[发明专利]一种气浮式深水设置基础及其施工方法

说明书

本申请涉及一种气浮式深水设置基础及其施工方法，涉及桥梁深水基础技术领域，包括井室、管柱、支承肋、封底和承台，其中，多个横截面为正多边形或圆形的井室构成了横截面为多边形的井座，且每个井室的中心穿设有横截面为圆环的管柱，井室与管柱之间通过支承肋连接，且在管柱下部的管壁上设有后浇带和排水孔，确保了封底混凝土浇筑时填充满整个井室空间；由于管柱的上部采用双壁钢壳混凝土结构且双壁钢壳内混凝土为现场后浇，故设置基础在浮运时下部为混凝土结构，上部为空心钢壳结构，有利于提高基础浮运时的稳定性并减小基础吃水深度。本申请具有规模更小、施工难度和风险更低、施工质量更可靠、工期更短、结构受力更合理、经济性更好的优点。

技术领域

本申请涉及桥梁深水基础技术领域，特别涉及一种气浮式深水设置基础及其施工方法。

背景技术

随着我国跨海桥梁工程不断由近海向深海推进，深水基础的设计与施工成为控制整个桥梁工程建设工期、成本和风险的关键因素。

跨海桥梁深水基础在建设过程中，不仅需要承受由外部环境(水文、气象、船撞等)产生的的巨大水平力，同时还需要克服基础施工条件恶劣和海上有效作业时间短的困难。因此，为了解决以上问题，一种结构整体化、工厂预制化、现场施工机械化的深水设置基础应运而生，其可有效减少在恶劣海洋环境中的水上施工作业、降低施工风险、提高工程质量并缩短工期。

相关技术中，设置沉井基础作为常用的设置基础结构形式，适用于岩石地基，其是一种井内无底板的筒式结构，在船坞内完成基础钢壳制造后，浮运至墩位现场，定位、下沉、着床，抛石防护，然后浇筑封底混凝土和井壁混凝土而形成结构。

但是，为了保证设置沉井基础的封底和井壁混凝土的浇筑可行性，通常需将设置沉井基础设计为等截面的筒状结构，这样会使得整个基础规模过于庞大。而过大规模的设置基础不仅存在废工废料、自重大和阻水面积大的缺陷，且由于基础阻水面积大，基础钢壳在浮运、定位、下沉、着床过程中，受风、浪、流作用力较大，导致施工难度和风险增加，同时成桥阶段基础所受波流力增大；由于基础结构自重大、刚度高，使得地震发生时，结构会产生巨大的地震力，进而导致地基承载力不足；此外，该设置沉井基础结构的所有混凝土工程均为海上施工，不仅存在施工难度大和风险高的问题，而且其施工质量和工期还受外界环境因素的影响较大。

发明内容

本申请实施例提供一种气浮式深水设置基础及其施工方法，以解决相关技术中由于基础规模过大和需在海上完成所有混凝土工程而导致的施工难度增大、风险增高、工期增长、成本增多等问题。

第一方面，提供了一种气浮式深水设置基础，包括多个井室，所述井室包括由侧墙围成的横截面为正多边形或圆形的空心柱体以及固定于所述侧墙顶部的盖板，所述盖板上设有开口，多个所述井室构成横截面为多边形的井座；

多根管柱，所述管柱横截面为圆环，其上部为双壁钢壳混凝土结构，下部为钢筋混凝土结构并穿过盖板的开口且伸入井室内，所述管柱下部的外壁与所述盖板紧密连接；

多根支承肋，多根所述支承肋设于井室内并沿所述管柱外周均匀布置，所述支承肋一端与管柱的下部的外壁连接，另一端与所述侧墙连接；两相邻支承肋之间的管柱壁上设有后浇带和排水孔；

封底段，所述封底段填充于所述井室内；

承台，所述承台位于所述井座上方，所述承台的底面与多根所述管柱的上部顶面连接。

一些实施例中，所述盖板包括倾斜段和水平段，所述倾斜段和所述水平段之间的夹角大于130°且小于135°，所述水平段的长度大于或等于1倍的盖板厚度，所述盖板通过所述倾斜段与所述侧墙连接，所述盖板通过所述水平段与所述管柱连接。

所述支承肋顶面包括倾斜部和水平部，所述倾斜部与所述水平部之间的夹角等于所述盖板上倾斜段与水平段之间的夹角，所述水平部的长度等于所述盖板的水平段的长度。