專利名稱：擴展墩結(jié)構(gòu)和形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，特別是涉及一種擴展墩結(jié)構(gòu)和形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
普通混凝土墩基中，混凝土需承受壓力負荷，其所包含的加強筋(鋼筋)需承受張力負荷。通常使用錨桿/錨栓只是為了將支撐結(jié)構(gòu)連接到基礎(chǔ)上。錨栓通常放置在加強筋 (鋼筋)矩陣或套筒中，并且在每個錨栓的頂部和底部分別安裝可移動的模板和單獨的錨板，防止錨栓被拉出。整個模塊為混凝土澆筑而成。傳統(tǒng)基礎(chǔ)通常通過自重抵抗傾覆力移動。此外，當墩基承受其支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負荷時，墩基承受的張力及壓力負荷不斷變化；在錨栓錨板交接處，根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)上不同作用力，混凝土交錯承受壓力負荷或張力負荷。由支撐結(jié)構(gòu)傾覆力矩產(chǎn)生的張力負荷，通過錨栓作用于墩基頂部附近，并且保證作用點下方的大部分基礎(chǔ)承受張力。一般來說，大型基礎(chǔ)需要消耗大量鋼筋以及大量混凝土包住鋼筋。而且需要大量勞力組裝鋼筋矩陣，向基礎(chǔ)內(nèi)填充混凝土及固定錨栓。一般柱基還要求使用大型鉆孔機開挖孔洞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各實施例提供擴展墩結(jié)構(gòu)和形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法，能夠以簡單結(jié)構(gòu)實現(xiàn)有效支撐。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種擴展墩結(jié)構(gòu)，其設置在基坑中，其包括主體結(jié)構(gòu)，其包括從基坑底部上凸的擴展臺；上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的上錨桿，每個上錨桿套有保護套并分別以下端在安裝于所述擴展臺的固定環(huán)上沿周向分布緊固；下籠結(jié)構(gòu)，圍繞并至少部分地低于所述上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的下錨桿，每個下錨桿套有保護套并以下端緊固到基坑底部或所述主體結(jié)構(gòu)且通過至少一個籠間連接件連接到對應上錨桿；主體結(jié)構(gòu)，其設置在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和所述上、下錨桿或所述籠間連接件之間以將所述上、下籠結(jié)構(gòu)緊固在基坑中，所述主體結(jié)構(gòu)的頂部設置具有增強部分的承臺，所述上錨桿固定到所述承臺而且以上端穿出所述增強部分；設備連接結(jié)構(gòu)，其安裝在所述增強部分上。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述的擴展墩結(jié)構(gòu)，進一步包括以下中的至少一種上內(nèi)支撐筒，其處于所述上籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并具有波紋壁；上外支撐筒，其處于所述上籠結(jié)構(gòu)與基坑側(cè)壁之間，并具有波紋壁；下內(nèi)支撐筒，其處于所述下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并具有波紋壁；
下外支撐筒，其處于所述下籠結(jié)構(gòu)與基坑側(cè)壁之間，并具有波紋壁。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述下錨桿與對應籠間連接件集成為折線形的擴展增強筋；禾口/ 或所述下錨件的下端連接到所述下內(nèi)支撐筒和/或下外支撐筒；和/ 或至少一個籠間連接件連接到所述上內(nèi)支撐筒、上外支撐筒、下內(nèi)支撐筒、下外支撐筒中的至少一種。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述的擴展墩結(jié)構(gòu)進一步包括固定連接件，其連接在所述上內(nèi)支撐筒、上外支撐筒、下內(nèi)支撐筒、下外支撐筒、上籠結(jié)構(gòu)、下籠結(jié)構(gòu)中的至少兩種之間，和/或連接在所述上錨桿、下錨桿、籠間連接件中的至少兩種之間，和/或連接在相鄰的上錨桿之間，和/或連接在相鄰的下錨桿之間，和/或連接在相鄰的籠間連接件之間。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述上錨桿以其上端穿出所述設備連接結(jié)構(gòu)外并以預拉應力固定在所述固定環(huán)與所述設備連接結(jié)構(gòu)之間；和/ 或所述主體結(jié)構(gòu)包括在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之間的籠間部分，所述下錨桿以預拉應力固定在基坑底部與所述籠間部分之間。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述保護套的內(nèi)徑比所述上錨桿和/或下錨桿的外徑大5mm以上；和/或每個上錨桿的上端套有保護帽；和/或每個下錨桿的保護套是全封閉保護套；和/或所述上錨桿的下端通過機加工螺紋連接到所述固定環(huán)；和/或所述上錨桿的上部分或上端通過機加工螺紋連接到所述承臺；和/或所述上錨桿的上端通過機加工螺紋連接到所述設備連接結(jié)構(gòu)；和/或所述承臺中包括鋼筋；和/或所述承臺具有沿徑向向外下斜的斜面和/或?qū)Р?。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述增強部分設置在所述承臺上的環(huán)形槽中。