本技術(shù)涉及一種桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、混凝土桶式基礎(chǔ)(下簡(jiǎn)稱(chēng)桶式基礎(chǔ))是底部敞開(kāi)、頂部封閉的新型水工結(jié)構(gòu)，其典型結(jié)構(gòu)如圖1a、圖1b和圖1c所示，包括上筒和下桶，上筒類(lèi)似沉箱，下桶為有頂無(wú)底的桶體。由于桶式基礎(chǔ)的平面尺度較大，在上筒和下桶的內(nèi)部均設(shè)有隔墻，以滿(mǎn)足施工期和使用期的受力要求。桶式基礎(chǔ)在陸上預(yù)制，運(yùn)輸?shù)桨惭b海域后，通過(guò)抽水形成桶內(nèi)外壓力差，克服阻力實(shí)現(xiàn)下沉，特別適合于軟黏土海床，具有水上施工下沉不需要大型設(shè)備、水上作業(yè)時(shí)間短、施工無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)。

2、目前，桶式基礎(chǔ)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用多為防波堤，將桶式基礎(chǔ)推廣應(yīng)用于碼頭結(jié)構(gòu)后，由于碼頭結(jié)構(gòu)承擔(dān)的豎向荷載大于防波堤，并需要承擔(dān)港側(cè)填土引起的側(cè)向土壓力，此外沉降控制要求也更嚴(yán)格，需要桶式基礎(chǔ)進(jìn)入較好的持力層一定深度才能滿(mǎn)足碼頭結(jié)構(gòu)使用期的承載力和變形控制要求。對(duì)我國(guó)東南沿海地區(qū)普遍存在的深厚軟黏土海床，如不進(jìn)行地基處理，僅采用軟黏土作為桶端的持力層將難以滿(mǎn)足使用期的設(shè)計(jì)要求。為此，已有研究團(tuán)隊(duì)提出，在桶式基礎(chǔ)1沉貫前，先采用砂樁2對(duì)海床的深層地基進(jìn)行處理，形成深層砂樁復(fù)合地基，并通過(guò)控制砂樁2的頂標(biāo)高和桶式基礎(chǔ)的底標(biāo)高，使桶式基礎(chǔ)1沉貫至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)入深層砂樁復(fù)合地基一定深度，形成桶式基礎(chǔ)與深層砂樁復(fù)合結(jié)構(gòu)，使桶式基礎(chǔ)在使用期與深層砂樁復(fù)合地基聯(lián)合受力(見(jiàn)圖2)。圖2顯示的僅為理想形情況，即深層砂樁2的頂標(biāo)高一致。實(shí)際上深層砂樁2在施工中頂標(biāo)高的精確控制十分困難，實(shí)際深層砂樁2的頂標(biāo)高具有一定離散性，部分高于設(shè)計(jì)砂樁的頂標(biāo)高(即超高)，部分低于設(shè)計(jì)砂樁的頂標(biāo)高(見(jiàn)圖3)，超高砂樁可能造成桶式基礎(chǔ)1提前進(jìn)入深層砂樁復(fù)合地基，引起后續(xù)沉貫困難，最終造成桶式基礎(chǔ)整體超高。這將帶來(lái)三方面問(wèn)題：1、桶式基礎(chǔ)未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)即發(fā)生沉貫困難，造成施工效率降低；2、由于桶式基礎(chǔ)最終超高，下桶頂蓋的底部無(wú)法與土體接觸傳力，需要額外增加下桶頂蓋下部空隙的填充工作；3、由于桶式基礎(chǔ)超高是由局部砂樁超高引起，桶式基礎(chǔ)最終進(jìn)入深層砂樁復(fù)合地基的比例低于原設(shè)計(jì)要求，無(wú)法滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)要求，需對(duì)基礎(chǔ)的承載力和變形進(jìn)行驗(yàn)算，甚至可能需要進(jìn)行額外的加強(qiáng)處理。上述問(wèn)題均帶來(lái)工期延誤和造價(jià)增加的弊端，因而限制了桶式基礎(chǔ)與深層砂樁復(fù)合地基的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。此外，深層砂樁復(fù)合地基的檢測(cè)和后續(xù)處理難度均較高，即使桶式基礎(chǔ)在沉貫前，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)深層砂樁超高，也沒(méi)有特別有效的方法可以對(duì)其進(jìn)行處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它能滿(mǎn)足桶式基礎(chǔ)使用期的承載力和變形要求。

