專利名稱：加筋桿塔基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基礎(chǔ)，特別是涉及一種加筋桿塔基礎(chǔ)。
背景技術(shù)：
風(fēng)積沙屬于特殊地基土之一，具有質(zhì)地松散、無粘聚力等不良工程力學(xué) 特性。在風(fēng)積沙地區(qū)輸電線路工程建設(shè)中，普遍應(yīng)用的基礎(chǔ)型式為直柱式基 礎(chǔ)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)直柱式基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，直柱式基礎(chǔ)采
用鋼筋骨架11和混凝土 12膠結(jié)而成，直柱式基礎(chǔ)中埋設(shè)有地腳螺栓13,基 礎(chǔ)通過地腳螺栓13與桿塔塔腳相連。直柱式基礎(chǔ)在線路運(yùn)行中，通過基礎(chǔ)和 底板上覆土體的重力來抵抗上拔荷載。
發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)積沙地基中的 直柱式基礎(chǔ)，至少存在缺陷有由于風(fēng)積沙地基水平承載能力很低，埋入到 風(fēng)積沙地基中的直柱式基礎(chǔ)的抗拔和抗傾覆的穩(wěn)定性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種加筋桿塔基礎(chǔ)，用以提高埋入 到風(fēng)積沙中的基礎(chǔ)的抗拔和抗傾覆穩(wěn)定性。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種加筋桿塔基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ) 主體，所述基礎(chǔ)主體包括相互連接的基礎(chǔ)立柱和底座，在所述底座上方分層 鋪設(shè)有筋材，所述筋材位于所述基礎(chǔ)立柱周圍并與所述基礎(chǔ)立柱連接。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，每層所述筋材的鋪設(shè)區(qū)域，大于與該層所述 筋材相應(yīng)鋪設(shè)深度的剪切破壞面圍成的區(qū)域；相鄰層筋材的間隔為30cm~ 50cm;所述筋材為土工格柵。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述基礎(chǔ)立柱中同軸埋設(shè)基礎(chǔ)主材，所述基
礎(chǔ)主材與基礎(chǔ)立柱用混凝土膠結(jié)；所述基礎(chǔ)主材和基礎(chǔ)立柱的軸線與豎直方 向夾角為5° ~15° 。所述基礎(chǔ)主材為角鋼或鋼管；所述基礎(chǔ)主材露出所述 基礎(chǔ)立柱頂面的長度為20cm~50cm。進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)立柱的長度為2m ~ 9m;所述基礎(chǔ)立柱和底座內(nèi)埋有鋼筋骨架。
本實(shí)用新型在基礎(chǔ)底座上方分層鋪設(shè)筋材，筋材位于基礎(chǔ)立柱周圍并與 基礎(chǔ)立柱連接，構(gòu)成加筋桿塔基礎(chǔ)；將該加筋桿塔基礎(chǔ)應(yīng)用到質(zhì)地松散、粘 聚力差的地質(zhì)環(huán)境中，如風(fēng)積沙地基中，有利于改良風(fēng)積沙地基工程力學(xué) 性質(zhì)，提高埋入到風(fēng)積沙中的基礎(chǔ)的抗拔和抗傾覆穩(wěn)定性。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)直柱式基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型加筋桿塔基礎(chǔ)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型加筋桿塔基礎(chǔ)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記說明
21—基礎(chǔ)立柱； 22 —底座； 23—鋼筋骨架；
24 —基礎(chǔ)主材； 25 —地腳螺栓； 3 —地面；
4 —筋材； 5 —剪切破壞面。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型充分利用筋材的抗拉強(qiáng)度較高、變形較小來改良風(fēng)積沙的工 程力學(xué)性質(zhì)，增加基礎(chǔ)抗拔和抗傾覆穩(wěn)定性，解決基礎(chǔ)抗拔和抗傾覆能力較 低的承載瓶頸。 第一實(shí)施例