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述環(huán)形槽的槽壁上具有倒角。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，多個所述上籠結(jié)構(gòu)相互套置，多個所述固定環(huán)相互套置，每個上籠結(jié)構(gòu)的多個上錨桿以其下端在單一的固定環(huán)上沿周向分布緊固；禾P/或多個所述下籠結(jié)構(gòu)相互套置，每個下籠結(jié)構(gòu)的多個下錨桿以其下端沿單一的圓軌跡沿周向分布緊固。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法，包括形成從基坑底部上凸的擴展臺；將多個上錨桿分別以下端在所述擴展臺上的固定環(huán)上沿周向分布緊固并相互平行以形成上籠結(jié)構(gòu)和將多個下錨桿以下端緊固到基坑底部且相互平行以形成圍繞并至少部分地低于所述上籠結(jié)構(gòu)的下籠結(jié)構(gòu)，將每個上錨桿和對應下錨桿通過至少一個籠間連接件相連；將一種或多種填料填充到所述上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和所述上、 下錨桿或所述籠間連接件之間以將所述上、下籠結(jié)構(gòu)緊固在基坑中，以形成主體結(jié)構(gòu)；在所述主體結(jié)構(gòu)的頂部形成具有增強部分的承臺，將所述上錨桿固定到所述承臺而且以上端穿出所述增強部分；將設備連接結(jié)構(gòu)安裝在所述增強部分上。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述形成擴展臺包括將下內(nèi)支撐筒設置到所述基坑中，使所述擴展臺被限制在所述下內(nèi)支撐筒內(nèi)；所述形成下籠結(jié)構(gòu)包括將下外支撐筒圍繞所述下內(nèi)支撐筒設置，使所述下錨桿在所述下外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間豎直延伸。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述形成擴展臺包括將上內(nèi)支撐筒設置在所述擴展臺上，使從所述擴展臺的上表面的中央部分上凸的頂臺被限制在所述上內(nèi)支撐筒內(nèi)；所述形成上籠結(jié)構(gòu)包括將上外支撐筒圍繞所述上內(nèi)支撐筒設置，使所述上錨桿在所述上外支撐筒與所述上內(nèi)支撐筒之間豎直延伸。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，在所述填充之前或之后和/或在所述填充過程中以預拉應力將所述上錨桿固定在所述擴展臺上的固定環(huán)與所述承臺之間，優(yōu)選地固定在所述固定環(huán)與所述增強部分之間，更優(yōu)選地固定在所述固定環(huán)與所述設備連接結(jié)構(gòu)之間；和/ 或以預拉應力將所述下錨桿固定在基坑底部與籠間部分之間，其中所述籠間部分是連接在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之間且包括所述籠間連接件的所述主體結(jié)構(gòu)的一部分；且優(yōu)選地以預拉應力將所述下錨桿固定在基坑底部與所述籠間連接件之間。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述填料包括可固化填料，例如為混凝土，所述填充包括將所述可固化填料填充到所述下外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上外支撐筒與所述上內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上籠結(jié)構(gòu)與所述下籠結(jié)構(gòu)之間，以在固化后形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分；和 / 或所述填料包括天然或原狀土，所述填充包括將所述天然或原狀土填充到所述下內(nèi)支撐筒內(nèi)和/或所述上內(nèi)支撐筒內(nèi)，以形成所述擴展臺的一部分；或者填充到所述下內(nèi)支撐筒的外壁與基坑的內(nèi)壁之間和/或填充到所述上內(nèi)支撐筒的外壁與基坑的內(nèi)壁之間， 以形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分。通過本發(fā)明的各實施例提供的擴展墩結(jié)構(gòu)和形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法，能夠以簡單結(jié)構(gòu)實現(xiàn)有效支撐。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖進行論述，顯然，在結(jié)合附圖進行描述的技術(shù)方案僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的擴展墩結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的擴展墩結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法的流程示意圖。在附圖中的各部件/部分通過以下附圖標記表示1、承臺斜面2、承臺3、增強部分4、鋼筋5、原狀土結(jié)構(gòu)6、低強混凝土或砂漿結(jié)構(gòu)7、固定環(huán)8、下外支撐筒9、下內(nèi)支撐筒10、上保護套11、上錨桿12、螺母13、墊片14、半螺母15、高強混凝土結(jié)構(gòu)16、固定箍筋17、混凝土找平面18、穿線管19、固定連接件20、設備連接法蘭21、保護帽23、底法蘭24、下錨桿25、籠間連接件
