[发明专利]一种球-锚杆-星形构件基础及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及土地基加固与基础形式，尤其涉及一种球-锚杆-星形构件基础及其施工方法。

背景技术

目前，绝大部分基础为抗压基础，即基础主要承受上部结构施加的竖向荷载且满足变形和稳定性要求，典型的包括独立基础、条形基础、筏板基础等。而抗拔基础主要有大开挖基础、掏挖扩底基础、爆扩桩基础等；无论是大开挖基础类，还是掏挖扩底基础类、爆扩桩基础类的施工均有较大难度，而且均存在着工程量大、耗时长、成本高，对环境造成较大破坏，但能够提供的抗力有限、加固效果不够理想等问题，土地基条件下上述问题更加突出，且土地基的大变形和基础的稳定性成为必须解决的关键问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种减小对土地基扰动，且提高抗压、抗拔强度，并优化荷载传递机制，同时减小土地基变形的球-锚杆-星形构件基础。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该球-锚杆-星形构件基础的施工方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种球-锚杆-星形构件基础，其特征在于：它包括一个嵌入土地基中且上表面与地面平齐的星形构件、一根或多根锚杆及与所述锚杆相配套的垫板和锚板；所述星形构件设有数个径向伸出的伸臂，其中心设有一个锚杆孔Ⅰ；所述垫板中心设有一个锚杆孔Ⅲ；所述锚杆包括杆体和数根支杆；所述杆体下部固设有一钢质圆形横板，该圆形横板上围绕所述杆体分布有用于将所述支杆与所述圆形横板铰接的铰支座；所述圆形横板之上的所述杆体周围布置有带雷管的抗水炸药，且数根所述支杆向所述杆体上端翻转捆绑在所述抗水炸药的周围；所述锚杆的底端及所述支杆均被锚固，其顶端分别穿过所述星形构件对应位置的所述锚杆孔Ⅰ，并穿过所述垫板的所述锚杆孔Ⅲ与所述锚板连接到一起。

所述土地基为淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土地基中的一种或多种。

所述星形构件上设有固定件。

所述伸臂的数量为三个及三个以上。

所述垫板上开有一注浆孔。

每个所述伸臂的外端设有一个锚杆孔Ⅱ；且所述锚杆的顶端分别穿过所述星形构件对应位置的所述锚杆孔Ⅱ，并穿过所述垫板的所述锚杆孔Ⅲ与所述锚板连接到一起。

所述星形构件的中心设有一个锚杆孔Ⅰ，且每个所述伸臂的外端设有一个锚杆孔Ⅱ；所述锚杆的顶端分别穿过所述星形构件对应位置的所述锚杆孔Ⅰ和所述锚杆孔Ⅱ，并穿过所述垫板的所述锚杆孔Ⅲ与所述锚板连接到一起。

所述圆形横板的直径小于所述钻孔孔径4~5cm，且所述圆形横板之下的所述杆体的长度与所述孔底空腔的半径相当。

所述支杆长度小于所述孔底空腔的半径。

如上所述的一种球-锚杆-星形构件基础的施工方法，包括以下步骤：

⑴平基，即将选定位置整平；

⑵对应星形构件的中心锚杆孔Ⅰ及每个伸臂外端的锚杆孔Ⅱ在土地基中打孔，且中心孔深，而每个所述伸臂外端的孔浅；

⑶将带有喷嘴的注浆管通过所述步骤⑵所得的孔置于处理所述土地基的预定深度，然后用水泥浆冲切所述土地基，同时旋转并提升所述注浆管，固结后形成水泥土圆柱体；

⑷以形成的所述水泥土圆柱体为所述星形构件支点，按设计要求开挖浇筑所述星形构件的凹坑；

⑸按设计要求沿形成的所述水泥土圆柱体的轴按下述三种情况设置钻孔；

ⅰ对应所述星形构件中心的锚杆孔Ⅰ位置钻一个孔；

ⅱ对应所述星形构件每个伸臂外端的锚杆孔Ⅱ位置钻一个孔；

ⅲ对应所述星形构件中心的锚杆孔Ⅰ和每个伸臂外端的锚杆孔Ⅱ位置均钻一个孔，且中心孔深和每个伸臂外端的孔浅；

⑹按第一次装药量50~600g，第二次装药量100~600g，第三次装药量200~600g，…，装药量逐次递增对每个所述水泥土圆柱体中的所述钻孔的孔底实施爆破，直至孔底扩成空腔；

⑺测定孔底空腔的大小，具体为：

①准备好长度大于所述钻孔深度的不同长度的测绳和长度相当于设计所述孔底空腔直径的木棍；

②将两根测绳的一端分别系在木棍两端头，并在测绳上标上尺寸标记；

③提着系着木棍的两根测绳的另一端将木棍送入所述孔底空腔内并上下提动，当木棍一端卡着所述孔底空腔壁，且两测绳上的尺寸标记一致时，木棍即处于水平位置，此时的木棍长度即为所述孔底空腔直径；

⑻按设计要求浇筑所述星形构件；

⑼于所述圆形横板之上的所述锚杆杆体周围布置装有雷管的抗水炸药，然后将数根支杆向所述杆体上端翻转捆绑在所述抗水炸药的周围；