[發明專利]一種用于水中淺覆蓋層或裸巖地區的環狀嵌入式設置基礎

在審

• 申請號: 201710464778.1
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107059914A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 嚴愛國;文望青;王鵬宇;崔苗苗;史娣;尹書軍;張曉江;羅春林;周繼;李的平;李桂林;張杰
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D27/52
• 分類號: E02D27/52;E02D27/04;E02D23/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本發明涉及一種水中設置基礎形式，屬于橋梁工程技術領域，具體涉及一種主要應用于江、湖、海等要修建水中基礎的淺覆蓋層或者裸巖地區的環狀嵌入式設置基礎。

背景技術

隨著國民經濟的快速發展，交通建設需求猛增，國內外正在修建和準備修建的大型橋梁越來越多，且隨著跨海大橋的出現，橋梁跨徑越來越大。這些長、大橋梁多數修建在水深、流急的大江河上或環境惡劣的海上，往往遇到巖層埋置較深、基巖裸露、地質條件復雜等難題，非常不利于橋梁施工，基礎興建的難度也更大。故一般采用水中基礎形式來實現長、大橋梁在水深、流急的大江河上或環境惡劣的海上的施工。

目前常用的水中基礎形式主要有大直徑深鉆孔集群樁基礎和沉井基礎，但是其在淺覆蓋層地區以及裸巖地區應用面臨以下問題：

1、大直徑深鉆孔集群樁基礎，基礎尺寸龐大，結構對河床的變化、沖刷等條件的改變，適應性較差；群樁效應明顯，樁基準確計算難度較大。施工時需另設置施工平臺、導向架、鋼圍堰等諸多復雜工藝，水上作業工序繁瑣、作業時間長。

2、常規設置沉井基礎，首先需要在水底進行水下爆破、清渣，用大型機械將水底開挖到持力層，形成錐臺形巖石基坑，開挖工作量大，找平困難。

3、對于風大浪急地區，沉井下放精確定位困難；沉井下放到位后，沉井周圍防沖刷(護底)層施工困難且施工工作量大。

例如在中國發明專利CN102644293B中公開了一種樁基桶形基礎的施工方法。該基礎由桶體和樁基組成，桶體包括上壁體、下壁體、蓋板、上隔板、下隔板。下壁體上部設置蓋板，內部設置下隔板，形成下壁體空腔。蓋板上設置上壁體，內部設有上隔板，形成上壁體空腔。蓋板上設置連通上壁體空腔和下壁體空腔的水氣閥和混凝土灌注閥。桶體在粧基施工完成后進行沉放，依靠上壁體空腔內注水和下壁體空腔內吸水為主要下沉手段，當桶體達到設計貫入深度后在下壁體空腔內澆筑封底混凝土和桶內混凝土，實現樁和桶體連接。雖然該發明可以用于施工深水橋梁基礎，但是，其沉井基礎挖掘工作量大、安裝沉井時水上作業工序繁瑣、作業時間長。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用了這樣一種用于水中淺覆蓋層或裸巖地區的環狀嵌入式設置基礎，其強度高、剛度大、設計及施工方便。

本發明公開了一種用于水中淺覆蓋層或裸巖地區的環狀嵌入式設置基礎，包括位于水底基巖上的基槽、預制沉井和嵌巖混凝土，預制沉井的底端位于基槽內，預制沉井與基槽之間填充有嵌巖混凝土；基槽為豎直向下延伸的環形凹槽；環形凹槽沿水平橫截面截得的形狀與預制沉井沿水平橫截面截得的形狀相匹配。

在本發明的一種優選實施方案中，環形凹槽包括豎直內壁、豎直外壁和水平底面；豎直內壁和豎直外壁均相對于水平底面垂直布置。

在本發明的一種優選實施方案中，環形凹槽沿水平橫截面截得的形狀為圓環狀、橢圓環狀或者多邊環狀。

在本發明的一種優選實施方案中，預制沉井包括相互平行的沉井內壁和沉井外壁；沉井內壁和沉井外壁之間設置有加強筋。

在本發明的一種優選實施方案中，預制沉井的頂部還設置有頂部水平撐架；頂部水平撐架包括相互垂直布置的第一撐架組和第二撐架組；第一撐架組的兩端和第二撐架組的兩端均與沉井內壁固接。

在本發明的一種優選實施方案中，加強筋包括水平徑向支撐和水平支撐斜桿；水平徑向支撐沿預制沉井的周向布置；水平徑向支撐之間固接有水平支撐斜桿。

在本發明的一種優選實施方案中，豎直內壁與預制沉井的沉井內壁之間填充有嵌巖混凝土；豎直沉井外壁與預制沉井的沉井外壁之間填充有嵌巖混凝土。

在本發明的一種優選實施方案中，環形凹槽與預制沉井同軸布置。

在本發明的一種優選實施方案中，預制沉井沿水平橫截面截得的形狀為圓環狀、橢圓環狀或者多邊環狀。

在本發明的一種優選實施方案中，豎直內壁和豎直外壁之間的間距大于預制沉井的壁厚。

本發明的有益效果是：本發明結構簡單、操作使用方便，其充分吸收了傳統水中基礎的優缺點，通過在水底基巖上設置環形凹槽、采用預制雙壁鋼沉井和后澆嵌巖混凝土技術措施，解決了大直徑深鉆孔集群樁基礎和沉井基礎在淺覆蓋層地區和裸巖地區應用面臨的一系列問題，其優勢主要體現在以下幾方面：

1、本發明通過采用預制雙壁鋼沉井，使得沉井結構緊湊、整體性和穩定性好，受力明確，方便結構設計；通過設計雙壁鋼沉井橫斷面的形狀圓形、多邊形、橢圓形等形式實現了各種施工環境下設置基礎的穩定施工。