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中所述的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不需要創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都在本發(fā)明所保護的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種擴展墩結(jié)構(gòu)，其設置在基坑中，其包括主體結(jié)構(gòu)，其包括從基坑底部上凸的擴展臺；上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的上錨桿，每個上錨桿套有保護套并分別以下端在安裝于所述擴展臺的固定環(huán)上沿周向分布緊固；下籠結(jié)構(gòu)，圍繞并至少部分地低于所述上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的下錨桿，每個下錨桿套有保護套并以下端緊固到基坑底部或所述主體結(jié)構(gòu)且通過至少一個籠間連接件連接到對應上錨桿；主體結(jié)構(gòu)，其設置在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和所述上、下錨桿或所述籠間連接件之間以將所述上、下籠結(jié)構(gòu)緊固在基坑中，所述主體結(jié)構(gòu)的頂部設置具有增強部分的承臺，所述上錨桿固定到所述承臺而且以上端穿出所述增強部分；設備連接結(jié)構(gòu)，其安裝在所述增強部分上。這樣，主體結(jié)構(gòu)安置在基坑中并且將上、下籠結(jié)構(gòu)包含緊固于其中，多個上錨桿沿軸向(上下方向)延伸而形成增強的上籠結(jié)構(gòu)起到輔助支撐的作用，且多個下錨桿沿軸向 (上下方向)延伸而形成增強的下籠結(jié)構(gòu)起到輔助支撐的作用，下籠結(jié)構(gòu)圍繞上籠結(jié)構(gòu)并至少部分地在上籠結(jié)構(gòu)之下，從而在上籠結(jié)構(gòu)的下方形成沿徑向向外延伸的擴展增強結(jié)構(gòu) (在圖1中顯示為盤形擴展部分)，從而與主體結(jié)構(gòu)一起支撐通過設備連接機構(gòu)安置在承臺上的設備或結(jié)構(gòu)。應理解，主體結(jié)構(gòu)可通過可固化材料(例如混凝土 )形成，其在流體狀態(tài)下填充在整個基坑中而將基坑中的各組成部分(例如，固定環(huán)和上、下籠結(jié)構(gòu))包圍，并在凝固之后將基坑中的各組成部分固定到一起而形成一個實體的整體結(jié)構(gòu)(即，所述的擴展墩結(jié)構(gòu))。利用籠間連接件可將徑向內(nèi)側(cè)的上籠結(jié)構(gòu)與徑向外側(cè)的下籠結(jié)構(gòu)連接為整體，從而在上、下籠結(jié)構(gòu)之間形成盤形擴展部分，使得在上籠結(jié)構(gòu)上方承受的載荷能夠通過盤形擴展部分擴展分散到下籠結(jié)構(gòu)，從而使下籠結(jié)構(gòu)起到輔助支撐作用，使得所述擴展墩結(jié)構(gòu)能夠承受較高傾覆力。設置上、下保護套以保護上、下錨桿免受主體結(jié)構(gòu)材料(例如混凝土 )的腐蝕。設備連接結(jié)構(gòu)(例如設備連接法蘭)被安裝在主體結(jié)構(gòu)的增強部分上，以防止由于所支撐設備的重力而導致主體結(jié)構(gòu)變形甚至破壞而受損，也就是說，專門設置的增強部分具有比主體結(jié)構(gòu)其它部分更高的耐壓強度。在一個實施例中，所述增強結(jié)構(gòu)是通過高強度密實漿料凝固而成的實體結(jié)構(gòu)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的擴展墩結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖1所示的實施例中，擴展墩結(jié)構(gòu)包括主體結(jié)構(gòu)，其包括從基坑底部上凸的擴展臺；上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的上錨桿11，每個上錨桿11套有保護套10并分別以下端在安裝于所述擴展臺的固定環(huán)7上沿周向分布緊固；下籠結(jié)構(gòu)，圍繞并至少部分地低于所述上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的下錨桿24，每個下錨桿M套有保護套并以下端緊固到基坑底部或所述主體結(jié)構(gòu)且通過至少一個籠間連接件25連接到對應上錨桿11;主體結(jié)構(gòu)，其設置在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和所述上、下錨桿11J4或所述籠間連接件25之間以將所述上、下籠結(jié)構(gòu)緊固在基坑中，所述主體結(jié)構(gòu)的頂部設置具有增強部分3的承臺2，所述上錨桿11固定到所述承臺2而且以上端穿出所述增強部分3 ；設備連接結(jié)構(gòu)(例如設備連接法蘭20)，其安裝在所述增強部分3上。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述的擴展墩結(jié)構(gòu)，進一步包括以下中的至少一種上內(nèi)支撐筒，其處于所述上籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并具有波紋壁；上外支撐筒，其處于所述上籠結(jié)構(gòu)與基坑側(cè)壁之間，并具有波紋壁；下內(nèi)支撐筒，其處于所述下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并具有波紋壁；下外支撐筒，其處于所述下籠結(jié)構(gòu)與基坑側(cè)壁之間，并具有波紋壁。這樣，通過進一步設置上下內(nèi)外支撐筒中的至少一種，可與上、下籠結(jié)構(gòu)以及主體結(jié)構(gòu)一起共同起到支撐作用。在圖1所示的實施例中，所述擴展墩結(jié)構(gòu)包括上內(nèi)支撐筒，上外支撐筒，下內(nèi)支撐筒9，下外支撐筒8?