[实用新型]一种加固地基的沉箱与桩组合基础

说明书

技术领域

本实用新型属于桥梁技术领域，具体涉及一种软土地基桥梁沉箱基础及其地基处理技术，特别是一种加固地基的沉箱与桩组合基础。 

背景技术

随着桥梁建设从内陆走向外海，深水、软基、强风、急流、波浪、强震等建设条件更加复杂。跨海桥梁基础往往位于深水区，存在软土、砂土、粘性土、碎(卵)石土交替的厚覆盖层，且覆盖层中还可能分布有不均的软(硬)夹层；此外，除了承受巨大的竖向力之外，还承受着波浪力、地震力、船撞力等水平向荷载作用。上述建设条件对跨海桥梁深水基础施工运营的全过程都提出了极高的要求。 

根据不同的桥梁上部结构型式和建设条件，目前桥墩、索塔、锚碇等常用的深水基础结构型式有群桩基础、沉箱基础和沉井基础等。 

群桩基础利用围堰作为施工时的围护结构并搭设施工平台，能够穿过深厚覆盖层，将上部荷载传递至土层深处较好的持力层，具有较大的竖向承载力和控制工后沉降的能力；但随着水深的增大，围堰的施工难度增加，且桩的自由长度增加导致抵抗水平作用能力下降，尤其是用于锚碇基础等承受巨大水平力作用的基础时，难以满足水平刚度要求。沉井基础和沉箱基础虽然能有利于解决桩基施工平台的搭设、桩的自由长度过大等难题，但沉井自身能否顺利下沉与地质条件密切相关，在场地土局部存在硬夹层或胶结性较强的地层中难以有效下沉；沉箱基础具有整体性好，工厂化预制减少海上作业等优点，但如果持力层存在较厚的软弱覆盖层且又无法有效处理时，则需要很大的基础规模，且在巨大的竖向及水平荷载作用下会造成较大的基础变位。因此，当遇到深水、厚覆盖层且不均匀地层的建设条件时，以上所述基础形式难以满足。 

ZL200710053800.X公开了一种桥梁沉箱复合桩基础及其逆作建造工 法。该专利是将桥梁沉箱下沉着床后，在沉箱内部进行桩施工，并将桩的上部与沉箱底部连接成整体形成沉箱复合桩基础。打桩的方式是人员从箱顶预留孔进入沉箱内部，打设钢管桩。该专利存在以下不足之处：1、海底没有任何处理的软土地层，沉箱基础初期沉降很难控制，尤其是采用桥塔与打桩同时施工的方式，将会导致过大的施工期沉降及倾斜风险；2、沉箱内部钢管桩的施工空间狭小，钢管桩施工非常困难；3、该专利并未明确沉箱底部与桩之间的密封防水装置的具体所指，较为含糊，实际施工中很难保证完全密水；4、由于海底无任何处理措施，对渗透性较差的软土，该专利所设想的沉箱底土与桩基共同受力，将较难实现。 

ZL200810113289.2公开了一种钢空腔沉箱-桩逆作法复合基础的施工方法。给出了采用钢空腔内部注水，对基床进行预压固结，施工完成后通过空腔内抽水送气，利用沉箱浮力的施工方法。该专利的桩基布置在沉箱周圈，沉箱内部没有布置桩基。在渗透性较小的软土地层中，注水预压的效果并不明显。由于基底软土承载力有限，为保证桥塔与桩基同步施工，必须有较大的基底面积，从而造成沉箱材料的浪费。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

有鉴于此，本实用新型的主要目的是提供一种加固地基的沉箱与桩组合基础，以解决海洋深水环境下软土地层条件中的桥梁基础建设难题，达到有效提高沉箱的竖向和水平向承载能力、控制沉箱沉降和水平位移的目的。 

(二)技术方案 

为达到上述目的，本实用新型提供了一种加固地基的沉箱与桩组合基础，该加固地基的沉箱与桩组合基础包括：加固地基、砂石垫层、沉箱、钻孔桩、桩底注浆、沉箱底注浆、封底混凝土和冲刷防护，其中：加固地基位于基槽底面以下，其上铺设砂石垫层，砂石垫层上放置沉箱，沉箱的隔舱内部设置有多个临时钢导向架形成的沉桩导向孔，通过沉桩导向孔施工钻孔桩，穿过加固地基到达地基深部持力层；沉箱内底部浇筑封底混凝 土实现沉箱与钻孔桩的连接；沉箱底面与垫层之间充填箱底注浆，钻孔桩底灌浆形成桩底注浆，沉箱四周抛填块石形成冲刷防护。 

上述方案中，所述加固地基是采用水下挤密砂桩、水下深层水泥土搅拌桩或钢管桩的加固方式或这三种加固方式的组合对河床面或海床面以下浅层地基进行加固而形成。所述加固地基的水下挤密砂桩、水下深层水泥土搅拌桩或钢管桩的平面布置采用等边三角形或正方形布置方式，立面布置采用等桩长或变桩长布置方式，所述加固地基的平面加固范围为沉箱底板周圈外延s₁＝5～30m、加固深度h₁＝10～30m。 

上述方案中，所述沉箱为钢筋混凝土箱体，设有顶板、底板、外壁板、隔舱、隔舱壁板、裙边、沉桩导向孔、注浆预留管和封底混凝土。