[0001] 本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种基础结构及施工方法。

[0002] 独立基础与条形基础属于浅基础类型，此种类型的基础可以埋置于地质条件好、地基土物理力学性质高、承载力大的地层中。而当需要在物理力学性质差、且土层厚度大的土体上修筑基础时，此种浅基础类型无法满足使用要求。

[0025] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0026] 在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

[0027] 如图1所示，本发明实施例提供的一种基础结构1，主要用于表层土厚度大，且土体的物理力学性质差、天然承载力低的工程项目中。在此种类型的施工场地中修建构筑物，通常存在施工时间长或工程造价高的缺陷。因而，为了满足在此种类型的施工场地中修建构筑物，同时达到构建物沉降变形的要求，本发明实施中，通过设置有上述的基础结构1，用以改良地基土，提高承载力，减小沉降变形，为构筑物的正常使用提供了安全保障。

[0028] 如图1和图2所示，该基础结构1包括基础本体11、承台12、第一支撑桩13和第二支撑桩14。基础本体11通常由钢筋混凝土修筑而成，具有较强的结构强度。基础本体11设置在施工场地中，用于承载待修筑的构建物，即待修筑的构筑物修筑在基础本体11上，由该基础本体11来提供支撑。而承台12也设置在施工场地中，承台12通常也由钢筋混凝土修筑而成，并与土体接触面积较大，具有较可靠的抗沉降性能，从而将承台12连接在基础本体11的底部，用于承载基础本体11，为基础本体11提供支撑。而为了能够对承台12提供支撑，采用将所设置的第一支撑桩13的一端垂直于施工场地的表面插入到土体中，相对的另一端与承台12连接；同时，还间隔设置有多个第二支撑桩14，并将各第二支撑桩14的一端与施工场地的表面成夹角倾斜插入到土体中，而相对的另一端与承台12连接。这样，通过所设置的第一支撑桩13和各第二支撑桩14同时来为承台12提供支撑，并且第一支撑桩13和第二支撑桩14插设在土体中的方式不同，第一支撑桩13竖直插入，而各第二支撑桩14倾斜插入，组合形成的支撑桩结构类似于树根状，支撑稳定性好，能够减少沉降，提升支撑承台12的可靠性。并且，为进一步提升整个基础结构1的抗形变性能，降低变形沉降，在本发明实施例中，采用在第一支撑桩13和第二支撑桩14内均设置有用于供能够增强结构强度的插销的插入、并在插销拔出后容纳用于形成加强桩的浆料的空腔15，并且，还在第一支撑桩13和第二支撑桩14上分别设置有与空腔15连通的喷浆孔16(参照图5)。这样，在实际施工时，根据施工要求，先将第一支撑桩13和第二支撑桩14通过压桩设备对应插入到施工场地的土体中，而在进行将第一支撑桩13或第二支撑桩14压入到土体中的操作时，先在第一支撑桩13或第二支撑桩14的空腔15中插入插销，该插销的设置，不仅能够在对应的支撑桩插入到土体中时增强支撑桩整体的刚度，使对应的支撑桩能够顺利被压入到土体中，而且插销还能对支撑桩上所预留设置的喷浆孔16进行封堵，防止支撑桩在插入到土体的过程中，土颗粒沿着预留的喷浆孔
16而进入到空腔15内，将空腔15堵塞。在对应的支撑桩压入到土体中的深度到位后，便可将插销从空腔15中拔出。而预留设置在第一支撑桩13和第二支撑桩14上的喷浆孔16，可以在压桩完成后，通过向空腔15内加压注入浆料，使浆料由喷浆孔16喷出而注入到对应位置的土体中，填充了土颗粒间的空隙，使浆料和土颗粒胶结形成统一整体，便能够改良了土体的物理力学性能，在支撑桩的周围土体内形成一层硬壳层，提升了端阻力，起到减小沉降变形的作用。在加压注浆完成后，还能通过向空腔15内填充满浆料而形成加强桩，便能够进一步增强第一支撑桩13和第二支撑桩14的结构强度，提高支撑承台12的可靠性。

[0029] 在一种可能的实施方案中，如图2所示，当基础本体11为独立基础时，则采用将第一支撑桩13的轴线穿过承台12的中心，同时将多个第二支撑桩14围绕第一支撑桩13而间隔设置。具体地，独立基础通常是指单独设置，一般只坐落在一个十字轴线交点，并用于单柱或高耸构筑物的支撑基础。而当将基础本体11设置为独立基础时，基础本体11通常也采用对称设置的方式叠设在承台12上，因此，采用将第一支撑桩13的轴线穿过承台12的中心设置，那么第一支撑桩13便也处于基础本体11的中心位置来为基础本体11提供支撑，而各第二支撑桩14则围绕第一支撑桩13圆周均等分布，并将各第二支撑桩14之间的间距设置为0.5m～1m。这样，第一支撑桩13和各第二支撑桩14共同组成树根状结构，能够提高其承载力和抗倾覆性能，进而为设置在基础本体11上的构筑物的安全使用提供保障。