；\間連接件25可為一組在大致相同水平面上沿徑向延伸的籠間連接件25，用以連接在相應的上錨桿和/或上外支撐筒與下錨桿和/或下內(nèi)支撐筒之間。不過，根據(jù)需要籠間連接件也可包括沿豎直方向分開的多組(在圖1中顯示為三組)籠間連接件，以更好地實現(xiàn)連接增強作用。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述下錨桿與對應籠間連接件集成為折線形的擴展增強筋(例如，如圖2中所示)。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述下錨件的下端連接到所述下內(nèi)支撐筒和/ 或下外支撐筒。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，至少一個籠間連接件連接到所述上內(nèi)支撐筒、上外支撐筒、下內(nèi)支撐筒、下外支撐筒中的至少一種。由此能夠使上、下籠結(jié)構(gòu)之間形成穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。在圖2所示的實施例中，籠間連接件25連接到上內(nèi)支撐筒并連接到下外支撐筒。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述的擴展墩結(jié)構(gòu)進一步包括固定連接件，其連接在所述上內(nèi)支撐筒、上外支撐筒、下內(nèi)支撐筒、下外支撐筒、上籠結(jié)構(gòu)、下籠結(jié)構(gòu)中的至少兩種之間，和/或連接在所述上錨桿、下錨桿、籠間連接件中的至少兩種之間，和/或連接在相鄰的上錨桿之間，和/或連接在相鄰的下錨桿之間，和/或連接在相鄰的籠間連接件之間。由此，在相鄰組成部分之間設置固定連接件，可在整體上構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，更有利于實現(xiàn)支撐作用。在一個實施例中，在上內(nèi)支撐筒與上外支撐筒之間提供剛性的固定連接件，以實現(xiàn)剛性連接。在一個實施例中，在下內(nèi)支撐筒與下外支撐筒之間提供剛性的固定連接件，以實現(xiàn)剛性連接。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述上錨桿以其上端穿出所述設備連接結(jié)構(gòu)外并以預拉應力固定在所述固定環(huán)與所述設備連接結(jié)構(gòu)之間。在這種情況下，上錨桿在沿其長度方向(即上下方向)的預拉應力作用下安裝固定，因而上錨桿在受到所支撐設備的重
10壓時具有更強的耐壓性。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述主體結(jié)構(gòu)包括在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之間的籠間部分，所述下錨桿以預拉應力固定在基坑底部與所述籠間部分之間。在這種情況下，下錨桿在沿其長度方向(即上下方向)的預拉應力作用下安裝固定，因而下錨桿在受到所支撐設備的重壓時具有更強的耐壓性。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述保護套的內(nèi)徑比所述上錨桿和/或下錨桿的外徑大5mm以上。這樣，能夠使上、下錨桿(特別是長8米以上的錨桿)更易于安裝到各自的上、下保護套中。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，每個上錨桿的上端套有保護帽(例如，如各圖中的部件21所示)。保護帽可保護上錨桿上端免受侵蝕，從而消除或降低上錨桿被腐蝕而破壞的可能性。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，每個下錨桿的保護套是全封閉保護套。由于下錨桿會被封閉緊固在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，因而采用全封閉保護套可以保護下錨桿免受主體結(jié)構(gòu)材料 (例如混凝土)的腐蝕。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述上錨桿的下端通過機加工螺紋連接到所述固定環(huán)。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述上錨桿的上部分或上端通過機加工螺紋連接到所述承臺。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述上錨桿的上端通過機加工螺紋連接到所述設備連接結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，所述上錨桿可利用機加工的連續(xù)型圓弧螺紋實現(xiàn)連接，這可有效降低應力集中。進一步地，可通過具有機加工螺紋(例如非軋制螺紋)的螺栓和螺母(例如，如各圖中的部件12或14所示)的配合進行連接，以提高在低頻往復振動荷載下的防松性能。優(yōu)選地還可使用墊片(例如，如各圖中的部件13所示)。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述承臺中包括鋼筋(例如，如各圖中的部件4 所示)。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述承臺具有沿徑向向外下斜的斜面(例如，如各圖中的部件1所示)和/或?qū)Р?。這樣，能夠及時引導水或其它異物沿斜面或?qū)Р巯蛲鈴某信_邊緣離開，以避免由于承臺積水或積聚異物而加重所述柱體支撐墩的載荷，而且可降低水或異物侵入主體結(jié)構(gòu)中造成侵蝕破壞的可能性。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述增強部分設置在所述承臺上的環(huán)形槽中。應理解，增強部分可通過可固化材料(例如高強混凝土)形成，其在流體狀態(tài)下填充在環(huán)形槽中并凝固成型而形成實體結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，設備連接部分(例如設備連接法蘭)安置于此環(huán)形槽內(nèi)并作于高強自密實漿料上。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述環(huán)形槽的槽壁上具有倒角。應理解，在通過將可固化材料(例如高強混凝土)澆注到環(huán)形槽中形成增強部分時，這種倒角結(jié)構(gòu)能夠降低邊緣應力集中。在一個實施例中，所述上錨桿的上端從所述環(huán)形槽中伸出，并與安置于環(huán)形槽內(nèi)的設備連接法蘭固定連接。