2、本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括桶式基礎(chǔ)和通長(zhǎng)砂樁；所述桶式基礎(chǔ)包括具有下桶頂蓋的下桶和固定在下桶頂蓋的中軸位置上的上筒，所述下桶的內(nèi)腔中通過(guò)設(shè)置若干隔墻分成多個(gè)隔艙；其中，

3、所述通長(zhǎng)砂樁打設(shè)在海床表層的軟黏土地基內(nèi)且頂標(biāo)高與海床面持平；通長(zhǎng)砂樁分成多個(gè)砂樁單元，多個(gè)砂樁單元的排列位置與所述桶式基礎(chǔ)中的多個(gè)隔艙的位置一一對(duì)應(yīng)，且每個(gè)砂樁單元的平面形狀與對(duì)應(yīng)的隔艙的平面形狀適配；每個(gè)所述砂樁單元的外表面與所述桶式基礎(chǔ)的下桶內(nèi)的隔墻之間以及位于桶式基礎(chǔ)邊緣的砂樁單元的外表面與下桶外壁之間均設(shè)置定位偏差；

4、所述桶式基礎(chǔ)以下桶的多個(gè)隔艙一一對(duì)應(yīng)地套在多個(gè)砂樁單元的方式沉入海床表層的軟黏土地基內(nèi)，直至所述下桶頂蓋的底面與多個(gè)砂樁單元的頂面接觸。

5、上述的桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述定位偏差為0.8～1.2m。

6、上述的桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，構(gòu)成每個(gè)所述砂樁單元的若干通長(zhǎng)砂樁以正方形布置。

7、本實(shí)用新型的桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：

8、1、通過(guò)控制通長(zhǎng)砂樁的布置位置，避免通長(zhǎng)砂樁影響桶式基礎(chǔ)沉貫，從而滿(mǎn)足施工期要求，且桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁復(fù)合結(jié)構(gòu)在使用期的承載力特性、在豎向承載力、長(zhǎng)期沉降控制和水平抗滑移穩(wěn)定性方面均優(yōu)于桶式基礎(chǔ)與深層砂樁復(fù)合結(jié)構(gòu)；

9、2、充分考慮現(xiàn)有砂樁施工設(shè)備的精度和能力，通過(guò)通長(zhǎng)砂樁的合理布置，避免桶式基礎(chǔ)的外壁和隔墻在砂樁中沉貫帶來(lái)的困難，最大程度發(fā)揮桶式基礎(chǔ)施工期高效的優(yōu)勢(shì)，并可滿(mǎn)足桶式基礎(chǔ)使用期的承載力和變形要求。此外，桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量便于檢驗(yàn)和處理。

技術(shù)特征：

1.一種桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括桶式基礎(chǔ)和通長(zhǎng)砂樁；所述桶式基礎(chǔ)包括具有下桶頂蓋的下桶和固定在下桶頂蓋的中軸位置上的上筒，所述下桶的內(nèi)腔中通過(guò)設(shè)置若干隔墻分成多個(gè)隔艙；其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述定位偏差為0.8～1.2m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，構(gòu)成每個(gè)所述砂樁單元的若干通長(zhǎng)砂樁以正方形布置。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種桶式基礎(chǔ)與通長(zhǎng)砂樁的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括具有下桶和上筒的桶式基礎(chǔ)和通長(zhǎng)砂樁。下桶的內(nèi)腔中通過(guò)設(shè)置若干隔墻分成多個(gè)隔艙；通長(zhǎng)砂樁打設(shè)在海床表層的軟黏土地基內(nèi)且頂標(biāo)高與海床面持平；通長(zhǎng)砂樁分成多個(gè)砂樁單元，多個(gè)砂樁單元的排列位置余平面形狀與桶式基礎(chǔ)中的多個(gè)隔艙的位置和平面形狀一一對(duì)應(yīng)；每個(gè)砂樁單元的外表面與桶式基礎(chǔ)的下桶內(nèi)的隔墻之間以及位于桶式基礎(chǔ)邊緣的砂樁單元的外表面與下桶外壁之間均設(shè)置定位偏差；桶式基礎(chǔ)以下桶的多個(gè)隔艙一一對(duì)應(yīng)地套在多個(gè)砂樁單元的方式沉入海床表層的軟黏土地基內(nèi)，直至下桶頂蓋的底面與多個(gè)砂樁單元的頂面接觸。本技術(shù)能滿(mǎn)足桶式基礎(chǔ)使用期的承載力和變形要求。

技術(shù)研發(fā)人員：李森,黎亞舟,邱松,徐明賢,劉柏,傅一帆,富坤,苗艷遂,王銜,王煒霞,朱卉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交第三航務(wù)工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240424
技術(shù)公布日：2024/12/17