[0030] 在另一种可能的实施方案中，如图3所示，当基础本体11为条形基础时，则采用将第一支撑桩13和第二支撑桩14分别设置有多个，并且各第二支撑桩14分别设置在承台12的各拐角处，各第一支撑桩13则分布在承台12的各侧边上。具体地，条形基础通常是指基础长度远远大于宽度的一种基础形式，布置在一条轴线上且与两条以上轴线相交。条形基础一般为框架结构。因此，采用在条形基础的各拐角处分别设置有第二支撑桩14，而各第一支撑桩13则分布在承台12的各侧边上，并且，位于同一侧边上的各支撑桩(位于承台12同一条侧边上的所有第一支撑桩13和第二支撑桩14)之间的间隔相等，优选将支撑桩的间距设置为1m～3m。这样设置，各第一支撑桩13和各第二支撑桩14均布在基础本体11的底部，而各第一支撑桩13和各第二支撑桩14以树根状结构的形式设置在土体中，具有较强的承载力和抗倾覆性能，能够为基础本体11提供稳定可靠的支撑。

[0031] 如图1所示，在本发明实施例中，采用将各第二支撑桩14沿插入的方向呈“放射状”设置。具体地，各第二支撑桩14采用相对于竖直方向以15°～30°的倾斜角度压入到土体中，从而，沿着各第二支撑桩14压入的方向，各第二支撑桩14与竖直压入的第一支撑桩13之间的距离越来越远，逐渐扩散成放射状，形成类似于树根桩的结构，而另一端均与承台12连接，共同承担承台12上部的载荷。

[0032] 如图1和图4所示，第一支撑桩13和第二支撑桩14均包括管桩17，空腔15形成在管桩17的内部，并沿管桩17的长度方向延伸。具体地，管桩17的尺寸规格按照设计要求进行设计，以能够满足使用需求。在本发明实施例中，管桩17的长度为2m～3m，设置在管桩17内部的空腔15沿管桩17的长度方向延伸，并将管桩17与承台12相连的一端设置有注浆口174，用于供浆料由该注浆口174而注入到空腔15内。而管桩17用于插入土体中的一端为封闭结构，并在保证结构强度的前提下，空腔15尽可能的延伸至该端的端头位置处。这样，在桩管上设置喷浆孔16时，使喷浆孔16能够尽可能的靠近于该端的端头，从而能够起到在管桩17的该端头处向周围土体内注液浆料，改良该端头处周围土体的物理力学性能，提升端头阻力。

[0033] 如图4和图5所示，在本发明实施例中，该管桩17包括桩体171和沿桩体171的长度方向设置在桩体171内部的直筋172，直筋172间隔设置有多个，各直筋172之间通过箍筋173相连。具体地，桩体171由混凝土浇筑而成，而直筋172和箍筋173均为常规的钢筋材料，等级规格和尺寸规格均需满足设计规定。各直筋172按照桩体171的形状分布等间距设置。而箍筋173则根据桩体171的形状弯折成形，形成后的箍筋173与各直筋172相连。并在垂直于直筋172的长度方向上，采用间隔设置有多个箍筋173，以提高连接的牢固性。各直筋172和各箍筋173相互连接而形成钢筋笼结构，并在通过混凝土浇筑形成桩体171时设置在桩体171内部，起到增强桩体171结构强度的作用。

[0034] 如图4所示，优选将喷浆孔16设置有多个，各喷浆孔16均布在管桩17上。这样，在将管桩17压入到位后，便可通过将混凝土浆料以预定压力的从管桩17上的注浆口174注入，并在流入到管桩17的空腔15内后，再从喷浆孔16喷出，填充土层中各土颗粒间的孔隙，从而能够增强颗粒间的黏聚力，使土体的物理力学性质得到改善，提高土体的承载能力和抗倾覆能力。具体地，在实际设置中，各喷浆孔16均匀分布在管桩17上，并确保再将管桩17沿其宽度方向展开后，各喷浆孔16呈梅花状分布。