較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，多個所述上籠結(jié)構(gòu)相互套置，多個所述固定環(huán)相互套置，每個上籠結(jié)構(gòu)的多個上錨桿以其下端在單一的固定環(huán)上沿周向分布緊固。這樣，可按照相互套置的方式(例如同心圓方式)設置多個上籠結(jié)構(gòu)以及相應的固定環(huán)，從而進一步增強支撐功能。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，多個所述下籠結(jié)構(gòu)相互套置，每個下籠結(jié)構(gòu)的多個下錨桿以其下端沿單一的圓軌跡沿周向分布緊固。這樣，可按照相互套置的方式(例如同心圓方式)設置多個下籠結(jié)構(gòu)，從而進一步增強支撐功能。在一個實施例中，在主體結(jié)構(gòu)上設置有穿線管(例如，如各圖中的部件18所示)， 穿線管可將承臺上表面與主體結(jié)構(gòu)側(cè)面連通。在一個實施例中，采用內(nèi)支撐筒(上內(nèi)支撐筒和/或下內(nèi)支撐筒)。在這種情況下，在內(nèi)支撐筒內(nèi)填充原狀土以形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分(例如在圖1中所示的原狀土結(jié)構(gòu)5)，而在內(nèi)支撐筒外壁與基坑內(nèi)壁之間的環(huán)形空間中填充高強混凝土以將籠結(jié)構(gòu)(上籠結(jié)構(gòu)和/或下籠結(jié)構(gòu))固定其中而形成所述主體結(jié)構(gòu)的另一部分(例如在圖1中所示的高強混凝土結(jié)構(gòu)15)。在另一實施例中，采用內(nèi)支撐筒(上內(nèi)支撐筒和/或下內(nèi)支撐筒)和外支撐筒(上外支撐筒和/或下外支撐筒)。在這種情況下(例如在如圖1所示的實施例中)，在內(nèi)支撐筒內(nèi)填充原狀土以形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分(例如，如圖1中所示的原狀土結(jié)構(gòu)5)，而在內(nèi)支撐筒與外支撐筒之間的環(huán)形空間中填充高強混凝土以將籠結(jié)構(gòu)(上籠結(jié)構(gòu)和/或下籠結(jié)構(gòu))固定其中而形成所述主體結(jié)構(gòu)的另一部分(例如，如圖1中所示的高強混凝土結(jié)構(gòu) 15)，而在外支撐筒外壁與基坑內(nèi)壁之間的環(huán)形空間中填充混凝土(例如低強混凝土)或砂漿或回填土以形成所述主體結(jié)構(gòu)的又一部分(例如，如圖1中所示的低強混凝土或砂漿結(jié)構(gòu)6)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法，包括形成從基坑底部上凸的擴展臺；將多個上錨桿分別以下端在所述擴展臺上的固定環(huán)上沿周向分布緊固并相互平行以形成上籠結(jié)構(gòu)和將多個下錨桿以下端緊固到基坑底部且相互平行以形成圍繞并至少部分地低于所述上籠結(jié)構(gòu)的下籠結(jié)構(gòu)，將每個上錨桿和對應下錨桿通過至少一個籠間連接件相連；將一種或多種填料填充到所述上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和所述上、 下錨桿或所述籠間連接件之間以將所述上、下籠結(jié)構(gòu)緊固在基坑中，以形成主體結(jié)構(gòu)；在所述主體結(jié)構(gòu)的頂部形成具有增強部分的承臺，將所述上錨桿固定到所述承臺而且以上端穿出所述增強部分；將設備連接結(jié)構(gòu)安裝在所述增強部分上。這樣，在基坑中形成以上、下籠結(jié)構(gòu)加強支撐的擴展墩結(jié)構(gòu)，不僅可利用處于徑向內(nèi)側(cè)的上籠結(jié)構(gòu)支撐載荷，還可利用沿徑向向外擴展的處于徑向外側(cè)的下籠結(jié)構(gòu)支撐載荷，從而能夠更加有效地實現(xiàn)重載支撐。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述形成擴展臺包括將下內(nèi)支撐筒設置到所述基坑中，使所述擴展臺被限制在所述下內(nèi)支撐筒內(nèi)；
所述形成下籠結(jié)構(gòu)包括將下外支撐筒圍繞所述下內(nèi)支撐筒設置，使所述下錨桿在所述下外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間豎直延伸。這樣，可先在基坑下部設置套置的下內(nèi)支撐筒和下外支撐筒(二者例如可同心設置)，以下內(nèi)支撐筒限定擴展臺的輪廓，并使各下錨桿安裝在下內(nèi)支撐筒與下外支撐筒之間的環(huán)形區(qū)域中而形成下籠結(jié)構(gòu)。由此，下籠結(jié)構(gòu)(及相應的下內(nèi)支撐筒和下外支撐筒)圍繞擴展臺設置，并因而圍繞被設置在擴展臺上的上籠結(jié)構(gòu)。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述形成擴展臺包括將上內(nèi)支撐筒設置在所述擴展臺上，使從所述擴展臺的上表面的中央部分上凸的頂臺被限制在所述上內(nèi)支撐筒內(nèi)；所述形成上籠結(jié)構(gòu)包括將上外支撐筒圍繞所述上內(nèi)支撐筒設置，使所述上錨桿在所述上外支撐筒與所述上內(nèi)支撐筒之間豎直延伸。