[发明专利]一种荷载基础及其设计方法

权利要求书

1.一种荷载基础，其特征在于，包括中心桩(1)、外圈桩(2)、地基臂梁(3)和地基圈梁(4)，所述中心桩(1)设置在中心位置，所述外圈桩(2)围绕中心桩(1)呈环形布置，所述地基臂梁(3)一端与中心桩(1)连接，另一端与外圈桩(2)连接，所述地基圈梁(4)的两端均与外圈桩(2)、地基臂梁(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种荷载基础，其特征在于，所述外圈桩(2)、地基臂梁(3)和地基圈梁(4)一一对应设置。

3.根据权利要求1所述的一种荷载基础，其特征在于，所述中心桩(1)的外径大于外圈桩(2)的外径。

4.根据权利要求1所述的一种荷载基础，其特征在于，所述中心桩(1)为中空结构。

5.根据权利要求4所述的一种荷载基础，其特征在于，所述中空结构在径向上的截面为正多边形结构或圆形。

6.根据权利要求1所述的一种荷载基础，其特征在于，所述外圈桩(2)为实心桩。

7.根据权利要求1所述的一种荷载基础，其特征在于，所述地基臂梁(3)的厚度自与外圈桩(2)连接一端到与中心桩(1)连接的一端呈逐渐增大的趋势。

8.根据权利要求1所述的一种荷载基础，其特征在于，所述地基圈梁(4)与外圈桩(2)、地基臂梁(3)为刚性连接。

9.根据权利要求1所述的一种荷载基础，其特征在于，所述地基圈梁(4)为弧形结构，多个地基圈梁(4)围绕中心桩(1)呈环形布置。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述荷载基础的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、根据上部结构或者根据上部设施的技术文件，确定作用在荷载基础上的荷载，所述荷载包括竖向荷载、水平剪力以及弯矩荷载；

2)、根据岩土工程勘察报告，确定岩石层埋深，确定中心桩(1)和外圈桩(2)的桩长、桩径和个数；

3)、进行试算，确定地基臂梁(3)的断面尺寸、长度、个数和平面设计，以及确定地基圈梁(4)的断面尺寸，所述试算满足达到竖向平衡、水平向平衡以及弯矩平衡：

a.竖向力平衡：桩基支撑力+竖向荷载+地基土对地基壁梁、地基圈梁支持力＝0；

b.水平向力平衡：水平剪力+岩土介质抗力＝0；

c.弯矩平衡：桩基抗拔力和桩基支撑力之力偶+弯矩＝0；

上述公式为矢量表示；

4)、计算荷载基础各个部件的承载力，并和传递到各个部件上的外力进行比较；

5)、计算荷载基础的侧向位移和竖向位移，转动角度；

6)、根据上部设施具体技术要求，调整各个工程部件的设计尺寸、参数，包括中心桩(1)、外圈桩(2)、地基臂梁(3)和地基圈梁(4)的个数和参数；

7)、根据荷载和上述步骤1)-步骤6)，对中心桩(1)、外圈桩(2)、地基臂梁(3)和地基圈梁(4)进行结构设计。