本發(fā)明涉及土地基加固與基礎(chǔ)形式，尤其涉及球-錨桿-星形構(gòu)件基礎(chǔ)及其施工方法。

背景技術(shù)：

目前，絕大部分基礎(chǔ)為抗壓基礎(chǔ)，即基礎(chǔ)主要承受上部結(jié)構(gòu)施加的豎向荷載且滿足變形和穩(wěn)定性要求，典型的包括獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等。而抗拔基礎(chǔ)主要有大開(kāi)挖基礎(chǔ)、掏挖擴(kuò)底基礎(chǔ)、爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)等；無(wú)論是大開(kāi)挖基礎(chǔ)類，還是掏挖擴(kuò)底基礎(chǔ)類、爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)類的施工均有較大難度，而且均存在著工程量大、耗時(shí)長(zhǎng)、成本高，對(duì)環(huán)境造成較大破壞，但能夠提供的抗力有限、加固效果不夠理想等問(wèn)題，土地基條件下上述問(wèn)題更加突出，且土地基的大變形和基礎(chǔ)的穩(wěn)定性成為必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種減小對(duì)土地基擾動(dòng)，且提高抗壓、抗拔強(qiáng)度，并優(yōu)化荷載傳遞機(jī)制，同時(shí)減小土地基變形的球-錨桿-星形構(gòu)件基礎(chǔ)。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供該球-錨桿-星形構(gòu)件基礎(chǔ)的施工方法。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所述的球-錨桿-星形構(gòu)件基礎(chǔ)，其特征在于：它包括一個(gè)嵌入土地基中且上表面與地面平齊的星形構(gòu)件、一根或多根錨桿及與所述錨桿相配套的墊板和錨板；所述星形構(gòu)件設(shè)有數(shù)個(gè)徑向伸出的伸臂，其中心設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅰ；所述墊板中心設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅲ；所述錨桿包括桿體、套筒和數(shù)根支桿；所述桿體下部固連有一鋼質(zhì)圓形橫板，其上套連有沿所述桿體上下滑動(dòng)的所述套筒；數(shù)根所述支桿的一端均鉸接于所述套筒周圍，其另一端均搭接在所述圓形橫板的周邊；緊靠所述套筒上沿并于所述桿體周圍布置有帶雷管的抗水炸藥；所述錨桿的底端及所述支桿均被錨固，其頂端分別穿過(guò)所述星形構(gòu)件對(duì)應(yīng)位置的所述錨桿孔ⅰ，并穿過(guò)所述墊板的所述錨桿孔ⅲ與所述錨板連接到一起。

所述土地基為淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土地基中的一種或多種。

所述星形構(gòu)件上設(shè)有固定件。

所述伸臂的數(shù)量為三個(gè)及三個(gè)以上。

所述墊板上開(kāi)有一注漿孔。

每個(gè)所述伸臂的外端設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅱ；且所述錨桿的頂端分別穿過(guò)所述星形構(gòu)件對(duì)應(yīng)位置的所述錨桿孔ⅱ，并穿過(guò)所述墊板的所述錨桿孔ⅲ與所述錨板連接到一起。

所述星形構(gòu)件的中心設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅰ，且每個(gè)所述伸臂的外端設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅱ；所述錨桿的頂端分別穿過(guò)所述星形構(gòu)件對(duì)應(yīng)位置的所述錨桿孔ⅰ和所述錨桿孔ⅱ，并穿過(guò)所述墊板的所述錨桿孔ⅲ與所述錨板連接到一起。