這樣，可先在基坑上部的擴展臺上設置套置的下內(nèi)支撐筒和下外支撐筒(二者例如可同心設置)，以下內(nèi)支撐筒限定擴展臺中央上凸的頂臺的輪廓，并使各上錨桿安裝在上內(nèi)支撐筒與上外支撐筒之間的環(huán)形區(qū)域中而形成上籠結(jié)構(gòu)。由此，設置在擴展臺上的上籠結(jié)構(gòu)(及相應的上內(nèi)支撐筒和下內(nèi)支撐筒)均處于下籠結(jié)構(gòu)(及相應的下內(nèi)支撐筒和下外支撐筒)內(nèi)的區(qū)域中。其中，擴展臺的頂臺可延伸到或用于形成所述主體結(jié)構(gòu)的承臺。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，在所述填充之前或之后和/或在所述填充過程中以預拉應力將所述上錨桿固定在所述擴展臺上的固定環(huán)與所述承臺之間，優(yōu)選地固定在所述固定環(huán)與所述增強部分之間，更優(yōu)選地固定在所述固定環(huán)與所述設備連接結(jié)構(gòu)之間。這樣，以預拉應力安裝固定的上錨桿(以及整個上籠結(jié)構(gòu))可承受更大的壓力載荷。上錨桿的上端可穿出到承臺(例如增強部分)之外，以利于連接到外部施力設備以施加預拉應力。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，在所述填充之前或之后和/或在所述填充過程中以預拉應力將所述下錨桿固定在基坑底部與籠間部分之間，其中所述籠間部分是連接在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之間且包括所述籠間連接件的所述主體結(jié)構(gòu)的一部分；且優(yōu)選地以預拉應力將所述下錨桿固定在基坑底部與所述籠間連接件之間。這樣，以預拉應力安裝固定的下錨桿(以及整個下籠結(jié)構(gòu))可承受更大的壓力載荷。下錨桿的上端可穿出到適合高度(例如，高于擴展臺或者，穿出下內(nèi)支撐筒和/或下外支撐筒之外)，以利于在安裝過程中連接到外部施力設備以施加預拉應力。在這種情況下，下錨桿的上端在所述擴展墩結(jié)構(gòu)最終形成后被封裝其中而不可見，因而下錨桿上承載的預拉應力也是不可調(diào)的。與此不同的是，上錨桿的上端在所述擴展墩結(jié)構(gòu)最終形成后可在承臺上露出，因而上錨桿上承載的預拉應力是可調(diào)的，可在需要時調(diào)節(jié)，例如通過螺紋結(jié)構(gòu)(例如螺母)調(diào)節(jié)。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述填料包括可固化填料，例如為混凝土，所述填充包括將所述可固化填料填充到所述下外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上外支撐筒與所述上內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上籠結(jié)構(gòu)與所述下籠結(jié)構(gòu)之間，以在固化后形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分。在這種情況下，可固化填料在固化之前可為流態(tài)，并在流動填充之后預定時間固化而形成主體結(jié)構(gòu)的各組成部分。根據(jù)需要，可采用不同強度的混凝土，例如通用標號的高強混凝土或低強混凝土，也可使用非混凝土類的其它可固化建筑砂漿材料。應理解，在采用可固化填料時，對上錨桿或下錨桿施加預拉應力的操作可在填料固化之前任意所需時刻進行，因為填料在處于流態(tài)時尚未將上錨桿或下錨桿緊固就位。較佳地，在本發(fā)明的各實施例中，所述填料包括天然或原狀土，所述填充包括將所述天然或原狀土填充到所述下內(nèi)支撐筒內(nèi)和/或所述上內(nèi)支撐筒內(nèi)，以形成所述擴展臺的一部分；或者填充到所述下內(nèi)支撐筒的外壁與基坑的內(nèi)壁之間和/或填充到所述上內(nèi)支撐筒的外壁與基坑的內(nèi)壁之間，以形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分。在這種情況下，作為填料的天然土或原狀土在填充之后可密化壓實而形成主體結(jié)構(gòu)的組成部分。在一個實施例中，可采用挖掘基坑得到的原土作為填料回填。應理解，所述擴展臺可在空基坑中通過將填料填充在下內(nèi)支撐筒內(nèi)形成，也可在挖掘基坑時全部或部分地形成。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法的流程示意圖。在圖3所示的實施例中，形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法包括301 在基坑中形成由下內(nèi)支撐筒限制于其中的上凸的擴展臺。302 圍繞所述下內(nèi)支撐筒設置下外支撐筒。303 形成并固定下籠結(jié)構(gòu)使各下錨桿在下外支撐筒與下內(nèi)支撐筒之間豎直延伸并分別以下端固定到基坑底部而形成下籠結(jié)構(gòu)，并在下外支撐筒與下內(nèi)支撐筒之間澆注高強混凝土(在此過程中，下錨桿可具有或不具有預拉應力)直至固化而形成主體結(jié)構(gòu)的組成部分；下錨桿在需要承受預拉應力的情況下可在上端穿出下內(nèi)支撐筒和下外支撐筒之外以利于施加預拉應力。304 在擴展臺上設置上內(nèi)支撐筒和圍繞上內(nèi)支撐筒的上外支撐筒。305 形成并固定上籠結(jié)構(gòu)使各上錨桿在上外支撐筒與上內(nèi)支撐筒之間豎直延伸并分別以下端固定到擴展臺上安裝的固定環(huán)上而形成上籠結(jié)構(gòu)，并在上外支撐筒與上內(nèi)支撐筒之間澆注高強混凝土(在此過程中上錨桿可具有預拉應力)直至固化而形成主體結(jié)構(gòu)的組成部分；其中上錨桿的上端穿出上內(nèi)支撐筒和上外支撐筒之外以利于施加預拉應力，并在混凝土固化之后處于主體結(jié)構(gòu)的承臺之外(例如可適于調(diào)節(jié)上錨桿中的應力狀態(tài))。