[发明专利]一种仅用于抗拔的桩基柔性连接节点及施工方法

说明书

本发明提出一种能够实现仅提供抗拔承载力与刚度，不提供抗压承载力与刚度的桩与筏板基础柔性连接的节点做法，以及研发该种节点的施工方法。该桩基柔性连接节点的桩身顶部具有二次浇筑成型的桩帽，且该桩帽的正投影面积大于桩身正投影面积，所述桩帽外围的筏板基础中预设强化作用的钢筋网；在桩帽顶部和筏板基础之间设有柔性可压缩板，所述桩身的下卧空间内设置围合桩身的护板，该护板上部与桩帽底部混凝土刚性接触，以及所述桩身侧面与护板之间设有填缝材料填充层；所述桩帽侧面与筏板基础之间设有填缝材料填充层。在枯水期，在竖向荷载的作用下，抗拔桩处于休眠状态。在丰水期，抗拔桩的作用逐渐发挥出来，保证了整体结构和局部结构不上浮。

技术领域

该发明涉及桩基筏板基础技术领域。

背景技术

近年来，由于极端天气的增加及城市建设进程的加快，城市地下水位呈不断上升趋势，抗浮稳定安全事故时有发生。在建筑结构筏板基础的抗浮设计中，经常会遇到因场地地下水位太高而仅靠结构自重无法满足抗浮稳定的情况，设计师通常采用增加结构配重、设置抗浮锚杆以及设置抗拔桩三种方案来解决抗浮稳定的设计问题。

对于抗浮等级为甲级的工程，新的《建筑工程抗浮技术标准》将抗浮稳定系数提高至1.1，结构上部和内部填筑体的抗浮力组合系数确定为0.9，对采用增加结构配重的抗浮方案而言，其经济性受到较大的影响；由于裂缝控制的要求，普通锚杆的使用范围也大大受限，导致锚杆抗浮的应用难度增加。而采用桩基抗浮由于工艺成熟，受限制条件小，安全度好，其在抗浮设计中的应用越来越多。

传统的抗浮桩与结构筏板基础的连接的做法与抗压桩相同，即桩基与筏板基础刚性连接，先施工桩基，桩顶标高比筏板基础底高出50(100)mm，钢筋露出满足规范的锚固长度，通过筏板基础混凝土的整体浇筑，将桩身内的钢筋锚固于筏板基础中，从而实现桩基01与筏板基础00的刚性连接02，也就是说，传统做法中，桩基和筏板基础之间是刚性的连接关系。这种做法一般意义上无法实现仅将桩基作为抗拔桩使用的目的。具体有以下几点：

1、当天然地基的承载能力能够满足上部结构的竖向荷载对抗压的要求时，往往希望仅设置数量不多的桩基来弥补结构重量与地下水浮力的差值，桩不承担竖向压力，仅承担向上的拉力，从而以最经济的桩数量满足抗浮稳定；当结构仅在局部部位重量较轻时，往往希望仅在均布部位设置桩基来满足该部位的局部抗浮稳定(技术矛盾一)。

2、对于仅以桩基实现抗浮的情况，如果采用常规的桩与筏板基础连接节点，由于地下水位的变化，即，在枯水期地下水位较低时，地基筏板基础处于受压状态。由于桩基的竖向刚度远大于周边土体，结构压力荷载使地基变形时，桩与筏板基础的刚性连接会使桩基优先承担绝大部分的竖向荷载，导致仅按抗浮需求设置的桩数无法满足抗压承载力的安全(技术矛盾二)。

3、对于仅局部设置抗浮桩的情况，在受压和抗浮工况下由于天然地基部分与桩基部分沉降的差异，桩与筏板基础刚性连接会引起筏板基础的受力大大增加，导致筏板基础厚度的增加和配筋的增大，增加筏板基础设计的难度(技术矛盾三)。

4、目前设计惯常采用的做法是使桩基既满足抗压承载力，又满足抗拔承载力，两者取大值，造成桩基数量的浪费(技术矛盾四)；桩基布置时会将桩集中布置在柱下等竖向荷载相对集中的区域，这样当地下水位升高时，在桩基提供的整体抗浮承载力满足的情况下，又会发生由于桩基布置的不均匀性，导致防水板局部抗浮承载力不足，变形过大，进而导致防水板开裂的问题。

发明内容

针对以上存在的众多技术矛盾和技术缺陷，需要将其全部克服，仅仅做局部的优化设计是不能实现的，需要从全局出发，提出一种能够实现仅提供抗拔承载力与刚度，不提供抗压承载力与刚度的桩与筏板基础柔性连接的节点做法，即将桩和筏板基础之间的刚性连接的弊端消除，有能够满足抗浮、抗拔需要的新型结构节点，以及研发该种节点的施工方法。