[发明专利]一种作为临时基础的钢管-混凝土桩基及其构建方法

权利要求书

1.一种作为临时基础的钢管-混凝土桩基，其特征在于：包括孔桩(1)、钢管(2)、承台(5)和钢管柱临时墩(6)，孔桩和钢管均位于地基之中，钢管位于孔桩的下方并与其共轴线；孔桩由钢筋笼(3)和包裹钢筋笼的混凝土(4)组成，钢管的上端与钢筋笼的下端相固定，承台固定于孔桩的上端，钢管柱临时墩固定于承台上。

2.根据权利要求1所述的作为临时基础的钢管-混凝土桩基，其特征在于：所述承台(5)为钢板或钢筋混凝土结构，作为承台的钢板或钢筋混凝土结构中的钢筋与孔桩(1)中的钢筋笼(3)固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的作为临时基础的钢管-混凝土桩基，其特征在于：所述钢管柱临时墩(6)通过角钢和螺栓锚固于承台(5)上。

4.根据权利要求1或2所述的作为临时基础的钢管-混凝土桩基，其特征在于：所述钢管(2)的上端与钢筋笼(3)的下端通过焊接的方式相连接。

5.一种基于权利要求1所述的作为临时基础的钢管-混凝土桩基的构建方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).勘探土层，在所要建设临时基础的附近区域进行地质勘探，确定土层的组成、各土层的重度与层厚；

b).确定挖孔深度、钢管入土深度，以桩基承载力等于钢管部分承担的承载力与孔桩部分承担的承载力之和，计算出桩基承载力，并以桩基承载力不小于工程要求为约束条件，计算出挖孔深度和钢管入土深度；

c).标注施工位，在地面上确定需要进行基础施工的位置，并进行标注；

d).分节挖桩孔，采用分节挖土的形式，由工人在基础施工位置挖桩孔，每挖一节桩孔，就采用混凝土喷浆护壁，直至所挖桩孔深度满足深度要求；在挖桩孔过程中，如果地下水位较高，则采用边抽水边开挖的方法进行挖孔作业；

e).钢管打入，桩孔挖设完毕后，利用吊车将钢管吊至桩孔中，并调整钢管位于桩孔中央，利用打桩机将钢管打入至指定深度；

f).钢管切割，工人延挖孔护壁台阶下到桩孔底部，对钢管进行切割，使钢管上端有一部分伸入至桩孔中；

g).钢筋笼焊接，用吊车将钢筋笼沉入桩孔中，保持钢筋笼处于竖直状态，由工人下到桩孔的底部将钢筋笼与钢管的重叠部分焊接在一起；

h).浇筑混凝土，向设置有钢筋笼的桩孔中浇筑混凝土，并在浇筑的过程中进行充分振捣，钢筋笼与浇筑的混凝土就形成了孔桩；

i).修建承台，混凝土浇筑完毕后，养护28天达到设计强度后，在孔桩上部修建承台；

j).设置钢管柱临时墩，将钢管柱临时墩吊运至承台上方指定位置，采用焊接或者角钢和螺栓锚固的方式，将钢管柱临时墩固定于承台上，即实现了作为临时基础的钢管-混凝土桩基的构建。

6.根据权利要求1所述的作为临时基础的钢管-混凝土桩基的构建方法，其特征在于，步骤b)所述的确定挖孔深度、钢管入土深度通过以下步骤来实现：

b-1).钢管承载力计算，根据公式(1)计算出钢管部分承担的承载力[R_a]₁：

公式(1)中：

i＝1,2,...n；

[R_a]₁—钢管轴向受压承载力容许值，单位kN；

u—钢管横截面外圈周长，单位m；

n—钢管所在土的层数；

α_i—钢管沉桩对各土层桩侧摩阻力影响系数；

l_i—钢管所在各土层的厚度，单位m；

q_ik—钢管所在各土层与桩侧摩阻力标准值，单位kPa；

α_r—钢管沉桩对各土层桩端承载力影响系数；

A_p—钢管横截面的面积，单位m²；

q_rk—钢管下端所在土层的承载力标准值，单位kPa；

b-2).孔桩承载力计算，根据公式(2)计算出孔桩部分承担的承载力[R_a]₂：

q_r＝m₀λ[[f_α0]+k₂γ₂(h-3)] (3)

公式(2)和(3)中：

i＝1,2,...n′；

[R_a]₂—孔桩轴向受压承载力容许值，单位kN；

u′—孔桩横截面外圈周长，单位m；

n′—孔桩所在土的层数；

q′_ik—孔桩所在各土层与桩侧摩阻力标准值，单位kPa；

l′_i—孔桩所在各土层的厚度，单位m；

A′_p—孔桩横截面的面积，单位m²；

q_r—孔桩的桩端处土层的承载力容许值，单位kPa；

m₀—清底系数；

λ—修正系数；

[f_α0]—孔桩下端所在土层的承载力基本容许值，单位kPa；

k₂—地基承载力随深度的修正系数，根据孔桩下端处持力层土类选用；

γ₂—孔桩所在各土层的加权平均重度，单位kN/m².；

h—孔桩下端的埋置深度，单位m；

b-3).承载力计算，根据公式(4)计算桩基总承载力[R_a]：

b-4).承载力判断，计算步骤b-3)中获取的桩基承载力是否满足大于工程要求的约束条件，如果满足，在表面当前设定的桩孔深度、钢管入土深度满足要求，如果不满足，则增加桩孔深度和/或钢管入土深度，重复执行步骤b-1)至步骤b-4)，直至满足要求。