306 通過一組或多組籠間連接件連接在相應的上錨件與下錨件之間(或連接在上錨件與下內(nèi)支撐筒之間，或連接在下錨件與上外支撐筒之間)。307 形成并固定籠間部分將高強混凝土填充到所述上外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間直至固化而形成主體結(jié)構(gòu)的組成部分。308 完成主體結(jié)構(gòu)，從而形成所述擴展墩結(jié)構(gòu)。通過本發(fā)明的各實施例提供的擴展墩結(jié)構(gòu)，能夠以簡單結(jié)構(gòu)實現(xiàn)有效支撐。另外， 通過本發(fā)明各實施例提供的擴展墩結(jié)構(gòu)，還可減少墩基疲勞，提高連接安全性，同時提高抵抗外部荷載的能力。根據(jù)本發(fā)明的各實施例的擴展墩結(jié)構(gòu)，可以現(xiàn)場澆筑重型基礎(chǔ)，或者預制重型基礎(chǔ)再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，而無需使用大型鉆探裝置或打樁機，尤其適用于地下水較高與/或基礎(chǔ)安置深度較小的位置。根據(jù)本發(fā)明的各實施例的擴展墩，能夠承受高強度傾覆負荷，并且交替承受局部壓力及張力負荷的基礎(chǔ)混凝土不會對此產(chǎn)生影響。應理解，本發(fā)明提供的實施例可適用于為電力線、通信系統(tǒng)、街道照明及信號、橋墩、風輪機、商業(yè)標識、高速公路標識、滑雪纜車等提供支撐的高型、重型與/或大型塔支柱，特別是可支撐承受較高傾覆力的風力渦輪機。本發(fā)明提供的各種實施例可根據(jù)需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術(shù)方案，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。顯然，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型。這樣，如果對本發(fā)明的這些改的和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同方案的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也將包含這些改動和變型。
權(quán)利要求
1.一種擴展墩結(jié)構(gòu)，其設置在基坑中，其特征在于，包括 主體結(jié)構(gòu)，其包括從基坑底部上凸的擴展臺；上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的上錨桿，每個上錨桿套有保護套并分別以下端在安裝于所述擴展臺的固定環(huán)上沿周向分布緊固；下籠結(jié)構(gòu)，圍繞并至少部分地低于所述上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行的下錨桿，每個下錨桿套有保護套并以下端緊固到基坑底部或所述主體結(jié)構(gòu)且通過至少一個籠間連接件連接到對應上錨桿；主體結(jié)構(gòu)，其設置在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和所述上、下錨桿或所述籠間連接件之間以將所述上、下籠結(jié)構(gòu)緊固在基坑中，所述主體結(jié)構(gòu)的頂部設置具有增強部分的承臺，所述上錨桿固定到所述承臺而且以上端穿出所述增強部分； 設備連接結(jié)構(gòu)，其安裝在所述增強部分上。
2.如權(quán)利要求1所述的擴展墩結(jié)構(gòu)，其特征在于，進一步包括以下中的至少一種 上內(nèi)支撐筒，其處于所述上籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并具有波紋壁；上外支撐筒，其處于所述上籠結(jié)構(gòu)與基坑側(cè)壁之間，并具有波紋壁； 下內(nèi)支撐筒，其處于所述下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并具有波紋壁； 下外支撐筒，其處于所述下籠結(jié)構(gòu)與基坑側(cè)壁之間，并具有波紋壁； 至少一個籠間連接件，其連接到所述上內(nèi)支撐筒、上外支撐筒、下內(nèi)支撐筒、下外支撐筒中的至少一種；固定連接件，其連接在所述上內(nèi)支撐筒、上外支撐筒、下內(nèi)支撐筒、下外支撐筒、上籠結(jié)構(gòu)、下籠結(jié)構(gòu)中的至少兩種之間，和/或連接在所述上錨桿、下錨桿、籠間連接件中的至少兩種之間，和/或連接在相鄰的上錨桿之間，和/或連接在相鄰的下錨桿之間，和/或連接在相鄰的籠間連接件之間。
3.如權(quán)利要求2所述的擴展墩結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下錨桿與對應籠間連接件集成為折線形的擴展增強筋； 和/或所述下錨件的下端連接到所述下內(nèi)支撐筒和/或下外支撐筒。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的擴展墩結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上錨桿以其上端穿出所述設備連接結(jié)構(gòu)外并以預拉應力固定在所述固定環(huán)與所述設備連接結(jié)構(gòu)之間； 和/或所述主體結(jié)構(gòu)包括在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之間的籠間部分，所述下錨桿以預拉應力固定在基坑底部與所述籠間部分之間； 和/或所述增強部分設置在所述承臺上的環(huán)形槽中，優(yōu)選地所述環(huán)形槽的槽壁上具有倒角。