所述圓形橫板的直徑為所述套筒外徑的2~5倍，且所述圓形橫板之下的所述桿體的長(zhǎng)度與所述孔底空腔的半徑相當(dāng)。

所述支桿長(zhǎng)度小于所述孔底空腔的半徑。

如上所述的球-錨桿-星形構(gòu)件基礎(chǔ)的施工方法，包括以下步驟：

⑴平基，即將選定位置整平；

⑵對(duì)應(yīng)星形構(gòu)件的中心錨桿孔ⅰ及每個(gè)伸臂外端的錨桿孔ⅱ在土地基中打孔，且中心孔深，而每個(gè)所述伸臂外端的孔淺；

⑶將帶有噴嘴的注漿管通過(guò)所述步驟⑵所得的孔置于處理所述土地基的預(yù)定深度，然后用水泥漿沖切所述土地基，同時(shí)旋轉(zhuǎn)并提升所述注漿管，固結(jié)后形成水泥土圓柱體；

⑷以形成的所述水泥土圓柱體為所述星形構(gòu)件支點(diǎn)，按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖澆筑所述星形構(gòu)件的凹坑；

⑸按設(shè)計(jì)要求沿形成的所述水泥土圓柱體的軸按下述三種情況設(shè)置鉆孔；

ⅰ對(duì)應(yīng)所述星形構(gòu)件中心的錨桿孔ⅰ位置鉆一個(gè)孔；

ⅱ對(duì)應(yīng)所述星形構(gòu)件每個(gè)伸臂外端的錨桿孔ⅱ位置鉆一個(gè)孔；

ⅲ對(duì)應(yīng)所述星形構(gòu)件中心的錨桿孔ⅰ和每個(gè)伸臂外端的錨桿孔ⅱ位置均鉆一個(gè)孔，且中心孔深和每個(gè)伸臂外端的孔淺；

⑹按第一次裝藥量50~500g，第二次裝藥量100~500g，第三次裝藥量200~500g，…，裝藥量逐次遞增對(duì)每個(gè)所述水泥土圓柱體中的所述鉆孔的孔底實(shí)施爆破，直至孔底擴(kuò)成空腔；

⑺測(cè)定孔底空腔的大小，具體為：

①準(zhǔn)備好長(zhǎng)度大于所述鉆孔深度的不同長(zhǎng)度的測(cè)繩和長(zhǎng)度相當(dāng)于設(shè)計(jì)所述孔底空腔直徑的木棍；

②將兩根測(cè)繩的一端分別系在木棍兩端頭，并在測(cè)繩上標(biāo)上尺寸標(biāo)記；

③提著系著木棍的兩根測(cè)繩的另一端將木棍送入所述孔底空腔內(nèi)并上下提動(dòng)，當(dāng)木棍一端卡著所述孔底空腔壁，且兩測(cè)繩上的尺寸標(biāo)記一致時(shí)，木棍即處于水平位置，此時(shí)的木棍長(zhǎng)度即為所述孔底空腔直徑；

⑻按設(shè)計(jì)要求澆筑所述星形構(gòu)件；

⑼在套筒與支桿鉸接處之上的錨桿桿體周圍安裝帶雷管的抗水炸藥；

⑽將所述錨桿桿體帶有的所述抗水炸藥通過(guò)所述星形構(gòu)件的不同錨桿孔ⅰ及錨桿孔ⅱ置于對(duì)應(yīng)所述水泥土圓柱體中所述鉆孔孔底，即刻起爆炸藥；

