[发明专利]一种具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础

权利要求书

1.一种具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，该沉箱复合基础包括沉箱(1)、吸力式裙筒(2)、半刚性垫层(3)和预制桩(4)，其中：

吸力式裙筒(2)有多个，其顶部固接于沉箱(1)底部周圈；

半刚性垫层(3)形成于沉箱(1)之下并与沉箱(1)底部直接接触成为一体；

预制桩(4)有多根，其顶端固接于半刚性垫层(3)内部并与半刚性垫层(3)成为一体，其底端延伸至地基深处。

2.根据权利要求1所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述沉箱(1)包括顶板(5)、底板(6)、外壁板(7)、内壁板(8)和空腔(9)，且沉箱(1)的底板(6)预留有抽水孔兼注浆孔(10)，其中，沉箱(1)的顶板(5)的尺寸小于底板(6)的尺寸，其中心线处的纵剖面为上小下大的等腰梯形或倒“T”型结构。

3.根据权利要求2所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述沉箱(1)的横截面为圆形、圆端形或倒角矩形，所述沉箱(1)的材质为钢筋混凝土、钢壳混凝土或预应力钢筋混凝土。

4.根据权利要求1所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述吸力式裙筒(2)由外裙边(11)、内裙边(12)和筒肋(13)构成，其顶面固定在沉箱(1)底板(6)下部的周圈，形成顶面封闭、底面开敞、平面闭合的多个裙筒。

5.根据权利要求4所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述吸力式裙筒(2)的高度h＝3～12m，外裙边(11)的厚度t＝0.2～3m、内裙边(12)的厚度t1＝0.2～2m及筒肋(13)的厚度t2＝0.2～2m；为便于吸力式裙筒(2)入土下沉，外裙边(11)、内裙边(12)和筒肋(13)的底部设有刃脚；所述吸力式裙筒(2)的材质为钢、钢筋混凝土或钢壳混凝土。

6.根据权利要求1所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述半刚性垫层(3)包括砂层(14)和级配碎石层(15)，且级配碎石层(15)形成于砂层(14)之上。

7.根据权利要求6所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述半刚性垫层(3)的形成过程如下：在沉箱(1)沉放前先铺设砂层(14)，然后用水下液压锤打设多根按一定间距布置的预制桩(4)，在此基础上铺设级配碎石层(15)，待沉箱(1)下沉就位后通过沉箱(1)底板(6)预留的抽水孔兼注浆孔(10)将水泥浆注入于沉箱(1)的底部，水泥浆浸透到级配碎石层(15)和砂层(14)中，水泥浆凝固后使级配碎石层(15)和砂层(14)形成半刚性垫层(3)；所述预制桩(4)通过半刚性垫层(3)与沉箱(1)形成半刚性连接。

8.根据权利要求1所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述预制桩(4)的顶部插入级配碎石层(15)厚度t3的0.5～1倍区域；

级配碎石层(15)的厚度t3＝1～2m，选用粒径d1＝0.02～0.10m的级配碎石；

砂层(14)的厚度t4＝0.5～1m，选用粒径d2＝0.0005～0.005m的粗砂；

预制桩(4)布置在内裙边(12)围绕的结构竖向核心受力区，选用钢管桩、PHC桩、混凝土桩或钢壳薄壁筒桩；其中，桩径Φ＝1～3m、桩长L＝20～50m、桩中心距S＝3Φ～6Φ，最外排预制桩(4)与内裙边(12)的最小净距离D＝2m。

9.根据权利要求8所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，为了更有效地发挥预制桩(4)的竖向承载力，增强预制桩(4)与级配碎石层(15)的连接，预制桩(4)的顶部设有桩帽(16)，桩帽(16)顶部设有便于桩锤夹持打设的抱打段(17)，桩帽(16)的直径是预制桩(4)直径的1.2～1.5倍。

10.根据权利要求1所述的具有吸力式裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础，其特征在于，所述沉箱(1)的下沉施工采用沉箱(1)中部空腔(9)内的多区同步注水压重和周圈吸力式裙筒(2)内的多区同步抽水形成负压的分区对称、同步实施的下沉施工控制技术；所述沉箱(1)的下沉控制标准为平面位置偏差δ≤50cm、倾斜度α≤1/100、扭转角θ≤1°。