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的擴展墩結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護套的內(nèi)徑比所述上錨桿和/或下錨桿的外徑大5mm以上；和/或每個上錨桿的上端套有保護帽；和/或每個下錨桿的保護套是全封閉保護套；和/或所述上錨桿的下端通過機加工螺紋連接到所述固定環(huán)；和/或所述上錨桿的上部分或上端通過機加工螺紋連接到所述承臺；和/或所述上錨桿的上端通過機加工螺紋連接到所述設備連接結(jié)構(gòu)；和/或所述承臺中包括鋼筋；和/或所述承臺具有沿徑向向外下斜的斜面和/或?qū)Р邸?br> 6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的擴展墩結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個所述上籠結(jié)構(gòu)相互套置，多個所述固定環(huán)相互套置，每個上籠結(jié)構(gòu)的多個上錨桿以其下端在單一的固定環(huán)上沿周向分布緊固； 和/或多個所述下籠結(jié)構(gòu)相互套置，每個下籠結(jié)構(gòu)的多個下錨桿以其下端沿單一的圓軌跡沿周向分布緊固。
7.一種形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括 形成從基坑底部上凸的擴展臺；將多個上錨桿分別以下端在所述擴展臺上的固定環(huán)上沿周向分布緊固并相互平行以形成上籠結(jié)構(gòu)和將多個下錨桿以下端緊固到基坑底部且相互平行以形成圍繞并至少部分地低于所述上籠結(jié)構(gòu)的下籠結(jié)構(gòu)，將每個上錨桿和對應下錨桿通過至少一個籠間連接件相連；將一種或多種填料填充到所述上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和所述上、下錨桿或所述籠間連接件之間以將所述上、下籠結(jié)構(gòu)緊固在基坑中，以形成主體結(jié)構(gòu)；在所述主體結(jié)構(gòu)的頂部形成具有增強部分的承臺，將所述上錨桿固定到所述承臺而且以上端穿出所述增強部分；將設備連接結(jié)構(gòu)安裝在所述增強部分上。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述形成擴展臺包括將下內(nèi)支撐筒設置到所述基坑中，使所述擴展臺被限制在所述下內(nèi)支撐筒內(nèi)；且所述形成下籠結(jié)構(gòu)包括將下外支撐筒圍繞所述下內(nèi)支撐筒設置，使所述下錨桿在所述下外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間豎直延伸； 和/或所述形成擴展臺包括將上內(nèi)支撐筒設置在所述擴展臺上，使從所述擴展臺的上表面的中央部分上凸的頂臺被限制在所述上內(nèi)支撐筒內(nèi)；且所述形成上籠結(jié)構(gòu)包括將上外支撐筒圍繞所述上內(nèi)支撐筒設置，使所述上錨桿在所述上外支撐筒與所述上內(nèi)支撐筒之間豎直延伸。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述填充之前或之后和/或在所述填充過程中以預拉應力將所述上錨桿固定在所述擴展臺上的固定環(huán)與所述承臺之間，優(yōu)選地固定在所述固定環(huán)與所述增強部分之間，更優(yōu)選地固定在所述固定環(huán)與所述設備連接結(jié)構(gòu)之間；和/或以預拉應力將所述下錨桿固定在基坑底部與籠間部分之間，其中所述籠間部分是連接在所述上、下籠結(jié)構(gòu)之間且包括所述籠間連接件的所述主體結(jié)構(gòu)的一部分；且優(yōu)選地以預拉應力將所述下錨桿固定在基坑底部與所述籠間連接件之間。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述填料包括可固化填料，例如為混凝土，所述填充包括將所述可固化填料填充到所述下外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上外支撐筒與所述上內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上外支撐筒與所述下內(nèi)支撐筒之間和/或填充到所述上籠結(jié)構(gòu)與所述下籠結(jié)構(gòu)之間，以在固化后形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分； 和/或所述填料包括天然或原狀土，所述填充包括將所述天然或原狀土填充到所述下內(nèi)支撐筒內(nèi)和/或所述上內(nèi)支撐筒內(nèi)，以形成所述擴展臺的一部分；或者填充到所述下內(nèi)支撐筒的外壁與基坑的內(nèi)壁之間和/或填充到所述上內(nèi)支撐筒的外壁與基坑的內(nèi)壁之間，以形成所述主體結(jié)構(gòu)的一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，特別是擴展墩結(jié)構(gòu)和形成擴展墩結(jié)構(gòu)的方法，能夠以簡單結(jié)構(gòu)實現(xiàn)有效支撐。擴展墩結(jié)構(gòu)包括主體結(jié)構(gòu)，其包括從基坑底部上凸的擴展臺；上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行上錨桿，每個上錨桿套有保護套并分別以下端在安裝于擴展臺的固定環(huán)上沿周向分布緊固；下籠結(jié)構(gòu)，圍繞并至少部分地低于上籠結(jié)構(gòu)，包括多個平行下錨桿，每個下錨桿套有保護套并以下端緊固到基坑底部或主體結(jié)構(gòu)且通過籠間連接件連接到對應上錨桿；主體結(jié)構(gòu)，其設置在上、下籠結(jié)構(gòu)之內(nèi)及其與基坑內(nèi)壁之間、和上、下錨桿或籠間連接件之間，主體結(jié)構(gòu)的頂部設置具有增強部分的承臺，上錨桿固定到承臺而且以上端穿出增強部分；設備連接結(jié)構(gòu)，其安裝在增強部分上。
文檔編號E02D27/42GK102535496SQ20121001957
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者王海峰 申請人:王海峰