專利名稱：一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土基礎領(lǐng)域，適用于為電力線、街道照明及信號、橋墩、風輪機、商業(yè)標識、高速公路標識、滑雪纜車等提供支撐的高型、重型與/或大型塔支柱，具體地講，涉及一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前對于高聳結(jié)構(gòu)多采用尺寸龐大的擴展基礎，這樣會導致施工復雜，成本很高。 美國文獻2，374,6 披露了一種專門為信號桿、電源箱及信號提供支撐的基礎。基礎包括螺栓在一起的混凝土預澆段。復合基礎埋入土壤中，如果在此基礎上安裝信號高桿段，可能會使基礎承受一些傾覆力矩，而且由于基礎是由預澆段構(gòu)成，尺寸有限，此基礎僅適用于支撐相對較小的結(jié)構(gòu)。美國專利文獻2，706，498透露了專門用作導管、混凝土樁及沉箱的預應力管狀混凝土結(jié)構(gòu)。預應力管狀混凝土結(jié)構(gòu)為分段預澆，因而能夠進行端對端組裝。提供縱向鋼筋， 并穿過空隙；此鋼筋處于張拉狀態(tài)，且灌漿嚴密，因此承受預應力的張拉螺旋狀鋼筋可提供環(huán)向預應力。此結(jié)構(gòu)為預應力結(jié)構(gòu)，但其尺寸不適合作為較高支撐塔或柱(承受高傾覆力矩)的基礎，而且很難運輸?shù)狡h地區(qū)使用。美國專利文獻2，724，261披露了一種預澆柱，可將柱連接到橫向支承面(如基腳或墻壁)及其它不適用大型或較高塔基的結(jié)構(gòu)。美國專利文獻3，963，056披露了各類橋樁、桿或柱等，包括柱狀預應力混凝土管或帶鋼管外殼的柱狀預應力混凝土桿。雖然使用鋼管作為外殼阻止了徑向混凝土管或桿產(chǎn)生橫向應力，從而增加了混凝土管或桿的抗壓強度，但由于基礎支撐的高塔可能擺動或左右運動，外部鋼殼幾乎無法抵抗混凝土上的張應力。

發(fā)明內(nèi)容
為了消除墩基礎上的周期性交錯壓力及張力負荷，并大大減少墩基疲勞，提高了連接處的安全性，同時能夠易于施工適用于更廣泛的土質(zhì)條件，本發(fā)明實施例提供了一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)。所述技術(shù)方案如下
一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，包括 柱狀支撐件，設置于基坑內(nèi)；
固定環(huán)，設置于所述支撐件內(nèi)，并垂直于所述支撐件的軸線設置于靠近所述支撐件的下端面處；
錨桿，沿所述固定環(huán)的周向設置多個，多個所述錨桿圍接形成至少一個同所述支撐件同軸設置的柱狀結(jié)構(gòu)，所述錨桿的一端同所述固定環(huán)連接，其另一端平行于所述支撐件的軸線穿出所述支撐件的上端面；
承臺，設置于所述支撐件的上端面處，所述承臺的外徑大于所述支撐件的外徑，所述錨桿的一端穿過所述承臺的上端面并同所述承臺固定連接，所述承臺上設有用于放置設備連接法蘭的環(huán)狀灌漿槽，所述錨桿所圍成的至少一個柱狀結(jié)構(gòu)的端部由所述環(huán)狀灌漿槽中伸出，并同置于所述灌漿槽內(nèi)的設備連接法蘭固定連接，所述灌漿槽的槽壁上成型有灌漿倒角。所述錨桿為合金鋼材質(zhì)，其外側(cè)套設有塑料套管，沿所述錨桿上部以及下部長度方向設有機械加工外螺紋，所述錨桿的下端通過螺母同所述固定環(huán)連接，所述錨桿的上端通過螺母同設備的連接法蘭固定連接，所述錨桿突出設備連接法蘭上端面的部分設有防腐塑料保護套。所述防腐塑料套管的內(nèi)徑大于所述錨桿的外徑5mm以上。所述基坑內(nèi)所成型的墩基礎結(jié)構(gòu)，基礎高度同其豎向高度范圍內(nèi)水平向的平均直徑的比值(高寬比)小于3。所述支撐件為帶有波紋的鋼筒，多個所述錨桿所形成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筒內(nèi)，所述鋼筒內(nèi)澆注有高強混凝土，所述鋼筒與所述基坑之間的空間內(nèi)澆注有低強混凝土或砂漿。優(yōu)選地，所述支撐件為帶有波紋的鋼筒，其包括內(nèi)筒體和外筒體，所述內(nèi)筒體和外筒體通過固定件固定連接，多個所述錨桿所圍成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述內(nèi)筒體和外筒體所形成的環(huán)狀空間內(nèi)，所述內(nèi)筒體澆注有原狀土，所述內(nèi)筒體與外筒體之間澆注有高強混凝土，所述外筒體同所述基坑之間的空間內(nèi)澆注有低強混凝土。優(yōu)選地，所述支撐件有多個鋼筋籠圍接而成，多個所述錨桿所圍成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筋籠內(nèi)，所述基坑同所述鋼筋籠之間及所述鋼筋籠內(nèi)澆注有高強混凝土。優(yōu)選地，所述支撐件為帶有波紋的鋼筒，所述鋼筒內(nèi)澆注有原狀土或高強混凝土， 多個所述錨桿所形成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筒的外側(cè)，所述鋼筒同所述基坑之間澆注有高強混凝土。帶波紋的所述鋼筒通過波紋板材拼接而成或通過鋼板整體加工成型。所述墩基礎結(jié)構(gòu)呈圓柱體或臺體或著近似圓柱或臺體形狀，也可為其它形狀。所述墩基礎結(jié)構(gòu)的上部開設有穿線通道，所述穿線通道將所述承臺的上端面與所述墩基礎結(jié)構(gòu)的側(cè)面連通。所述承臺的中部設置一內(nèi)凹臺，所述內(nèi)凹臺設置于所述錨桿所形成的柱狀空間內(nèi)。所述墩基礎承臺的周邊設有帶有斜坡的斜臺。本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是
