[发明专利]桩基桶形基础及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁深水基础，尤其涉及一种桩基桶形基础及其施工方法。

背景技术

目前广泛应用的桥梁基础形式有设置基础、沉井基础和桩基等。

设置基础采用整体预制，通过浮运或浮吊吊装，将基础放置在严格处理的基床上，此类基础近年多有应用，但其对基床要求较高，适合地质条件好的水域，需要清除软弱不良表层或进行地基加固处理，有时甚至需要开挖至岩层，并对岩面做精细打磨，清理岩屑残渣，来保证基床的平整度。此外，设置基础对施工技术要求很高，并且需要多种大型的施工专业设备。

沉井基础是常用的桥梁深水基础形式，具有刚度大，水平承载力高，施工时不需要防水围堰等优点，但其下沉速度慢，需要进行大量的挖土作业，且随着沉井埋置深度的增加工程费用迅速升高。

对于深水桥梁来讲，桩基础一般规模很大，费用较高，而且需要搭设庞大的围堰。

桶形基础作为一种新型基础形式已在海洋工程有所应用，但由于其抗压承载能力较弱，目前还无法作为大型桥梁基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于作为厚覆盖层条件下深水大型桥梁基础的桩基桶形基础及其施工方法。

本发明的桩基桶形基础结构的技术方案是：桩基桶形基础，它由桶体和桩基组成，桶体由上壁体、下壁体、盖板、上隔板、下隔板组成。下壁体上部设置盖板，内部设置下隔板，形成下壁体空腔。盖板上设置上壁体，内部设有上隔板，形成上壁体空腔。盖板上设置连通上壁体空腔和下壁体空腔的水气阀和混凝土灌注阀。桶体在桩基施工完成后进行沉放，依靠上壁体空腔内注水和下壁体空腔内吸水为主要下沉手段，当桶体达到设计贯入深度后在桶内浇筑封底混凝土和桶内混凝土，实现桩桶连接。

所述下壁体下端设有刃脚。

所述上壁体上端设有顶板。

所述下壁体空腔内灌注混凝土，混凝土与桩基础连接。

盖板上设有连通下壁体空腔和上壁体空腔的水气阀及混凝土灌注阀，水气阀用于抽水抽气及充气作业，混凝土灌注阀满足水下混凝土浇筑需求。

桩基础由钢或混凝土预制，在基床施工完成后，插打到位。

本发明的桩基桶形基础的施工方法的技术方案步骤是：

1、船坞内预制钢筋混凝土桶体；

2、基槽开挖：对清除桥位位置表面淤泥等软弱土层，进行基槽开挖和基床处理；

3、桩基施工：在基槽开挖完成后进行桩基施工；

4、通过水气阀向预制完成后的桶体下壁体空腔内充气，使桶体气浮，桶体出坞并拖至沉放水域，系缆定位；

5、排空下壁体空腔内的空气，使桶体下沉；

6、向上壁体空腔内注水，桶体继续下沉；

7、当下壁体沉入泥面后，桶体下部形成封闭的下壁体空腔，通过水气阀抽出下壁体空腔内的水，同时继续向上壁体空腔内注水，使桶体继续下沉；

8、桶体下沉到设计位置后，开启混凝土灌注阀，向下壁体空腔内浇筑水下封底混凝土；并继续向上壁体空腔内注水进行基础预压；

9、排空上壁体空腔内的压载水，向下壁体空腔内浇筑桶内混凝土，使桶体与桩基础连接成整体；

10、处理上壁体空腔，浇筑顶板；

11、基础防冲刷处理，在基础四周进行抛石或土工编织袋的施工。

所述步骤6和步骤7向上壁体空腔内注水是：向由上隔板6分隔成的多个上壁体空腔17内均匀注水，同时监测桶体各向沉放形态，并通过调整各上壁体空腔内注水速度使桶形基础结构平稳下沉。

步骤6和/或步骤7桶形基础结构继续下沉时，上壁体和上隔板实施接高。

步骤6时临时关闭水气阀。

本发明中桶体结构是在船坞内预制成型的。

下壁体空腔内混凝土浇筑完成后，封堵水气阀和混凝土灌注阀。

上壁体空腔内进行干燥防腐处理，必要时可进行填芯。浇筑顶板，完成基础施工。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、桶体在船坞预制，设计桶体具有多个腔室，具备气浮稳性，实现了整体气浮。

2、桶体依靠注水下沉，一边下沉一边接高，无需整体吊装，降低了对海上大型施工设备的要求。

3、桶体的下壁体沉入泥中，无需对地基进行精细处理，降低了地基开挖、清基、岩层磨削等费用。

4、本发明中桶体既作为主体基础的一部分又起到了混凝土浇筑模板和施工止水围堰的作用。