高压缩性地基的沉降缓冲装置及其应用的制作方法

1.本发明涉及岩土工程、基础工程、地基处理技术领域，尤其是涉及一种适用于高压缩性地基的沉降缓冲装置及其应用。


背景技术：

2.在大面积地基处理场地施工时，不同区域的工程地质条件可能存在较大差异，尤其是对于软土地基或山地丘陵地区的高填方地基，极易出现地基不均匀沉降、局部沉降变形较大等不良地质问题，严重情况下会造成土体上部结构失稳、地面塌陷等地质灾害。
3.当局部出现差异性沉降需要进行地基处理时，要考虑处理后的场地与周边场地的沉降变形关系，原场地会随着场地的使用逐渐产生整体沉降，地基处理后的土体应与原场地协调变形，始终保持场区地表平坦、坡度变化均匀。
4.虽然，目前地基处理工艺不断发展，出现了多种形式的处理方法，但是，均无法准确控制处理后的地基工后沉降量、无法满足与场地周围地基的协调变形，针对大面积地基处理后出现局部沉降的修复问题还有待进一步解决。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，为了克服现有技术的不足，提供一种高压缩性地基的沉降缓冲装置及其应用，其在刚性桩复合地基的基础上，对刚性桩材料进行了改良，使桩体具备一定的压缩性能，从而实现了改良地基与周围原有地基的协调变形以及地基处理工后沉降的精准控制，进而实现了场区地面平整和坡度变化均匀。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明的一个方面在于，提供一种高压缩性地基的沉降缓冲装置，包括弹簧伸缩结构；所述弹簧伸缩结构包括刚性上支座、橡胶套筒、弹簧、限位槽、钢套管和刚性下底座；所述刚性上支座和所述刚性下底座均保持水平并且上下布置；所述弹簧保持竖直，并且其上下两端分别与所述刚性上支座和所述刚性下底座连接；所述限位槽固定在所述钢套管内；所述钢套管套设在所述弹簧外，并且其上下两端分别与所述刚性上支座和所述刚性下底座固定连接；所述橡胶套筒套设于所述刚性上支座和所述钢套管外，并且其上端固定在所述刚性上支座顶部，其下端固定在所述钢套管外。
8.优选地，所述弹簧的长度l0位于0.5m～1.5m。
9.优选地，所述限位槽安装在所述弹簧能达到最大沉降量的位置。
10.优选地，所述刚性上支座、所述钢套管、所述刚性下底座和所述橡胶套筒共同构成适于所述弹簧伸缩的密闭环境。
11.优选地，所述刚性上支座的顶部还设置有凹槽；所述凹槽内固定有吊环以吊装所述弹簧伸缩结构。
12.优选地，所述刚性上支座的顶部还设置有凹槽；所述沉降缓冲装置还包括设置于所述凹槽内的刚性半刚性桩、以及用以连接所述刚性半刚性桩和所述弹簧伸缩结构的连接
结构；所述连接结构使所述刚性半刚性桩与所述弹簧伸缩结构紧密连接，从而形成桩身完整且受力均匀的弹簧混凝土组合桩。
13.优选地，所述弹簧混凝土组合桩布置有n排；n取值在2～5。
14.优选地，所述弹簧混凝土组合桩的桩径d位于0.2～1.2m，并且桩间距d为桩径d的3～6倍。
15.优选地，还包括刚性桩；所述弹簧混凝土组合桩围绕所述刚性桩设置于所述刚性桩和原状土基之间。
16.本发明的另一个方面在于，还提供一种所述的沉降缓冲装置在高压缩性地基中的应用。
17.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
18.例如，本发明在刚性桩复合地基的基础上，对刚性桩材料进行了改良，使桩体具备一定的压缩性能，从而实现了改良地基与周围原有地基的协调变形以及地基处理工后沉降的精准控制，进而实现了场区地面平整以及坡度变化均匀，尤其适于地基本身存在沉降变形的场地的地基处理过渡段使用，例如大面积软土地基场地存在局部地面塌陷的治理，为基础工程领域提供了一种新的地基处理技术方法。
