CN102720218A - 基于深孔倒t型桩的高层抗震建筑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，整板基础依靠下部灌注桩进行支撑，在整板基础上依次建造地下与地面建筑，所述灌注桩为深孔倒T型桩，桩脚与地基之间设置有桩底隔震垫。本发明基于深孔倒T型桩进行建造，有效地提高了单支桩柱的承载能力，可以大幅地减少桩柱数目与建造成本。本发明在倒T型桩底部设置有桩底隔震垫，在整板基础下设置有基础隔震垫，利用硬性结构下的软性缓冲垫吸收地震的震动，可以有效地实现抗震，提高建筑的抗震能力，保障居民在灾难中的生命安全。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构领域，尤其是一种基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构。
背景技术
抗震性是建筑结构的重要指标，现有的建筑结构基本都是根据《国家建筑标准设计图集---10SG813---钢筋混凝土灌注桩》进行建造，在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段，在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼，灌注混凝土固化后形成桩柱。如图1所示，例如建造30层，总高度88m，宽度13.3m的高层结构，需要150根直径为0.8m的灌注桩1，顶面上浇注有1.5米厚的整板基础2，然后在整板基础2上依次建造地下室3、第一层4与高层5。灌注桩1通常采用等径钻头进行钻孔，因而灌注后的桩柱直径也是一致的，由于直径不可能太粗，而单位面积的载荷有安全规定，而且这种等径灌注桩主要是依靠周面摩擦力起承载作用的摩擦桩，因而每个桩柱承载有限，对于较大的建筑，需要大量增加桩柱的个数，工期与成本都显著增加。而且钻孔后自然在孔底留下一个钻头尖端的倒置圆锥面，在灌注后的桩柱的底面也形成了尖锥形，虽然锥度比较大，但是长时间重载的建筑承力，桩柱底部会挤压并破坏地基，发生下陷，而地表建筑会发生裂纹开裂，严重地影响到建筑安全。
本发明人在中国专利《CN201120109336.3 ---专用深度倒T型桩钻》、《CN201110093580.X ---深度倒T型桩的浇铸方法》以及国际申请《PCT/CN2012/071523 --- 深孔倒T型桩的专用钻头及成型方法》中，提出了一种新颖的专用钻头，用以加工出倒T型桩的深孔，并且采用锥台形的预埋件巧妙地解决了钢筋笼底端的扩口问题，从而成型出钢筋骨架的混凝土倒T型桩，大幅提升了桩柱的承载能力，节约了材料成本和施工成本。但是上述结构对建筑的抗震性还有进一步提高的空间。
发明内容
本申请人针对上述现有建筑结构的钢筋混凝土等径灌注桩存在的缺点，提供一种结构合理的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，从而可以有效地提高建筑的承载与抗震能力，并大幅度地降低建造成本。
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，整板基础依靠下部灌注桩进行支撑，在整板基础上依次建造地下与地面建筑，所述灌注桩为深孔倒T型桩，桩脚与地基之间设置有桩底隔震垫。
作为上述技术方案的进一步改进：所述整板基础与地基之间铺设基础隔震垫。
所述桩底隔震垫与基础隔震垫采用弹性体填料进行填充，所述桩底隔震垫与基础隔震垫的厚度为40～70cm。
所述弹性体填料为废旧轮胎的粉碎条块。
所述地下与地面建筑包括地下室、第一层与高层。
倒T型桩的直孔孔壁上设置有若干三角锥。
建筑结构的侧方底部设置有低于整板基础的横大梁，以及斜撑于横大梁与第一层底面之间的斜大梁，横大梁底部也支撑在倒T型桩上，并在横大梁底面设置有40～70cm厚的基础隔震垫。
本发明的有益效果如下：
本发明基于深孔倒T型桩进行建造，有效地提高了单支桩柱的承载能力，可以大幅地减少桩柱数目与建造成本。本发明在倒T型桩底部设置有桩底隔震垫，在整板基础下设置有基础隔震垫，利用硬性结构下的软性缓冲垫吸收地震的震动，可以有效地实现抗震，提高建筑的抗震能力，保障居民在灾难中的生命安全。
附图说明
图1为现有的普通建筑结构。
图2为本发明的抗震建筑结构。
图3为图2中A部的放大图。
图4为本发明的优化实施例。