⑾沿鉆孔壁向所述鉆孔內(nèi)注漿，使注漿體完全充填空腔；

⑿待所述注漿體固結(jié)后施加預(yù)應(yīng)力并鎖定所述錨桿頂端于錨板上；

⒀通過(guò)所述墊板上的注漿孔對(duì)所述鉆孔內(nèi)再次充填所述注漿體至所述注漿孔上口，同時(shí)澆鑄裂隙注漿體于土地基裂隙。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、首先，本發(fā)明中炸藥爆炸所產(chǎn)生的爆轟氣體對(duì)鉆孔孔底強(qiáng)烈地沖擊壓縮，致使鉆孔底周圍土地基被粉碎，形成大小足夠的空腔，通過(guò)注漿形成帶底端鋼筋混凝土擴(kuò)大頭的錨固體，所提供的錨固力可足以達(dá)到使上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；其二，炸藥爆炸所產(chǎn)生的爆轟氣體對(duì)鉆孔孔底土地基強(qiáng)烈作用，使孔底周圍土地基得到壓縮，同時(shí)將土地基中的裂隙推開(kāi)，充填注漿體后將改善和提高內(nèi)部土地基（鉆孔底部周圍土地基）的物理力學(xué)性能；其三，通過(guò)緊靠套筒上沿于錨桿桿體周圍布置的裝有雷管的抗水炸藥爆炸作用，驅(qū)使套筒下滑的同時(shí)被圓形橫板撐開(kāi)，即呈以錨桿桿體為對(duì)稱軸斜向下?lián)伍_(kāi)，之后通過(guò)對(duì)整個(gè)孔底空腔注漿，形成鋼筋混凝土球形擴(kuò)大頭，并施加預(yù)應(yīng)力和再次注漿，構(gòu)建起全方位、立體、復(fù)合錨固。

2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，根本改變了施工和基礎(chǔ)形式，顯著地節(jié)約了投資，減少了棄土，使環(huán)境得到保護(hù)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明過(guò)三錨桿軸的截面圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖。

圖3為本發(fā)明錨桿起初過(guò)錨桿軸的截面圖。

圖中：1—土地基2—注漿體3—鉆孔4—錨桿5—土地基裂隙6—星形構(gòu)件7—墊板8—錨板9—裂隙注漿體10—雷管11—支桿12—抗水炸藥13—注漿孔14—鉆孔壁15—孔底空腔16—固定件17—地面18—水泥土圓柱體19—圓形橫板20—套筒。

具體實(shí)施方式

如圖1~3所示，球-錨桿-星形構(gòu)件基礎(chǔ)，它包括一個(gè)嵌入土地基1中且上表面與地面17平齊的星形構(gòu)件6、一根或多根錨桿4及與錨桿4相配套的墊板7和錨板8。

星形構(gòu)件6設(shè)有數(shù)個(gè)徑向伸出的伸臂，其中心設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅰ；墊板7中心設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅲ；錨桿4包括桿體、套筒20和數(shù)根支桿11；桿體下部固連有一鋼質(zhì)圓形橫板19，其上套連有沿桿體上下滑動(dòng)的套筒20；數(shù)根支桿11的一端均鉸接于套筒20周圍，其另一端均搭接在圓形橫板19的周邊；緊靠套筒20上沿并于桿體周圍布置有帶雷管10的抗水炸藥12；錨桿4的底端及支桿11均被錨固，其頂端分別穿過(guò)星形構(gòu)件6對(duì)應(yīng)位置的錨桿孔ⅰ，并穿過(guò)墊板7的錨桿孔ⅲ與錨板8連接到一起。

其中：土地基1為淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土地基中的一種或多種。

星形構(gòu)件6上設(shè)有用于與上部結(jié)構(gòu)連接的固定件16。

伸臂的數(shù)量為三個(gè)及三個(gè)以上。

墊板7上開(kāi)有一注漿孔13。

每個(gè)伸臂的外端設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅱ；且錨桿4的頂端分別穿過(guò)星形構(gòu)件6對(duì)應(yīng)位置的錨桿孔ⅱ，并穿過(guò)墊板7的錨桿孔ⅲ與錨板8連接到一起。

星形構(gòu)件6的中心設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅰ，且每個(gè)伸臂的外端設(shè)有一個(gè)錨桿孔ⅱ；錨桿4的頂端分別穿過(guò)星形構(gòu)件6對(duì)應(yīng)位置的錨桿孔ⅰ和錨桿孔ⅱ，并穿過(guò)墊板7的錨桿孔ⅲ與錨板8連接到一起。