[0035] 作为管桩17结构的另一种实现方式，还可以将管桩17采用由结构强度满足使用需求的金属管(如钢管)构成，金属管内部具有空腔15，金属管的侧壁上也设置有多个与空腔15相连通的喷浆孔16。在金属管按照施工要求压入到土体中后，同样可以向金属管的空腔
15内加压注入浆料，使浆料由各喷浆孔16喷射出而注入到对于的土体中，并在加压注浆完成后，再将空腔15注满浆料而形成加强桩，以能够增强管桩17的结构强度。

[0036] 如图4所示，在一种可能的实施方案中，为提高管桩17压入到土体内的方便性，采用在管桩17上用于插入到土体内的一端形成有尖端175。尖端175优选设置成圆锥状，通过该尖端175，能够减少管桩17插设过程的受力面积，同时也能够为管桩17的插入提供导向作用，提升管桩17压入到土体内的顺畅性。而管桩17在插入到土体内后，管桩17与土体共同组成类似“U”型管，能够与大气相通，便于浆料的注入，扩大了浆料在土体中的扩散范围，从而使通过浆料来改善土体物理力学性的土体面积得到了增加，有利于管桩17的支撑强度得到提升。同时，还可采用在尖端175部位也设置有喷浆孔16，各喷浆孔16优选均匀分布在尖端175的侧壁上。从而，能够向尖端175所对应的土体中进行注浆，使尖端175周围的土体硬化，提升了管桩17的端头阻力，降低沉降。尖端175通常也采用与桩体171一同由混凝土浇筑而成，并在尖端175的内部也设置有钢筋笼结构，用于增强尖端175的结构强度。上述中的端头是指管桩17在长度方向上的极限位置。

[0037] 如图4所示，在具体设置中，优选采用自尖端175所在的一端起，各喷浆孔16设置在管桩17长度尺寸的1/2～2/3范围内的设置方式。这样，将各喷浆孔16设置在管桩17上的适当位置处，从而可通过各喷浆孔16，能够提高支撑桩周围的土体中注入有浆料的范围，尽可能多的提高土体力学性被改良的面积。也能够使管桩17在设置有多个喷浆孔16的情况下，仍然具有足够的结构强度，从而能够可靠承受压力而被压入到施工场地的土体内。

[0038] 本发明实施例中所提供的基础结构，通过采用使所设置的各第一支撑桩和各第二支撑桩共同插入到土体中，组合形成树根状结构，提升基础结构的承载力和抗倾覆性能。而各第一支撑桩和各第二支撑桩均设置有空腔和与空腔相通的多个喷浆孔，便能够实现可通过向空腔内注入浆料，使浆料由喷浆孔向土体中喷射浆料，将土体颗粒间的空隙填充，改良了土体的物理力学性能，而且所喷射的浆料在土体中形成硬壳层，提升了端头阻力，减少了沉降变形。同时，支撑桩上所设置的空腔，能够在进行将支撑桩压入到土体中时，通过向空腔内插设插销来增强支撑桩的整体刚度，使对应的支撑桩能够顺利被压入到土体中，而且插销还能对支撑桩上所预留设置的喷浆孔进行封堵，防止支撑桩在插入到土体的过程中，土颗粒沿着预留的喷浆孔而进入到空腔内，将空腔堵塞，设计巧妙性好。

[0039] 如图6所示，本发明实施例中还提供了一种施工方法，用于上述基础结构1的施工，施工方法包括第一支撑桩13和第二支撑桩14的预制、各第一支撑桩13和各第二支撑桩14的布置以及基础本体11和承台12的修筑。具体地，第一支撑桩13和第二支撑桩14的预制步骤为：根据设计要求预先制作具有空腔15的第一支撑桩13和第二支撑桩14，所预制的第一支撑桩13和第二支撑桩14的数量、尺寸和形状等要求需要满足施工要求。各第一支撑桩13和各第二支撑桩14的布置步骤为：在施工场地内，按照布置规则，逐个将各第一支撑桩13和各第二支撑桩14压入到土体中，使压入到土体中的各第一支撑桩13和各第二支撑桩14所处的位置符合施工设置要求。注浆步骤为：在各第一支撑桩13和各第二支撑桩14布置完成后，分别向各第一支撑桩13和各第二支撑桩14中的空腔15内注入浆料，以能够使浆料注入到土体中和将各支撑桩中的空腔15填满而形成加强桩。基础本体11和承台12的修筑步骤为：在施工场地中内按照布置规则同时施工形成基础本体11和承台12；并使所修筑的基础本体11连接在承台12的上方，而承台12与各第一支撑桩13和各第二支撑桩14保持相连。通过此种施工方式，使由各第一支撑桩13和各第二支撑桩14所组合形成的树根状的支撑结构分布在承台12的底部，通过对承台12提供支撑而实现对基础本体11的支撑，进而实现对修筑在基础本体11上的构筑物的支撑。并且，还实现了能够向土体中注入浆料和在各支撑桩的空腔15内形成加强桩。这样，使浆料注入到土体内来改善土地的物理力学性能，能够在土体中形成硬壳层，提升了侧阻力和端头阻力，而所形成的加强桩能够增强支撑桩的支撑强度，提升支撑桩的支撑稳定性，减少了沉降变形。