图中：1、等径灌注桩；2、整板基础；3、地下室；4、第一层；5、高层；10、倒T型桩；11、桩底隔震垫；12、三角锥；13、混凝土；14、钢筋笼；15、预埋锥台；16、基础隔震垫；17、横大梁；18、斜大梁。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图2所示，本发明所述的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构基于国际申请《PCT/CN2012/071523 --- 深孔倒T型桩的专用钻头及成型方法》中的深孔倒T型桩10进行建造，由于倒T型桩10主要依靠底部较大直径的底面承载，因此大幅地提高了承载力，同样是一幢总高度88m，宽度13.3m的30层高层结构，只需要70根中部直孔径0.8m、扩底孔径1.6m的倒T型桩10，顶面上浇注的整板基础2只需要0.4米厚，然后在整板基础2上依次建造地下室3、第一层4与高层5。实际作业时，本发明先采用专用钻头，成型出若干倒T型桩孔；当然，也可以在直孔中部进行刀具的扩张，成型出如图2中间桩柱所示的“糖葫芦串”似的若干三角锥12以进一步增加桩柱的承载能力。第二步在倒T型桩孔的桩脚与地基之间设置有桩底隔震垫11，桩底隔震垫11的厚度为40～70cm，采用橡胶等弹性体填料，例如废旧轮胎的粉碎条块，进行填充。第三步向桩孔内放入钢筋笼14与预埋锥台15，预埋锥台15底部接触桩底隔震垫11后停止并对钢筋笼14口部进行扩喇叭口。第四步进行混凝土13的灌注，利用整支桩柱的重量对桩底隔震垫11进行压实。同理，在进行整板基础2的灌注前，采用弹性体填料在整板基础2下方铺设基础隔震垫16，基础隔震垫16厚度通常设置为40～70cm，并利用上方基础与建筑的重量进行压实。
图4为本发明的优化实施例，在建筑的侧方，设置有低于整板基础2的横大梁17，以及斜撑于横大梁17与第一层4底面之间的斜大梁18，横大梁17底部也支撑在倒T型桩10上，并在横大梁17底面设置有40～70cm厚的基础隔震垫16。
本发明基于深孔倒T型桩进行建造，显著地提高了单支桩柱的承载能力，可以提高6～8倍的承载能力，从而大幅地减少桩柱数目与建造成本，根据测算，可以降低建筑总成本的5%～8%。本发明在倒T型桩桩脚与地基之间设置有桩底隔震垫，在整板基础与地基之间设置有基础隔震垫，利用硬性结构下的软性缓冲垫吸收对地震波的震动，可以有效地实现抗震，提高建筑的抗震能力，保障居民在灾难中的生命安全。根据理论计算，本发明可以提高三级的抗震级别，对于200米高的建筑物来说，可以达到九级地震不损伤（墙面无裂缝产生），十级地震不损害（主体结构无大的裂缝产生，无倾斜）的效果。由于现有建筑结构中，提高一级抗震级别至少需要增加10%的工程造价，因而本发明从总体上可以降低20%～25%的工程造价。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (7)
1.一种基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，整板基础（2）依靠下部灌注桩进行支撑，在整板基础（2）上依次建造地下与地面建筑，其特征在于：所述灌注桩为深孔倒T型桩（10），桩脚与地基之间设置有桩底隔震垫（11）。
2.按照权利要求1所述的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，其特征在于：所述整板基础（2）与地基之间铺设基础隔震垫（16）。
3.按照权利要求1或权利要求2所述的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，其特征在于：所述桩底隔震垫（11）与基础隔震垫（16）采用弹性体填料进行填充，所述桩底隔震垫（11）与基础隔震垫（16）的厚度为40～70cm。
4.按照权利要求3所述的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，其特征在于：所述弹性体填料为废旧轮胎的粉碎条块。
5.按照权利要求1所述的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，其特征在于：所述地下与地面建筑包括地下室（3）、第一层（4）与高层（5）。
6.按照权利要求1所述的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，其特征在于：倒T型桩的直孔孔壁上设置有若干三角锥（12）。
7.按照权利要求1所述的基于深孔倒T型桩的高层抗震建筑结构，其特征在于：建筑结构的侧方底部设置有低于整板基础（2）的横大梁（17），以及斜撑于横大梁（17）与第一层（4）底面之间的斜大梁（18），横大梁（17）底部也支撑在倒T型桩（10）上，并在横大梁（17）底面设置有40～70cm厚的基础隔震垫（16）。
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