[发明专利]一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础

说明书

本发明公开了一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，包括岩土介质、设置在岩土介质上的承台，还包括若干两端敞口的空心桩，所述空心桩的底端位于岩土介质内，所述空心桩的顶端位于承台内，所述岩土介质内设置扩眼孔，所述扩眼孔与空心桩连通，且扩眼孔的内径大于空心桩的内径；所述空心桩内穿过预应力锚索，所述预应力锚索的下端连接下锚头，所述下锚头位于扩眼孔内，所述预应力锚索的上端连接上锚头，所述上锚头与承台固定连接；所述扩眼孔内充填混凝土。本发明用以解决现有技术中大型基础在软弱土中尺寸巨大、造价过高，并且在工程上的通用性有限的问题，实现降低成本、提高链接性能、提高通用性的目的。

技术领域

本发明涉及工程基础领域，具体涉及一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础。

背景技术

风电工程或者其他大型工程设施需要修建大型基础工程，这些基础往往承受巨大的压缩荷载，拨出荷载，弯矩，疲劳荷载，而且这些荷载具有循环荷载性质，并根据工程项目的性质不同会有不同的技术要求，如承载力，沉降，刚度，顶端横向位移，疲劳强度等等。这些基础工程的造价会对整个工程影响巨大，甚至是关键性的。现有技术中，不同的基础类型一般会满足一个或者两个技术要求，同时满足这些技术点，会导致难度很大或者基础的尺寸巨大，这样会导致工程造价极高。比如，目前一个大型风机重力基础在软弱土质中的工程造价会达到100～150万人民币，而一个风力发电厂会有100～200个这样的基础，因此其工程造价之高显而易见；一些目前存在的桩锚基础要么只是单一桩基础体系，要么是岩石锚杆基础的概念，或者混淆了桩和锚杆的不同受力状态、以及在基础体系中的不同功能，会导致严重工程缺陷。因此，现有技术中的大型基础在软弱土中尺寸巨大、造价过高，并在在工程上的通用性有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，以解决现有技术中大型基础在软弱土中尺寸巨大、造价过高，并且在工程上的通用性有限的问题，实现降低成本、提高链接性能、提高通用性的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，包括岩土介质、设置在岩土介质上的承台，还包括若干两端敞口的空心桩，所述空心桩的底端位于岩土介质内，所述空心桩的顶端位于承台内，所述岩土介质内设置扩眼孔，所述扩眼孔与空心桩连通，且扩眼孔的内径大于空心桩的内径；所述空心桩内穿过预应力锚索，所述预应力锚索的下端连接下锚头，所述下锚头位于扩眼孔内，所述预应力锚索的上端连接上锚头，所述上锚头与承台固定连接；所述扩眼孔内充填混凝土。

针对现有技术中大型基础在软弱土中尺寸巨大、造价过高，并且在工程上的通用性有限的问题，本发明提出一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，承台设置在岩土介质上，优选为钢筋混凝土承台，若干空心桩作为桩基分布在承台内，空心桩的底端位于岩土介质内，所述空心桩的顶端位于承台内，岩土介质内设置扩眼孔，所述扩眼孔与空心桩连通，且扩眼孔的内径大于空心桩的内径，空心桩内穿过预应力锚索，所述预应力锚索的下端连接下锚头，所述下锚头位于扩眼孔内，所述预应力锚索的上端连接上锚头，所述上锚头与承台固定连接。扩眼孔内充填的混凝土通过注浆方式注入其中，如直接从空心桩内部向扩眼孔中注入即可，注浆优选高强度水泥浆，以确保混凝土的强度，由于混凝土的充填，下锚头被混凝土所充分包覆，从而将基础牢固锚固在岩土介质内。通过内径大于空心桩的扩眼孔，极大提高了预应力锚索的抗拔能力。通过空心桩，将荷载有效传递到岩土介质内部深处，有效降低了基础对承台底部岩土介质承载力的要求，在空心桩强度足够时，可以完全由桩基进行支撑，使得对承台底部岩土介质承载力的要求接近于零，极大解决了软弱土质中基础设置尺寸巨大的难题。此外，由于扩眼孔的内径大于空心桩的内径，因此施工过程中在空心桩底部会进行扩底注浆，进一步提高了桩基的承载力。此外本发明由于整个结构深入岩土介质内部，对于沉降、刚度、顶端横向位移等技术要求都极易满足，相较于现有技术中单一桩基础体系而言，通用性有极大的提高。本发明适用于各种埋深的岩土介质、各种荷载和各种基建项目，尤其适合于软弱土层下有硬层基岩、承受大弯矩下循环荷载下的基础工程。本方案中的混凝土也可用高强水泥砂浆充填。