圖2為本實(shí)用新型加筋桿塔基礎(chǔ)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例加筋桿塔基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)主體和筋材4;基礎(chǔ)主體包括相互連接的基 礎(chǔ)立柱21和底座22;筋材4分層鋪設(shè)在底座22上方的區(qū)域中、位于基礎(chǔ)立 柱21的周圍并與基礎(chǔ)立柱21連接。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)風(fēng)積沙地基的實(shí)際地質(zhì)情況，預(yù)先設(shè)計(jì)風(fēng)積沙地 基中的剪切破壞面5。根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的剪切破壞面5,設(shè)計(jì)筋材4的鋪設(shè)面積。 優(yōu)選的，每層筋材4的鋪設(shè)區(qū)域應(yīng)大于相應(yīng)鋪設(shè)深度的剪切破壞面5圍成的 區(qū)域，即每層筋材4鋪設(shè)面積應(yīng)超出對(duì)應(yīng)深度剪切破壞面5以外一定范圍， 從而達(dá)到約束風(fēng)積沙基地破壞，提高埋入風(fēng)積沙地基中的基礎(chǔ)的抗拔和抗傾 覆穩(wěn)定性。相鄰兩層筋材21可留有一定的預(yù)設(shè)間隔，優(yōu)選的，相鄰兩層筋材 21之間的間隔為30cm 50cm。筋材可選用土工復(fù)合材料，如土工格柵或其 他土工復(fù)合材料。
基礎(chǔ)主體可為直柱式基礎(chǔ)或斜柱式基礎(chǔ)。圖2示出了基礎(chǔ)主體為直柱式 基礎(chǔ)的情形。如圖2所示，基礎(chǔ)主體包括相互連接的基礎(chǔ)立柱21和底座22， 基礎(chǔ)立柱21和底座22內(nèi)都埋有鋼筋骨架23?；A(chǔ)立柱21上方埋設(shè)有地腳 螺栓25，地腳螺栓25上部露出基礎(chǔ)立柱21頂面；基礎(chǔ)立柱21的頂面露出 地面3,并通過地腳螺栓25與桿塔塔腳相連?；A(chǔ)立柱21、底座22、鋼筋 骨架23和地腳螺栓25可采用混凝土膠結(jié)為一體形成基礎(chǔ)主體。當(dāng)基礎(chǔ)主體 埋入風(fēng)積沙地基中時(shí)，可在底座22上方的風(fēng)積沙地基中分層鋪設(shè)筋材4，筋 材4與基礎(chǔ)立柱21搭接。
以下通過本實(shí)施例在風(fēng)積沙地基中的實(shí)際施工應(yīng)用，說明本實(shí)施例的形 成過程。首先在風(fēng)積沙地基中開挖出基礎(chǔ)坑，在基礎(chǔ)坑中支模，放入鋼筋骨 架。采用混凝土澆注形成基礎(chǔ)主體；基礎(chǔ)主體拆才莫后，向基礎(chǔ)坑回填風(fēng)積沙，
每層筋材鋪設(shè)區(qū)域應(yīng)大于相應(yīng)深度剪切破壞面圍成的區(qū)域，其中筋材與基礎(chǔ) 立柱搭接，即形成了本實(shí)施例加筋桿塔基礎(chǔ)。
發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過程中發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型加筋桿塔基礎(chǔ)中的加筋原理與現(xiàn)有技術(shù)加筋地基不同。通常，現(xiàn)有技術(shù)在基礎(chǔ)底座的下方區(qū)域中 鋪設(shè)有筋材，其機(jī)理是擴(kuò)散土體應(yīng)力，提高土體抗壓承載力的作用。而區(qū)別 于現(xiàn)有技術(shù)的是，本實(shí)用新型加筋桿塔基礎(chǔ)主要應(yīng)用在風(fēng)積沙地基輸電線路 基礎(chǔ)， 一般情況下，輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)控制條件為上拔和傾覆穩(wěn)定，風(fēng)積沙 地基下壓承載力能滿足工程需要，因此，加筋桿塔基礎(chǔ)的目的主要是提高基 礎(chǔ)主體的抗拔和抗傾覆的能力，筋材分層鋪設(shè)在基礎(chǔ)主體的底座上方且位于 基礎(chǔ)立柱的周圍，每層筋材鋪設(shè)面積超出對(duì)應(yīng)深度破壞面以外一定范圍，有 效改良了風(fēng)積沙層中質(zhì)地杠、散、無粘聚力等不良工程力學(xué)特性，明顯提高了 提高埋入到風(fēng)積沙中的基礎(chǔ)的抗拔和抗傾覆穩(wěn)定性。 第二實(shí)施例
圖3為本實(shí)用新型加筋桿塔基礎(chǔ)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示， 本實(shí)施例與本實(shí)用新型第一實(shí)施例的區(qū)別在于，基礎(chǔ)主體為斜柱式基礎(chǔ)。如 圖3所示，本實(shí)施例中，基礎(chǔ)主體包括相互連接的基礎(chǔ)立柱21和底座22， 基礎(chǔ)立柱21和底座22內(nèi)都埋有鋼筋骨架23,基礎(chǔ)立柱21內(nèi)同軸埋設(shè)有基 礎(chǔ)主材24?；A(chǔ)立柱21和基礎(chǔ)主材24的軸線與豎直方向均成一定的夾角， 優(yōu)選的，該夾角為5。
~15。?；A(chǔ)立柱21、底座22、鋼筋骨架23和基礎(chǔ) 主材24可采用混凝土膠結(jié)為一體形成基礎(chǔ)主體。當(dāng)基礎(chǔ)主體埋入風(fēng)積沙地基 中時(shí)，可在底座22上方的風(fēng)積沙地基中圍繞基礎(chǔ)立柱21的周圍，分層鋪設(shè) 筋材4，筋材4與基礎(chǔ)立柱21搭接。