墩基礎結(jié)構(gòu)承臺同設備相連部分設有含倒角的灌漿槽，設備連接法蘭放置于此槽內(nèi)并作于高強自密實漿料上，高強漿料能夠有效抵消施加外力，同時倒角能夠降低邊緣應力集中。本發(fā)明長細比(高寬比)低于3，常規(guī)機器可以保證施工開挖。這樣能夠更容易的進行野外工程施工，同時在連接處采用漿料槽填充高強灌漿料來抵抗外部產(chǎn)生并且傳遞給混凝土的壓力。通過調(diào)整支撐結(jié)構(gòu)的外部開挖的形狀可以控制開挖，更易于施工進行。本發(fā)明的連接不采用軋制的螺紋鋼，而是使用機械加工的連續(xù)型圓弧螺紋的錨桿連接，因為軋制螺紋鋼螺紋精度較低，施工安全以及運行隱患大，同時采用圓弧形螺紋能夠有效的降低應力集中，通過同螺母的有效連接能夠提高在低頻往復振動荷載下的防松性能。本發(fā)明中的墩基通過對其中的錨桿施加預應力，這樣混凝土部分的整個垂直范圍可以承受遠遠超過預期拉力負荷的壓力。本發(fā)明承臺邊緣的斜臺可以用于排水，確保水或者其他的不進入基礎結(jié)構(gòu)內(nèi)部， 同時在錨桿頭蓋有塑料帽可以防止錨桿的腐蝕。本發(fā)明的外部支撐結(jié)構(gòu)同土體之間添加混凝土，在大荷載情況下能夠更好的抵抗外部的荷載對土體的沖擊以及變形影響。同時在某些條件下添加混凝土取代外部支撐結(jié)構(gòu)直接同土體接觸能夠更有效的提高墩基礎的抗傾覆能力，防止額外的裂縫產(chǎn)生。對于土壤的使用條件大大降低，適用性得到更好改善。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例一所提供的一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明實施例二所提供的一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明實施例三所提供的一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明實施例四所提供的一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明實施例五所提供的一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)圖； 圖6是本發(fā)明實施例一到五提供的承臺頂部灌漿槽部分詳圖； 圖中
1、混凝土斜臺 2、承臺 3、灌漿槽 4、鋼筋5、原狀土 6、低強混凝土或砂漿7、固定環(huán)8、鋼筒81、外筒體82、內(nèi)筒體 9、鋼筋籠10、防腐塑料套管11、錨桿12、螺母13、墊片14、螺母
15、高強混凝土 16、箍筋17、混凝土找平臺18、穿線通道19、固定件 20、設備連接法蘭21、塑料保護套22、基坑23、內(nèi)凹臺。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。如圖1-圖5所示，本發(fā)明提供了一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，具體包括 柱狀支撐件，設置于基坑內(nèi)；
固定環(huán)，設置于所述支撐件內(nèi)，并垂直于所述支撐件的軸線設置于靠近所述支撐件的下端面處；
錨桿，沿所述固定環(huán)的周向設置多個，多個所述錨桿圍接形成至少一個同所述支撐件同軸設置的柱狀結(jié)構(gòu)，所述錨桿的一端同所述固定環(huán)連接，其另一端平行于所述支撐件的軸線穿出所述支撐件的上端面，所述錨桿之間通過箍筋固定連接；