圓形橫板19的直徑為套筒20外徑的2~5倍，且圓形橫板19之下的桿體的長(zhǎng)度與孔底空腔15的半徑相當(dāng)。

支桿11長(zhǎng)度小于孔底空腔15的半徑。

該球-錨桿-星形構(gòu)件基礎(chǔ)的施工方法，包括以下步驟：

⑴平基，即將選定位置整平；

⑵對(duì)應(yīng)星形構(gòu)件6的中心錨桿孔ⅰ及每個(gè)伸臂外端的錨桿孔ⅱ在土地基1中打孔，且中心孔深，而每個(gè)伸臂外端的孔淺；

⑶將帶有噴嘴的注漿管通過(guò)步驟⑵所得的孔置于處理土地基1的預(yù)定深度，然后用水泥漿沖切土地基1，同時(shí)旋轉(zhuǎn)并提升注漿管，固結(jié)后形成水泥土圓柱體18；

⑷以形成的水泥土圓柱體18為星形構(gòu)件6支點(diǎn)，按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖澆筑星形構(gòu)件6的凹坑；

⑸按設(shè)計(jì)要求沿形成的水泥土圓柱體18的軸按下述三種情況設(shè)置鉆孔3；

ⅰ對(duì)應(yīng)星形構(gòu)件6中心的錨桿孔ⅰ位置鉆一個(gè)孔；

ⅱ對(duì)應(yīng)星形構(gòu)件6每個(gè)伸臂外端的錨桿孔ⅱ位置鉆一個(gè)孔；

ⅲ對(duì)應(yīng)星形構(gòu)件6中心的錨桿孔ⅰ和每個(gè)伸臂外端的錨桿孔ⅱ位置均鉆一個(gè)孔，且中心孔深和每個(gè)伸臂外端的孔淺；

⑹按第一次裝藥量50~500g，第二次裝藥量100~500g，第三次裝藥量200~500g，…，裝藥量逐次遞增對(duì)每個(gè)水泥土圓柱體18中的鉆孔3的孔底實(shí)施爆破，直至孔底擴(kuò)成空腔；

⑺測(cè)定孔底空腔15的大小，具體為：

①準(zhǔn)備好長(zhǎng)度大于鉆孔3深度的不同長(zhǎng)度的測(cè)繩和長(zhǎng)度相當(dāng)于設(shè)計(jì)孔底空腔15直徑的木棍；

②將兩根測(cè)繩的一端分別系在木棍兩端頭，并在測(cè)繩上標(biāo)上尺寸標(biāo)記；

③提著系著木棍的兩根測(cè)繩的另一端將木棍送入孔底空腔15內(nèi)并上下提動(dòng)，當(dāng)木棍一端卡著孔底空腔15壁，且兩測(cè)繩上的尺寸標(biāo)記一致時(shí)，木棍即處于水平位置，此時(shí)的木棍長(zhǎng)度即為孔底空腔15直徑；

⑻按設(shè)計(jì)要求澆筑星形構(gòu)件6；

⑼在套筒20與支桿11鉸接處之上的錨桿4桿體周圍安裝帶雷管10的抗水炸藥12；

⑽將錨桿4桿體帶有的抗水炸藥12通過(guò)星形構(gòu)件6的不同錨桿孔ⅰ及錨桿孔ⅱ置于對(duì)應(yīng)水泥土圓柱體18中鉆孔3孔底，即刻起爆炸藥；

⑾沿鉆孔壁14向鉆孔3內(nèi)注漿，使注漿體2完全充填空腔；

⑿待注漿體2固結(jié)后施加預(yù)應(yīng)力并鎖定錨桿4頂端于錨板8上；

⒀通過(guò)墊板7上的注漿孔13對(duì)鉆孔3內(nèi)再次充填注漿體2至注漿孔13上口，同時(shí)澆鑄裂隙注漿體9于土地基裂隙5。

本發(fā)明適用于土地基，但不限于土地基，可對(duì)其方法和步驟稍做調(diào)整即可用于巖石和堅(jiān)硬土地基。