優(yōu)選的，每層筋材4的鋪設(shè)區(qū)域應(yīng)大于相應(yīng)鋪設(shè)深度的剪切破壞面5圍 成的區(qū)域，即每層筋材4鋪設(shè)面積應(yīng)超出對(duì)應(yīng)深度剪切破壞面5以外一定 范圍，從而達(dá)到約束風(fēng)積沙基地破壞，提高埋入風(fēng)積沙地基中的基礎(chǔ)的抗拔 和抗傾覆穩(wěn)定性。相鄰兩層筋材21可留有一定的預(yù)設(shè)間隔，優(yōu)選的，相鄰兩 層筋材21之間的間隔為30cm 50cm。筋材可選用土工復(fù)合材料，如土工 格柵或其他土工復(fù)合材料。
在實(shí)際工程應(yīng)用中，基礎(chǔ)主體埋入風(fēng)積沙層中，通過基礎(chǔ)主材24與桿塔固定連接。為提高本實(shí)用新型的負(fù)載性能，基礎(chǔ)主體的底座22為板式底座， 底座22的外徑或邊長大于基礎(chǔ)立柱21的外徑或邊長?；A(chǔ)主體埋入風(fēng)積沙 層的優(yōu)選深度(地面3以下的深度)為2m 9m,基礎(chǔ)主材24露出基礎(chǔ)立柱 21頂面長度約為20cm 50cm。優(yōu)選的，基礎(chǔ)主材24采用與桿塔塔腳主材相 同的材料和規(guī)格，基礎(chǔ)主體通過基礎(chǔ)主材24與桿塔塔腳連接。
以下通過本實(shí)施例在風(fēng)積沙地基中的實(shí)際施工應(yīng)用，i兌明本實(shí)施例的形 成過程。首先在風(fēng)積沙地基中開挖出基礎(chǔ)坑，在基礎(chǔ)坑中支模，放入鋼筋骨 架和基礎(chǔ)主材；調(diào)整基礎(chǔ)主材的位置，使得鋼筋骨架與基礎(chǔ)主材同軸，基礎(chǔ) 主材的主軸線與豎直方向的夾角為5° ~15° ，基礎(chǔ)主材采用與上部桿塔塔 腳主材相同的材料和規(guī)格。采用混凝土澆注形成基礎(chǔ)主體；基礎(chǔ)主體拆模后， 向基礎(chǔ)坑回填風(fēng)積沙，同時(shí)將筋材分層平鋪在基礎(chǔ)主體底座上方且在基礎(chǔ)主 體周圍的風(fēng)積沙體中，每層筋材鋪設(shè)區(qū)域應(yīng)大于相應(yīng)深度剪切破壞面圍成的 區(qū)域，即每層筋材鋪設(shè)面積應(yīng)超出對(duì)應(yīng)深度剪切破壞面以外一定范圍，筋材 與基礎(chǔ)立柱搭接，即形成了本實(shí)施例加筋桿塔基礎(chǔ)。
發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過程中發(fā)現(xiàn)，采用斜柱式基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)主體， 相對(duì)于采用直柱式基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)主體的技術(shù)方案，具有更佳的技術(shù)效果。相 對(duì)于斜柱式基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的直柱式基礎(chǔ)存在的缺陷主要包括基礎(chǔ)在承受較大 水平荷載時(shí)，立柱橫截面彎矩較大，為達(dá)到設(shè)計(jì)安全的要求，需增加基礎(chǔ)配 筋，從而增加基礎(chǔ)耗材量；在工程應(yīng)用中，直柱式基礎(chǔ)施工需更大面積開挖 回填地基土，嚴(yán)重破壞輸電線路塔基周邊的自然地形、地貌，破壞原有植被， 不利于防治水土流失、防風(fēng)固沙等，對(duì)于沙漠地區(qū)這種影響往往是巨大且不 易恢復(fù)的；在運(yùn)輸方面，沙漠等地區(qū)輸電線路基礎(chǔ)材料的運(yùn)輸比較困難，在 風(fēng)積沙地基中采用直柱式基礎(chǔ)，耗材較多，運(yùn)輸成本^^高。
本實(shí)施例采用斜柱式的加筋桿塔基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)應(yīng)用在輸電線路工程風(fēng)積 沙地基中，有效克服了傳統(tǒng)的直柱式基礎(chǔ)存在的缺陷，達(dá)到的技術(shù)效果如下
1)由于本實(shí)施例加筋桿塔基礎(chǔ)中，在底座上方區(qū)域且圍繞基礎(chǔ)立柱分層鋪設(shè)有筋材，每層筋材鋪設(shè)面積超出對(duì)應(yīng)深度剪切破壞面以外一定范圍，有 效改良了風(fēng)積沙層中質(zhì)地松散、無粘聚力等不良工程力學(xué)特性，明顯提高了 提高埋入到風(fēng)積沙中的基礎(chǔ)的抗拔和抗傾覆穩(wěn)定性。
2 )本實(shí)施例將基礎(chǔ)主材直接埋入基礎(chǔ)立柱中，基礎(chǔ)主體不需要底腳螺栓 等連接件即可與桿塔連接，桿塔傳給基礎(chǔ)主體的外力也不需通過底腳螺栓等
中間構(gòu)件傳遞，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；