附图说明
19.图1是本发明实施例中的沉降缓冲装置应用于高压缩性地基的剖面示意图；
20.图2是本发明实施例中的沉降缓冲装置应用于高压缩性地基的平面示意图；
21.图3是本发明实施例中的弹簧混凝土组合桩在自然状态下的剖面示意图；
22.图4是本发明实施例中的弹簧混凝土组合桩在达到极限状态下的剖面示意图；
23.图5是本发明实施例中的沉降缓冲装置的监测预警单元的示意图；
24.图6是本发明实施例中的沉降缓冲装置的监测预警流程示意图。
25.附图标记说明：
26.1原状土基，2新型组合桩复合地基，3刚性桩复合地基，4不良土体，5建构筑物基础，6垫层，7钢筋网，8监测预警单元；
27.2-1弹簧混凝土组合桩，2-1-1刚性上支座，2-1-2橡胶套筒，2-1-3弹簧，2-1-4限位槽，2-1-5钢套管，2-1-6刚性下底座，2-1-7吊环，2-1-8连接结构，2-1-9刚性-半刚性桩；
28.3-1刚性桩；
29.8-1数据采集模块，8-1-1压力传感器，8-1-2本地传输设备；
30.8-2监测预警模块，8-2-1监测预警数据库，8-2-2监测预警算法子模块，8-2-3监测预警分析子模块；
31.8-3用户终端。
具体实施方式
32.通常，在复合地基中土体沉降时会带动桩体受力压缩，使地基沉降，并且复合地基沉降量明显小于未经处理的土基沉降量。采用本发明提供的技术方案，可以将上部的刚性-半刚性桩与下部的弹簧伸缩结构组合，从而使复合地基具有一定的沉降量，极大地提高了地基处理区域与场区周围区域的变形协调性，提高了场区地表平整度，削弱了不均匀沉降，
在桩身形式、功能及桩体受力特征等方面均有所创新，尤其是桩身与桩间土体的协调作用更突出。
33.为使本发明的目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。可以理解的是，以下所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非是对本发明的限定。并且，图中可能使用相同、类似的标号指代不同实施例中相同、类似的元件，也可能省略不同实施例中相同、类似的元件的描述以及现有技术元件、特征、效果等的描述。
34.本发明实施例提供一种高压缩性地基的沉降缓冲装置及其应用。并且，该沉降缓冲装置应用于高压缩性地基后可形成一种弹簧混凝土组合桩复合地基。
35.通常，由于地基本身具有高压缩性，不利于工程建设，因此需要对高压缩性地基进行地基处理。本发明实施例提供的沉降缓冲装置就是用于地基处理的新技术，其依赖于桩与土之间的相互作用生效。使用该沉降缓冲装置处理的高压缩性地基在处理与未处理区域之间的沉降变形过渡均匀。
36.在本发明中，对土基的物理力学性能没有要求，利用现状土基就可以，也可以使用砂土、砂砾石等作为土基。
37.参照图1和图2，弹簧混凝土组合桩复合地基包括原状土基1、新型组合桩复合地基2和刚性桩复合地基3，并且其顶部适于布置建构筑物基础5。
38.在一些实施例中，新型组合桩复合地基2和刚性桩复合地基3均设置于原状土基1内，并且新型组合桩复合地基2围绕刚性桩复合地基3设置于刚性桩复合地基3和原状土基1之间，以起到过渡作用。
39.在具体实施中，原状土基1、新型组合桩复合地基2和刚性桩复合地基3中均包含有不良土体4，并且新型组合桩复合地基2和刚性桩复合地基3上方还设置有垫层6，同时新型组合桩复合地基2和刚性桩复合地基3的顶部还覆盖有钢筋网7。
40.在具体实施中，刚性桩复合地基3包括刚性桩3-1以及填充于刚性桩3-1之间的原状土，并且原状土中包含不良土体4。