[0040] 具体地，第一支撑桩13和第二支撑桩14的预制施工包括：根据设计要求制作内部均形成有空腔15的第一支撑桩13和第二支撑桩14，并在第一支撑桩13和第二支撑桩14的端头上形成有尖端175，同时，在第一支撑桩13和第二支撑桩14的桩体171以及尖端175上设置有多个与空腔15连通的喷浆孔16。在进行第一支撑桩13和第二支撑桩14的预制时，需使所形成的各支撑桩的长度尺寸和形状满足设计要求，同时在各支撑桩上所形成的尖端175的形状和尺寸也需要满足设计要求。而在尖端175和桩体171上所设置的喷浆孔16的位置、数量以及分布方式也均需要满足设计要求，也确保所预制的各第一支撑桩13和各第二支撑桩14能够满足施工使用要求。

[0041] 具体地，各第一支撑桩13和各第二支撑桩14的布置施工包括：先确定所述第一支撑桩13和所述第二支撑桩14的压入顺序，然后在待压入的所述第一支撑桩13或所述第二支撑桩14的空腔15内插入插销，随后在所述施工场地内，按照布置规则，将各所述第一支撑桩13和各所述第二支撑桩14分别压入到土体中；使各第一支撑桩13和各第二支撑桩14能够准确布置。具体地，当需要设置的基础本体11为独立基础时，采用根据所要设置的独立基础的形状，围绕该独立基础形状的周边，将各第二支撑桩14相对于竖直方向以15°～30°的倾斜角度压入到土体中，再在独立基础的中心位置处，将第一支撑桩13竖直压入到土体中，而布置后的各支撑桩之间的间距在0.5m～1m之间。而当需要设置的基础本体11为条形基础时，则采用先将各第二支撑桩14分别设置在承台12的各拐角处，而后再将各第一支撑桩13分布在承台12的各侧边上，并且位于同一侧边上的各支撑桩(位于承台12同一条侧边上的所有第一支撑桩13和第二支撑桩14)之间的间距优选在1m～3m之间。此种布置方式，各支撑桩形成树根状结构，提高了承载力，能够降低基础本体11的变形，为构筑物的安全提供了保障。

[0042] 具体地，注浆步骤包括：根据注浆顺序，向各第一支撑桩13和各第二支撑桩14的空腔15内注入浆料，并加压使浆料由喷浆孔16喷射至土体中，浆料填充土颗粒间的间隙，并与土颗粒胶结形成统一整体，从而使土体的物理力学性质能够改善。而在完成加压注浆后，再向空腔15内注入浆料而将空腔15填充满，以形成加强桩，能够起到增强支撑桩结构强度的作用。在具体注浆过程中，先对位于中部的支撑桩进行注浆，而在注浆时，先将支撑桩内的插销拔出，然后将浆料由支撑桩上的注浆口174注入，并施加预定压力，使浆料由喷浆孔16喷射出而注入到土体中，当超过预定压力后，停止加压注浆，而后用浆料提填满支撑桩的空腔15，如此循环注浆操作，完成施工场地中各第一支撑桩13和各第二支撑桩14的注浆施工。

[0043] 具体地，基础本体11的修筑施工包括：在注浆完成后，再在场地内按照布置规则，使用混凝土同时修筑形成承台12和基础本体11，而通过混凝土修筑形成的承台12和基础本体11的形状需要满足设计要求，如形成独立基础或是条形基础等，以能够满足在基础本体11上修建构筑物的使用需求。同时，需要确保各第一支撑桩13和各第二支撑桩14均与承台
12相连，以能够在承台12的底部提供支撑力，共同承载上部载荷，为构筑物的安全使用提供保障。

[0044] 通过此种施工方法所形成的基础结构，施工时间周期短，工程造价低，实现了能够在不同厚度的土体上进行构筑物施工的使用需求，而且，使土体的物理力学性能得到了改善，进而使土体的承载力和抗倾覆性得到了增强，能够可靠承载载荷，保障了所修筑的构筑物的安全使用。

[0045] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。