3)本實(shí)施例設(shè)置基礎(chǔ)立柱坡度與塔腳主材坡度一致，優(yōu)選角度為5。 ~ 15。，使水平力對(duì)基礎(chǔ)底座的影響降至最低，基礎(chǔ)立柱和底座的受力狀況得 到改善，基礎(chǔ)穩(wěn)定性得到顯著提高；明顯降低水平力對(duì)基礎(chǔ)主體的影響，改 善基礎(chǔ)立柱受力狀況，提高基礎(chǔ)主體的穩(wěn)定性；此外，基礎(chǔ)立柱采取斜柱式， 有利于減小立柱橫截面彎矩，在相同荷載條件下，相對(duì)現(xiàn)有直柱式基礎(chǔ)，降 低基礎(chǔ)配筋率，從而有利于降低工程成本；同時(shí)，在相同荷載條件下，相對(duì) 現(xiàn)有直柱式基礎(chǔ)，減小基礎(chǔ)體積、從而降低了對(duì)沙漠環(huán)境影響，有利于減小 對(duì)沙漠生態(tài)環(huán)境的破壞，還有利于沙漠地區(qū)生態(tài)的恢復(fù)和沙害的防治。
以上實(shí)施例是以風(fēng)積沙地基，作為本實(shí)用新型加筋復(fù)合斜柱基礎(chǔ)的 一個(gè) 具體應(yīng)用場景，來說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。顯然，本實(shí)用新型還適用于 質(zhì)地+>散、粘聚力較差的其他地基環(huán)境中。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非 對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修 改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使 相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1、一種加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，包括基礎(chǔ)主體，所述基礎(chǔ)主體包括相互連接的基礎(chǔ)立柱和底座，在所述底座上方分層鋪設(shè)有筋材，所述筋材位于所述基礎(chǔ)立柱周圍并與所述基礎(chǔ)立柱連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，每層所述筋材的 鋪設(shè)區(qū)域，大于相應(yīng)鋪設(shè)深度的剪切破壞面圍成的區(qū)域。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，相鄰層筋材的間 隔為30cm~ 50cm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，所述筋材為 土工格柵。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，所述基礎(chǔ)立柱中 同軸埋設(shè)基礎(chǔ)主材，所述基礎(chǔ)主材與基礎(chǔ)立柱用混凝土膠結(jié)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，所述基礎(chǔ)主材和 基礎(chǔ)立柱的軸線與豎直方向夾角均為5° ~15° 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，所述基礎(chǔ)主材為 角鋼或鋼管。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，所述基礎(chǔ)主材露 出所述基礎(chǔ)立柱頂面的長度為20 cm 50cm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，所述基礎(chǔ)立柱的 長度為2m 9m。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加筋桿塔基礎(chǔ)，其特征在于，所述基礎(chǔ)立柱 和底座內(nèi)埋有鋼筋骨架。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種加筋桿塔基礎(chǔ)。該加筋桿塔基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)主體，所述基礎(chǔ)主體包括相互連接的基礎(chǔ)立柱和底座，在所述底座上方分層鋪設(shè)有筋材，所述筋材位于所述基礎(chǔ)立柱周圍并與所述基礎(chǔ)立柱連接。本實(shí)用新型在基礎(chǔ)底座上方分層鋪設(shè)筋材，筋材位于基礎(chǔ)立柱周圍并與基礎(chǔ)立柱連接，構(gòu)成加筋桿塔基礎(chǔ)；將該加筋桿塔基礎(chǔ)應(yīng)用到質(zhì)地松散、粘聚力差的地質(zhì)環(huán)境中，有利于改良風(fēng)積沙地基工程力學(xué)性質(zhì)，提高埋入到風(fēng)積沙中的基礎(chǔ)的抗拔和抗傾覆穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)E02D27/42GK201254730SQ200820109778
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者丁士君, 程永鋒, 蘇榮臻, 魯先龍 申請(qǐng)人:國網(wǎng)北京電力建設(shè)研究院