41.在具体实施中，新型组合桩复合地基2包括弹簧混凝土组合桩2-1以及填充于弹簧混凝土组合桩2-1之间的原状土，并且原状土中包含不良土体4。
42.参照图3和图4，弹簧混凝土组合桩2-1包括上下布置的刚性-半刚性桩2-1-9和弹簧伸缩结构、以及用以连接刚性-半刚性桩2-1-9和弹簧伸缩结构的连接结构2-1-8。
43.刚性-半刚性桩2-1-9包括但不限于采用目前已经比较成熟的成桩工艺制成的桩。例如可以是：现浇混凝土桩、高压旋喷插芯桩、浆固碎石桩、预应力钢筋混凝土预制桩、cfg桩等。并且，桩身材料不局限于混凝土，此处仅以现浇混凝土桩作为代表性说明。
44.弹性伸缩结构包括刚性上支座2-1-1、橡胶套筒2-1-2、弹簧2-1-3、限位槽2-1-4、钢套管2-1-5、刚性下底座2-1-6、吊环2-1-7。
45.进一步地，刚性上支座2-1-1的顶部还设置有凹槽，以便于与上部的现浇混凝土桩连接以及固定橡胶套筒2-1-2。并且，凹槽内焊接有吊环2-1-7，用于吊装弹簧伸缩结构，具体可通过吊车与凹槽内焊接的吊环2-1-7连接。
46.在具体实施中，将弹簧2-1-3与刚性上支座2-1-1底部焊接牢固，将限位槽2-1-4焊接在钢套管2-1-5内，将钢套管2-1-5套在刚性上支座2-1-1外部，再将弹簧2-1-3底部与刚
性下底座2-1-6焊接牢固；使弹簧2-1-3保持竖直，使刚性下底座2-1-6与刚性上支座2-1-1保持水平；将钢套管2-1-5与刚性下底座2-1-6焊接牢固；将有一定伸缩性能的橡胶套筒2-1-2的一端固定在钢套管2-1-5的外壁，将其另一端固定在刚性上支座2-1-1顶部的凹槽外壁，具体可采用聚氨酯胶、丙烯酸胶、硅胶、氰基胶等进行粘合；安装时要求密封，刚性上支座2-1-1、橡胶套筒2-1-2、钢套管2-1-5、刚性下底座2-1-6共同构成可伸缩的密闭环境。
47.在具体实施中，限位槽2-1-4用于控制弹簧混凝土组合桩2-1的最大压缩量，并在弹簧2-1-3失效时起到控制沉降的替代作用。
48.具体而言，限位槽2-1-4主要起支撑作用，当弹簧2-1-3达到最大压缩量后继续受压会出现失稳现象，为保证弹簧混凝土组合桩2-1的整体稳定性，本发明在弹簧2-1-3弹性压缩范围内能达到的最大沉降量的位置设置限位槽2-1-4。在弹簧混凝土组合桩2-1受力压缩过程中，当刚性上支座2-1-1与限位槽2-1-4接触后，弹簧2-1-3不再发挥作用，此时弹簧混凝土组合桩2-1相当于刚性桩。
49.连接结构2-1-8的主要作用是，使上部的刚性-半刚性桩2-1-9与下部的弹簧伸缩结构紧密连接，从而形成桩身完整且受力均匀的组合桩体。连接结构2-1-8的具体结构形式包括但不限于在刚性上支座2-1-1的顶部焊接的具有一定长度的带肋钢筋。在刚性上支座2-1-1的上部浇筑混凝土后通过带肋钢筋使现浇混凝土与弹簧伸缩结构连为一体。
50.在本发明实施例中，上部刚性-半刚性桩2-1-9的刚度大、强度高，工后变形量极小，其与弹簧伸缩结构组合后可以使复合地基具有一定的压缩性能。
51.在本发明实施例中，该新型组合桩复合地基2由待处理的不良土体4与弹簧混凝土组合桩2-1共同作用而形成增强体，并可根据地基承载力要求及场地工程地质条件等设计组合桩的桩径、桩长及桩间距，并采用冲击、钻孔等方法成孔，在孔内布设弹簧混凝土组合桩2-1，成桩后经夯实并铺设钢筋网7、垫层6而形成复合地基。
52.在具体实施中，刚性桩复合地基3通过刚性桩3-1以及桩间土共同承担上部基础传递的荷载，从而使得桩间土受到挤密作用、刚性桩3-1的侧摩阻力增大，进而使得复合地基在荷载作用下的沉降量显著降低。