承臺，設置于所述支撐件的上端面處，所述承臺的外徑大于所述支撐件的外徑，所述錨桿的一端穿過所述承臺的上端面并同所述承臺固定連接，在承臺的四周還設置有混凝土斜臺。所述承臺上設有用于放置設備連接法蘭的環(huán)狀灌漿槽，所述錨桿所圍成的至少一個柱狀結(jié)構(gòu)的端部由所述環(huán)狀灌漿槽中伸出，并同置于所述灌漿槽內(nèi)的設備連接法蘭固定連接，所述灌漿槽的槽壁上成型有灌漿倒角，設備連接法蘭放置于此槽內(nèi)并作于高強自密實漿料上，高強漿料能夠有效抵消施加外力，同時倒角能夠降低邊緣應力集中。多個錨桿沿軸向呈至少一個圓周狀均勻分布地插入所述承臺和高強混凝土柱體內(nèi)，所述錨桿的上端伸出設備連接法蘭處部分套有防止腐蝕的頭部保護套所述錨桿的下端設置在埋置于基礎內(nèi)的固定環(huán)內(nèi)，所述錨桿外部有塑料套管，其大部分同混凝土連接，所述呈圓周狀均勻分布的錨桿形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外圓周均勻箍勒有至少一個箍筋。所述錨桿為合金鋼材質(zhì)，其外側(cè)套設有塑料套管，沿所述錨桿長度方向上設有高精度機機械加工外螺紋，所述錨桿的下端通過螺母同所述固定環(huán)連接，所述錨桿的上端通過墊片、螺母同設備的連接法蘭固定連接。預應力錨桿不為任何螺紋形式的軋制螺紋鋼。所述防腐塑料套管的內(nèi)徑大于所述錨桿的外徑5mm以上。所述基坑內(nèi)所成型的墩基礎結(jié)構(gòu)，基礎高度同其豎向高度范圍內(nèi)水平向的平均直徑的比值(高寬比)小于3，在墩基礎結(jié)構(gòu)的上部開設有穿線通道，穿線通道將承臺的上端面與墩基礎結(jié)構(gòu)的側(cè)面連通。所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)頂部承臺內(nèi)設有鋼筋。實施例一如圖1所示。其中的支撐件為帶有波紋的鋼筒，其包括內(nèi)筒體和外筒體，所述內(nèi)筒體和外筒體通過固定件將其二者的上部固定連接，多個錨桿所圍成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述內(nèi)筒體和外筒體所形成的環(huán)狀空間內(nèi)，所述內(nèi)筒體澆注有原狀土，所述內(nèi)筒體與外筒體之間澆注有高強混凝土，所述外筒體同所述基坑之間的空間內(nèi)澆注有低強混凝土，其中的帶波紋的鋼筒通過波紋板材拼接而成或通過鋼板整體加工成型。實施例二如圖2所示。其中的支撐件為帶有波紋的鋼筒，多個所述錨桿所形成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筒內(nèi)，所述鋼筒內(nèi)澆注有高強混凝土，所述鋼筒與所述基坑之間的空間內(nèi)澆注有低強混凝土，其中的帶波紋的鋼筒通過波紋板材拼接而成或通過鋼板整體加工成型。實施例三如圖3所示。其中的支撐件有多個鋼筋籠圍接而成，多個錨桿所圍成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筋籠內(nèi)，所述基坑同所述鋼筋籠之間及所述鋼筋籠內(nèi)澆注有高強混凝土。實施例四
如圖4所示，所述支撐件為帶有波紋的鋼筒，所述鋼筒內(nèi)澆注有原狀土或高強混凝土， 多個所述錨桿所形成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筒的外側(cè)，所述鋼筒同所述基坑之間澆注有高強混凝土，其中的帶波紋的鋼筒通過波紋板材拼接而成或通過鋼板整體加工成型。實施例五如圖5所示。多個錨桿所圍成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于土體基坑內(nèi)，所述基坑內(nèi)部澆注有高強混凝土。上述各實施例中的墩基礎結(jié)構(gòu)呈圓柱體或臺體或著近似圓柱或臺體形狀，也可為其它形狀，所述墩基礎結(jié)構(gòu)的外表面同軸覆蓋有原狀土體，在墩基礎內(nèi)部采用帶波紋形式的鋼筒或者能提供此種鋼筒功能的鋼筋形成空心或者實心的圓柱體，在此空心圓柱體內(nèi)部填充混凝土材料。墩基礎在基坑內(nèi)成型，并進行內(nèi)外回填，墩基礎下端沿周長完全埋入一個固定環(huán)， 并將沿周長內(nèi)外分布的錨桿的下端錨固在固定環(huán)上，錨桿上端從墩基礎頂部向外從頂部承臺凸出，且中間大部分不與構(gòu)成墩基礎的粘結(jié)材料連接。設備連接法蘭向下放置在墩基礎上端或者其上的承臺上端，至少一圈的錨桿的上端向上凸出并穿過設備連接法蘭上的孔洞，且螺母以及墊片緊貼著設備連接法蘭，并向下穿過錨桿上端。上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，包括柱狀支撐件，設置于基坑內(nèi)；固定環(huán)，設置于所述支撐件內(nèi)，并垂直于所述支撐件的軸線設置于靠近所述支撐件的下端面處；錨桿，沿所述固定環(huán)的周向設置多個，多個所述錨桿圍接形成至少一個同所述支撐件同軸設置的柱狀結(jié)構(gòu)，所述錨桿的一端同所述固定環(huán)連接，其另一端平行于所述支撐件的軸線穿出所述支撐件的上端面；承臺，設置于所述支撐件的上端面處，所述承臺的外徑大于所述支撐件的外徑，所述錨桿的一端穿過所述承臺的上端面并同所述承臺固定連接，其特征在于，所述承臺上設有用于放置設備連接法蘭的環(huán)狀灌漿槽，所述錨桿所圍成的至少一個柱狀結(jié)構(gòu)的端部由所述環(huán)狀灌漿槽中伸出，并同置于所述灌漿槽內(nèi)的設備連接法蘭固定連接，所述灌漿槽的槽壁上成型有灌漿倒角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述錨桿為合金鋼材質(zhì)，其外側(cè)套設有塑料套管，沿所述錨桿上部以及下部長度方向設有機械加工外螺紋，所述錨桿的下端通過螺母同所述固定環(huán)連接，所述錨桿的上端通過螺母同設備的連接法蘭固定連接，所述錨桿突出設備連接法蘭上端面的部分設有防腐塑料保護套。