[發明專利]一種軟土地基雙層箱式自調節承載結構

有效

• 申請號: 202010420324.6
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111636401B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陳修和;趙華宏;石川;吳磊磊;楊大海;吳平平;溫廣軍;李昊煜
• 申請（專利權）人: 安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司;公路交通節能與環保技術及裝備交通運輸行業研發中心
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 徐俊杰

本發明公開了一種軟土地基雙層箱式自調節承載結構，包括雙層箱本體，所述的雙層箱本體由底板、中隔板、側板和頂板圍合形成上下分隔的氣液調節艙和空氣艙，氣液調節艙位于空氣艙的上部，氣液調節艙在側板上設有若干進出水口。本發明通過在水位較高的軟土地基中設置上述結構，可利用水浮力平衡上部結構及雙層箱自身荷載，大幅度降低軟土地基處理工作量和費用。當地下水位高于氣液調節艙側面的進出水口最低邊緣時，地下水進入氣液調節艙中置換空氣，當水位再次降低時空氣進入氣液調節艙中置換水，從而實現荷載的自調節，在水位較高時可防止結構浮起，水位較低時可防止發生較大沉降。

技術領域：

本發明涉及工程建設領域，特別是一種軟土地基中的自調節承載結構，具體的說是一種軟土地基雙層箱式自調節承載結構。

背景技術：

我國濱海、濱江、濱湖地區廣泛分布有軟土地基，其具有天然含水量高、壓縮性高、承載力低等特點，在該類地基上進行工程建設，通常需要對軟土進行處理或采用橋梁等結構跨越。現行的軟土地基處理方法包括換填、預壓、復合地基等，換填法僅適用于軟土層較淺的情況，預壓法工期長，復合地基法工序多、造價高；橋梁跨越的方法是通過設置樁基，穿透軟土層達到土性較好的土層，通常樁基深度大、結構設計施工較復雜、造價高。上述方法均為通過改良地基的方式，達到提高地基承載力、減小沉降的目的。

申請號為CN201821240157.1的發明專利公開了一種浮筏式樁基結構，通過空腔箱體置換地基土，并在箱體頂部填筑輕質土路堤，箱體下部設置樁，使得地下水浮力作用下基底應力減小，同時在箱體內初始填充部分液體，后期采用措施增減液體重量，達到控制軟土地基沉降的目的。然而，采用上述技術時仍需打入處理樁，費時費力；仍需填筑路堤，增大了上部結構自重且存在取土困難等問題；需要連接導水管、通氣孔和水閥等繁瑣的后期調節裝置，無法實現自我調節，后期調節成本較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，提供一種有效解決工程建設中高水位軟土地基承載力和結構物沉降問題，可隨水位變化實現自動調節荷載功能的雙層箱式承載結構。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種軟土地基雙層箱式自調節承載結構，包括雙層箱本體，所述的雙層箱本體由底板、中隔板、側板和頂板圍合形成上下分隔的氣液調節艙和空氣艙；所述的氣液調節艙位于空氣艙的上部；所述的氣液調節艙在側板上設有若干進出水口。

為優化上述技術方案，采取的措施還包括：

上述的進出水口包括豎條狀或橫條狀。

上述的氣液調節艙在側板的外側面設有反濾層。

上述的氣液調節艙在頂板上設有若干通氣孔。

上述的空氣艙在側板的外側面以及底板的底面設有防水層。

上述的底板底面設有砂墊層，砂墊層的底面下設有片石基礎。

上述的中隔板所在平面設置于地下水常水位以上；頂板所在平面設置于高水位以上；底板所在平面設置于低水位以下。

地下水位位于高水位時，上述的雙層箱本體底面作用于地基的荷載強度不大于地基承載力特征值。

地下水位位于低水位時，所述的雙層箱本體底面作用于地基的荷載強度不大于地基承載力特征值。

地下水位與所述的進出水口最低下邊緣齊平時，上述的雙層箱本體底面作用于地基的荷載強度不小于零。

與現有技術相比，本發明有益效果體現在：

本發明充分的利用了高水位軟土地基的水浮力，平衡了部分上部荷載，使得基底應力大幅度降低，減少了地基處理成本；水位變化時可自動調節荷載，結合箱體尺寸及結構與水位的位置關系設計，使基底應力位于允許范圍內，可避免水位下降時發生較大沉降，也可避免水位上漲時結構上浮。