53.在本发明中，新型组合桩复合地基2在荷载作用下的沉降量介于原状土基1和刚性桩复合地基3之间，其布置在二者之间起过渡作用。
54.在具体实施中，可以在新型组合桩复合地基2内布置n排弹簧混凝土组合桩2-1。
55.在一些实施例中，n取值在2～5之间包括2、3、4、5，因为排数过少不能有效起到沉降过渡作用，而排数过多则会增加工程投资。
56.在一些实施例中，对于新型组合桩复合地基2中的弹簧混凝土组合桩2-1以及刚性桩复合地基3中的刚性桩3-1，其桩径d均可以位于0.2～1.2m之间包括0.2m和1.2m，并且桩间距d可以取桩径d的3～6倍包括3倍和6倍。
57.钢筋网7覆盖在整个新型组合桩复合地基2的桩体和土体的顶部，同时插入原状土基1和刚性桩复合地基3内，起到传递力的作用，使新型组合桩复合地基2与原状土基1和刚性桩复合地基3协调变形。
58.原状土中的不良土体4需经过夯实处理，并满足压实度要求且物理力学性质均匀后，该弹簧混凝土组合桩复合地基方可作为建筑地基使用。
59.受地表夯实工艺限制，地基会处于欠固结状态，并随着使用时间增加产生均匀沉
降。在本发明中，既可以根据一定时间段的沉降监测数据可预测场区地表最终沉降量s，也可以根据土层力学性质采用现有技术中的分层总和法估算场区地表最终沉降量s。
60.在本发明实施例中，弹簧混凝土组合桩2-1的最大沉降量应能达到原状土基1能够产生的最大均匀沉降量s。并且，弹簧混凝土组合桩2-1的沉降主要来自其桩体底部弹簧2-1-3的压缩。
61.在一些实施例中，弹簧伸缩结构的长度l0即弹簧2-1-3的长度应在0.5～1.5m之间包括0.5m和1.5m；在满足沉降量要求的前提下，优先选取长度l0为0.5m的弹簧2-1-3。
62.进一步地，限位槽2-1-4安装在弹簧2-1-3能达到最大沉降量的位置。
63.在本发明实施例中，弹簧2-1-3的弹簧常数k按照下式计算：
64.k＝p
kap
/s
65.式中：
66.k——弹簧常数；
67.pk——作用在高压缩性地基的沉降缓冲装置顶部的平均压力值(kpa)；
68.a
p
——单桩截面积(m2)；
69.s——原状土基1能够产生的最大均匀沉降量(m)。
70.采用上述技术方案，本发明实施例提供的弹簧混凝土组合桩复合地基，能够实现地基表面平整，使原状土基1与刚性桩复合地基3沉降过渡均匀，从而避免出现因局部高差过大而影响正常使用或出现地表塌陷等灾害的情况。
71.在地表荷载作用下，原状土基1、新型组合桩复合地基2、刚性桩复合地基3均产生沉降。原状土基1由于压缩模量小，沉降量较大，同时带动顶部的钢筋网7沉降，钢筋网7则将力传递至新型组合桩复合地基2的顶部，新型组合桩复合地基2在地表荷载及钢筋网7传递的荷载协同作用下，使弹簧伸缩结构压缩，并且压缩量随原状土基1及刚性桩复合地基3沉降量动态变化。
72.在本发明实施例中，沉降缓冲装置可以包括前述的弹性伸缩结构。
73.进一步地，该沉降缓冲装置还包括布置于弹性伸缩结构上方的刚性-半刚性桩2-1-9、以及用以连接刚性-半刚性桩2-1-9和弹簧伸缩结构的连接结构2-1-8。
74.进一步地，该沉降缓冲装置还包括刚性桩3-1，并且由弹性伸缩结构及其上方的刚性-半刚性桩2-1-9构成的弹簧混凝土组合桩2-1围绕刚性桩3-1设置于刚性桩3-1和原状土基1之间，以起到过渡作用。
75.在一些实施例中，该沉降缓冲装置还包括监测预警单元8。
76.参照图5，监测预警单元8可以包括依次通信连接的数据采集模块8-1、监测预警模块8-2、用户终端8-3。
77.在一些实施例中，数据采集模块8-1和监测预警模块8-2之间、以及监测预警模块8-2和用户终端8-3之间均可以采用4g通信或者5g通信连接。
