[实用新型]一种消除软土地基桩基负摩阻力的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于消除软土地基桩基摩阻力的装置，具体的说是指一种消除软土地基桩基负摩阻力的装置。

背景技术

软土地基分布十分广泛，工程处理费用巨大，软基沉降很难预测和控制，给工程建设带来很大的困难。常见的软土地基沉降分建设期沉降和运营期工后沉降，建设期沉降时间长，施工工期长，投资增加；工后沉降多，工程运营维护资金投入大，不利运营安全，还带来经济效益低下、社会影响不良等诸多的严重后果。如软基地段高速公路互通区、交叉道路跨线桥等，跨线桥下桩基附近常出现路面凸出现象，既影响美观，还造成行车不舒适、易出现交通事故。出现这种现象的原因主要是由于桥梁桩基的沉降量很小，软基沉降大而导致桩基产生负摩阻力，以致跨线桥下桩基附近的软土地基产生了向上的摩阻力而出现凸出现象。处理这种病害，目前通常采用两种方法处理：方法一是铲除凸出部分路面，接顺连接段路面；方法二是将全部连接段路面加铺至凸出部分高度，耗资巨大。由于软基在继续沉降，过一段时间后，桩基附近的凸出现象又会反复出现，又要采取同样的方法再次处理。又如码头软基堆场，由于软基沉降使桩基产生负摩阻力，减少了桩基的承载力，有可能发生工程事故。因此，为了减少软土地基桩基摩阻力，目前一般待软基沉降一定标准后，再施工钻孔灌注桩，但工后沉降引起桩基的负摩阻力也不能从根本上解决，而公开的中国专利号为200910130401.8的“消除挤土负效应屏障器及施工成桩工法”虽然能解决施工期内桩基的负摩阻力，但也不能解决运营期工后沉降引起桩基的负摩阻力。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种能有效消除运营期工后软土地基沉降而引起桩基负摩阻力的装置。

本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：

一种消除软土地基桩基负摩阻力的装置，包括软土地基内灌注成型的桩基和设置在桩基外的减阻器，所述的减阻器包括套装在桩基外的内筒和活动套装在内筒外的外筒；所述的内筒底部伸出外筒底部与桩基灌注一体，在内筒底部的外圆周面上还设有一圈由气囊螺栓固定的半椭圆形圆环气囊，该气囊上设有连通至外筒顶部的充气管；所述的外筒顶部设有盖板，该盖板上设有多个连通内、外筒之间的注脂孔，外筒底部设有底板，该底板的内圆周端面紧贴在内筒的外壁上，在底板的内底面上设有橡胶密封环，该橡胶密封环的内圈向上翘起并紧密抱合在内筒外壁上；所述的内、外筒之间设有多个以内筒中心为圆心作圆周均布的中件，每个中件均包括一根中件钢丝，该中件钢丝的顶端设有固定连接在盖板上的上螺栓组，中件钢丝的底端设有同时固定橡胶密封环和底板的下螺栓组，中件钢丝上设有多个沿垂直方向作等距固定的圆球。

所述的内筒、外筒和气囊螺栓的强度计算需符合如下公式：

公式一、

    

式中：

——内筒圆环截面所受的均布向外压强（）；

——桩基施工时护筒顶面至内筒圆环截面底面的高度（）；

——混凝土容重（）；

——钻孔泥浆容重（）；

——内筒圆环截面所受的拉力（）；

——内筒底面圆环截面周边任一点与水平轴的夹角（）；

——内筒底面圆环截面所受的拉应力（），式中1为单位高度（）；

——内筒圆环截面壁厚（）；

——内筒圆环截面计算半径（）；

——内筒圆环截面材料容许拉应力（）；

公式二、

式中：

——混凝土灌注至气囊竖直中心处气囊所受的压强（）；

——桩基施工时护筒顶面至气囊竖直中心的高度（）；

——混凝土容重（）；

——钻孔泥浆容重（）；

——固定气囊的个气囊螺栓所受的剪切应力（）；

——固定气囊的个气囊螺栓所受的剪切力（）；

——气囊螺栓的数量；

——气囊的半椭圆形圆环水平面有效投影面积（）；

——单个气囊螺栓的截面积（）；

——气囊螺栓的容许剪切应力（）。

公式三、

式中：