设置中承面，中承面处桩截面面积减少部分即为中承面面积，在中承面下设一垫层，其厚度根据桩基允许沉降量、其下部桩基刚度、垫层材料的完全侧限压缩特性等条件综合确定，桩基受到竖向荷载作用后，中承面以上桩基侧摩阻力先发挥，随着荷载的增大，由于桩基中承面以下的垫层在一定的位移量范围内刚度较小，中承面以下桩基的侧摩阻力先于中承力发挥，待垫层位移达到一定值后刚度变大，桩基中承力逐渐完全发挥，桩基承载力达到极限值。\n[0007] 综上所述，本发明克服了目前常规桩基端承力设置在底部，难以适应岩溶区复杂地质情况这一不足，本发明是一种能保证桩的侧阻力先于中承力发挥，并将桩端阻力改为设置在位于桩身中部的工程性质较好岩体上的中承力的适用于岩溶区的中承式桩基础。\n附图说明\n[0008] 图1是中承式桩基础承载示意图；\n[0009] 图2是中承式桩基础各组成部分示意图；\n[0010] 图3是图2中A处放大图。\n具体实施方式\n[0011] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。\n[0012] 参见图1、图2和图3，中承式桩基础由中承面5以上的上部桩段4和中承面5以下的下部桩段6组成，上部桩段4的直径大于下部桩段6的直径，中承面5即为桩身截面改变处，在中承面5下方设有垫层9。\n[0013] 参见图1、图2和图3，该中承式桩基础穿过上覆残积土层1，进入浅部岩溶垂直发育而深部岩溶水平发育的石灰岩地基2中，最后到达桩端7，石灰岩地基2深部含有水平发育的溶洞3。当中承式桩基础受到桩顶荷载12的作用时，上部桩端4首先发生压缩变形，并将荷载以上段桩侧摩阻力8的形式传递到石灰岩地基2中，随着桩顶荷载12逐渐增大，上部桩端4的变形发展至中承面5处，由于垫层9受荷初期刚度较小，中承面5向下发生的位移量在一定范围内时中承力10缓慢发挥，荷载主要以下段桩侧摩阻力11的形式继续往石灰岩地基2的深部传递，当垫层9压缩量达到一定值后，垫层刚度增大，中承力10逐渐完全发挥，该中承式桩基础达到承载力极限值。