78.在具体实施中，数据采集模块8-1适于采集弹簧混凝土组合桩2-1的压力数据并且将采集到的压力数据传输至监测预警模块8-2，其可以包括相互连接的压力传感器8-1-1和本地传输设备8-1-2。其中，压力传感器8-1-1可以固定在限位槽2-1-4的顶部并且用于监测弹簧混凝土组合桩2-1的压力数据；本地传输设备8-1-2例如无线监测终端、无线发射器等则适于将压力传感器8-1-1采集到的压力数据传输至监测预警模块8-2。
79.监测预警模块8-2为云端服务器，其可以包括相互连接的监测预警数据库8-2-1、监测预警算法子模块8-2-2、监测预警分析子模块8-2-3。其中，监测预警数据库8-2-1用于存储数据，包括用户配置数据、压力传感器8-1-1的设备编号、数据采集模块8-1采集到的压力数据、经监测预警算法子模块8-2-2处理的压力传感器8-1-1的空间位置三维坐标数据和空间点压力值的插值数据等；监测预警算法子模块8-2-2用于建立压力传感器8-1-1的设备编号与压力传感器8-1-1的空间位置三维坐标数据之间的对应关系即建立压力传感器8-1-1的设备编号与压力传感器8-1-1所在的弹簧混凝土组合桩2-1之间的一一对应关系以实现压力传感器8-1-1的云端定位、以及基于空间点压力数据经插值形成面数据；监测预警分析子模块8-2-3用于配置用户数据、基于空间点压力面数据形成场区内弹簧混凝土组合桩2-1的压力分布云图(此为现有技术)以及输出压力分布云图等。
80.监测预警模块8-2还适于将数据包括压力分布云图数据、操作系统界面数据等传输至用户终端8-3，以便于在用户终端8-3实现实时监控。
81.参照图1，数据采集模块8-1中的压力传感器8-1-1可以布置在各弹簧混凝土组合桩2-1的限位槽2-1-4顶部，用于监测各个弹簧混凝土组合桩2-1的压力数据。当压力传感器8-1-1检测到的压力数据的数值大于0时，说明该压力传感器8-1-1所在的弹簧混凝土组合桩2-1失效。
82.参照图6，该监测预警单元8的监测预警流程可以包括如下过程：
83.(1)预设各个压力传感器8-1-1的设备编号，将设备编号及压力传感器8-1-1的空间位置三维坐标数据储存在监测预警数据库8-2-1中；通过各个压力传感器8-1-1实时采集各个弹簧混凝土组合装2-1的压力数据，并将采集到的压力数据通过本地传输设备8-1-2传输至远端监测模块8-2，压力数据传输至监测预警模块8-2后可存储在监测预警数据库8-2-1中；
84.(2)采用监测预警算法子模块8-2-2建立压力传感器8-1-1的设备编号与压力传感器8-1-1的空间位置三维坐标数据之间的对应关系即建立压力传感器8-1-1的设备编号与压力传感器8-1-1所在的弹簧混凝土组合桩2-1之间的一一对应关系，以实现压力传感器8-1-1的云端定位；
85.(3)通过监测预警算法子模块8-2-2判断压力传感器8-1-1采集的压力值是否大于0；若大于0，则基于空间点压力数据经插值形成面数据并输出至监测预警分析子模块8-2-3；若小于0，则输出“0”信号至监测预警分析子模块8-2-3；
86.(4)通过监测预警分析子模块8-2-3输出“0”信号或者根据面数据形成场区内弹簧混凝土组合桩2-1的压力分布云图；
87.(5)将“0”信号或者场区内弹簧混凝土组合桩2-1的压力分布云图输出至用户终端8-3。
88.在一些实施例中，还可以在用户终端8-3中创建用户界面以及监测预警界面，以便于用户操作以及显示“0”信号或者场区内弹簧混凝土组合桩2-1的压力分布云图，以直观展示场区内弹簧混凝土组合桩2-1的压力情况。
89.在一些实施例中，还可以在用户终端8-3设置预警规则，例如可设置压力分布云图中压力值大于某值的面积占云图总面积的比值、或设置压力最大值达到某值预警、也可分级预警。