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述防腐塑料套管的內(nèi)徑大于所述錨桿的外徑5mm以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基坑內(nèi)所成型的基礎結(jié)構(gòu)，基礎高度同其豎向高度范圍內(nèi)水平向的平均直徑的比值(高寬比)小于3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐件為帶有波紋的鋼筒，多個所述錨桿所形成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筒內(nèi)， 所述鋼筒內(nèi)澆注有高強混凝土，所述鋼筒與所述基坑之間的空間內(nèi)澆注有低強混凝土或砂漿。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐件為帶有波紋的鋼筒，其包括內(nèi)筒體和外筒體，所述內(nèi)筒體和外筒體通過固定件固定連接，多個所述錨桿所圍成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述內(nèi)筒體和外筒體所形成的環(huán)狀空間內(nèi)，所述內(nèi)筒體澆注有原狀土，所述內(nèi)筒體與外筒體之間澆注有高強混凝土，所述外筒體同所述基坑之間的空間內(nèi)澆注有低強混凝土。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐件有多個鋼筋籠圍接而成，多個所述錨桿所圍成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筋籠內(nèi)，所述基坑同所述鋼筋籠之間及所述鋼筋籠內(nèi)澆注有高強混凝土。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐件為帶有波紋的鋼筒，所述鋼筒內(nèi)澆注有原狀土或高強混凝土，多個所述錨桿所形成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于所述鋼筒的外側(cè)，所述鋼筒同所述基坑之間澆注有高強混凝土。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個所述錨桿所形成的柱狀結(jié)構(gòu)設置于墩基礎內(nèi)部，內(nèi)部澆有高強混凝土。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于， 帶波紋的所述鋼筒通過波紋板材拼接而成或通過鋼板整體加工成型。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述墩基礎結(jié)構(gòu)呈圓柱體或臺體或著近似圓柱或臺體形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-9所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墩基礎結(jié)構(gòu)的上部開設有穿線通道，所述穿線通道穿過承臺的上端面與所述墩基礎結(jié)構(gòu)的側(cè)面。
13.根據(jù)權(quán)利要求5-9所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述承臺的中部設置一內(nèi)凹臺，所述內(nèi)凹臺設置于所述錨桿所形成的柱狀空間內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求5-9所述的后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述墩基礎承臺的周邊設有帶有斜坡的斜臺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種后張法預應力墩基礎結(jié)構(gòu)，包括柱狀支撐件、固定環(huán)、錨桿、和承臺，所述承臺上設有用于放置設備連接法蘭的環(huán)狀灌漿槽，所述錨桿所圍成的至少一個柱狀結(jié)構(gòu)的端部由所述環(huán)狀灌漿槽中伸出，并同置于所述灌漿槽內(nèi)的設備連接法蘭固定連接，底部同固定環(huán)連接固定。墩基礎結(jié)構(gòu)承臺同設備相連部分設有含倒角的灌漿槽，設備連接法蘭放置于澆筑在此槽內(nèi)的高強自密實漿料上，高強漿料能夠有效抵消施加外力，同時倒角能夠降低邊緣應力集中。
文檔編號E02D27/42GK102493476SQ201110400669
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者許瀅 申請人:南京國電南自新能源工程技術(shù)有限公司