90.本发明实施例还提供一种弹簧混凝土组合桩复合地基的施工方法，包括以下步骤：
91.(1)对整个场区进行平整夯实，一定程度上减小原状土基1的工后沉降量同时方便后续施工，对场区进行分区，划分各界限，将场区划分为原状土基区、新型组合桩复合地基区及刚性桩复合地基区；
92.(2)按照桩间距要求对刚性桩3-1及弹簧混凝土组合桩2-1进行定位放样并用白灰做好标识，方便后续钻孔施工；
93.(3)根据施工场地周围地面沉降监测数据预测场区地表最终沉降量，结合场区地面载荷情况综合选用合适的长度及弹性系数的弹簧，未来新建复合地基沉降量主要来自弹簧的压缩变形，弹簧混凝土组合桩2-1的最大变形量应与周围地表最终沉降量相近；
94.(4)制作弹簧伸缩结构预制件：在刚性上支座2-1-1顶部焊接带肋钢筋作为连接结构，在刚性上支座2-1-1顶部中心焊接吊环2-1-7，将弹簧2-1-3与刚性上支座2-1-1底部焊接牢固，将限位槽2-1-4焊接在钢套管2-1-5内，将钢套管2-1-5套在刚性上支座2-1-1外部，再将弹簧2-1-3底部与刚性下底座2-1-6焊接牢固，保证弹簧2-1-3竖直放置、刚性下底座2-1-6与刚性上支座2-1-1保持水平；在限位槽2-1-4顶部安装压力传感器8-1-1，将本地传输设备8-1-2安装在地表，接收压力传感器8-1-1采集的压力数据同时将采集到的压力数据无线发送至远端监测模块8-2；将钢套管2-1-5与刚性下底座2-1-6焊接牢固，将有一定伸缩性能的橡胶套筒2-1-2的一端固定在钢套管2-1-5的外壁，将其另一端固定在刚性上支座2-1-1顶部的凹槽外壁；安装时要求密封，刚性上支座2-1-1、橡胶套筒2-1-2、钢套管2-1-5、刚性底座2-1-6共同构成可伸缩的密闭环境，此时弹簧伸缩结构预制件制作完成，并可根据设计要求批量制作预制件；
95.(5)按照设计方案确定钻孔定位、半径、深度等参数，根据桩体定位，使用长螺旋钻机钻孔，钻孔深度至地基底部，钻进过程中应对钻孔竖直度及深度进行控制；并且成桩的顺序为：对称、间隔、邻排斜向挑打；
96.(6)在刚性桩复合地基区内的钻孔中灌注混凝土至地表，形成刚性桩3-1；
97.(7)在弹簧混凝土组合桩复合地基区内的钻孔中吊放弹簧伸缩结构至地基底部，向孔内浇筑混凝土或其他刚性-半刚性材料至地表，形成弹簧混凝土组合桩2-1；
98.(8)在混凝土桩身具有一定强度后，先将桩间土体表面夯实加固地基，再在弹簧混凝土组合桩复合地基区土面顶部铺设钢筋网7，钢筋网7铺设范围向两侧分别扩大至少2m，进入原状土基区和刚性桩复合地基区；
99.(9)在场区内铺设垫层6后，该复合地基的施工完成。
100.施工完成后的复合地基可作为建构筑物的地基基础，即可在垫层6顶部布置基础结构即建构筑物基础5。
101.需要说明的是，在本发明实施例中，对于上述步骤的顺序不做限定。
102.尽管上文已经描述了具体实施方案，但这些实施方案并非要限制本发明公开的范围，即使仅相对于特定特征描述单个实施方案的情况下也是如此。本发明公开中提供的特征示例意在进行例示，而非限制，除非做出不同表述。在具体实施中，可根据实际需求，在技术上可行的情况下，将一项或者多项从属权利要求的技术特征与独立权利要求的技术特征进行组合，并可通过任何适当的方式而不是仅通过权利要求书中所列举的特定组合来组合
来自相应独立权利要求的技术特征。
103.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种高压缩性地基的沉降缓冲装置，其特征在于，包括弹簧伸缩结构；所述弹簧伸缩结构包括刚性上支座(2-1-1)、橡胶套筒(2-1-2)、弹簧(2-1-3)、限位槽(2-1-4)、钢套管(2-1-5)和刚性下底座(2-1-6)；所述刚性上支座(2-1-1)和所述刚性下底座(2-1-6)均保持水平并且上下布置；所述弹簧(2-1-3)保持竖直，并且其上下两端分别与所述刚性上支座(2-1-1)和所述刚性下底座(2-1-6)连接；所述限位槽(2-1-4)固定在所述钢套管(2-1-5)内；所述钢套管(2-1-5)套设在所述弹簧(2-1-3)外，并且其上下两端分别与所述刚性上支座(2-1-1)和所述刚性下底座(2-1-6)固定连接；所述橡胶套筒(2-1-2)套设于所述刚性上支座(2-1-1)和所述钢套管(2-1-5)外，并且其上端固定在所述刚性上支座(2-1-1)顶部，其下端固定在所述钢套管(2-1-5)外。2.根据权利要求6所述的沉降缓冲装置，其特征在于，所述弹簧(2-1-3)的长度l0位于0.5m～1.5m。3.根据权利要求1所述的沉降缓冲装置，其特征在于，所述限位槽(2-1-4)安装在所述弹簧(2-1-3)能达到最大沉降量的位置。4.根据权利要求1所述的沉降缓冲装置，其特征在于，所述刚性上支座(2-1-1)、所述钢套管(2-1-5)、所述刚性下底座(2-1-6)和所述橡胶套筒(2-1-2)共同构成适于所述弹簧(2-1-3)伸缩的密闭环境。5.根据权利要求1所述的沉降缓冲装置，其特征在于，所述刚性上支座(2-1-1)的顶部还设置有凹槽；所述凹槽内固定有吊环(2-1-7)以吊装所述弹簧伸缩结构。6.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降缓冲装置，其特征在于，所述刚性上支座(2-1-1)的顶部还设置有凹槽；所述沉降缓冲装置还包括设置于所述凹槽内的刚性-半刚性桩(2-1-9)、以及用以连接所述刚性-半刚性桩(2-1-9)和所述弹簧伸缩结构的连接结构(2-1-8)；所述连接结构(2-1-8)使所述刚性-半刚性桩(2-1-9)与所述弹簧伸缩结构紧密连接，从而形成桩身完整且受力均匀的弹簧混凝土组合桩(2-1)。7.根据权利要求6所述的沉降缓冲装置，其特征在于，所述弹簧混凝土组合桩(2-1)布置有n排；n取值在2～5。8.根据权利要求7所述的沉降缓冲装置，其特征在于，所述弹簧混凝土组合桩(2-1)的桩径d位于0.2～1.2m，并且桩间距d为桩径d的3～6倍。9.根据权利要求6所述的沉降缓冲装置，其特征在于，还包括刚性桩(3-1)；所述弹簧混凝土组合桩(2-1)围绕所述刚性桩(3-1)设置于所述刚性桩(3-1)和原状土基(1)之间。10.如权利要求1至9中任一项所述的沉降缓冲装置在高压缩性地基中的应用。

技术总结
本发明提供一种高压缩性地基的沉降缓冲装置及其应用。该沉降缓冲装置包括弹簧伸缩结构；弹簧伸缩结构包括刚性上支座、橡胶套筒、弹簧、限位槽、钢套管和刚性下底座；刚性上支座和刚性下底座均保持水平且上下布置；弹簧保持竖直，且其上下两端分别与刚性上支座和刚性下底座连接；限位槽固定在钢套管内；钢套管套设在弹簧外，并且其上下两端分别与刚性上支座和刚性下底座固定连接；橡胶套筒套设于刚性上支座和钢套管外，并且其上端固定在刚性上支座顶部，其下端固定在钢套管外。本发明在刚性桩复合地基的基础上，对刚性桩材料进行了改良，实现了改良地基与周围原有地基的协调变形以及地基处理工后沉降的精准控制，使场区地面平整、且坡度变化均匀。且坡度变化均匀。且坡度变化均匀。


技术研发人员：薛睿 刘诗平
受保护的技术使用者：民航机场建设集团西北设计研究院有限公司
技术研发日：2023.07.18
技术公布日：2023/9/9