本技术涉及一种桶式基础与通长砂桩的复合基础结构。
背景技术:
1、混凝土桶式基础(下简称桶式基础)是底部敞开、顶部封闭的新型水工结构,其典型结构如图1a、图1b和图1c所示,包括上筒和下桶,上筒类似沉箱,下桶为有顶无底的桶体。由于桶式基础的平面尺度较大,在上筒和下桶的内部均设有隔墙,以满足施工期和使用期的受力要求。桶式基础在陆上预制,运输到安装海域后,通过抽水形成桶内外压力差,克服阻力实现下沉,特别适合于软黏土海床,具有水上施工下沉不需要大型设备、水上作业时间短、施工无噪音等优点。
2、目前,桶式基础在水运工程中的应用多为防波堤,将桶式基础推广应用于码头结构后,由于码头结构承担的竖向荷载大于防波堤,并需要承担港侧填土引起的侧向土压力,此外沉降控制要求也更严格,需要桶式基础进入较好的持力层一定深度才能满足码头结构使用期的承载力和变形控制要求。对我国东南沿海地区普遍存在的深厚软黏土海床,如不进行地基处理,仅采用软黏土作为桶端的持力层将难以满足使用期的设计要求。为此,已有研究团队提出,在桶式基础1沉贯前,先采用砂桩2对海床的深层地基进行处理,形成深层砂桩复合地基,并通过控制砂桩2的顶标高和桶式基础的底标高,使桶式基础1沉贯至设计标高后,进入深层砂桩复合地基一定深度,形成桶式基础与深层砂桩复合结构,使桶式基础在使用期与深层砂桩复合地基联合受力(见图2)。图2显示的仅为理想形情况,即深层砂桩2的顶标高一致。实际上深层砂桩2在施工中顶标高的精确控制十分困难,实际深层砂桩2的顶标高具有一定离散性,部分高于设计砂桩的顶标高(即超高),部分低于设计砂桩的顶标高(见图3),超高砂桩可能造成桶式基础1提前进入深层砂桩复合地基,引起后续沉贯困难,最终造成桶式基础整体超高。这将带来三方面问题:1、桶式基础未达到设计标高时即发生沉贯困难,造成施工效率降低;2、由于桶式基础最终超高,下桶顶盖的底部无法与土体接触传力,需要额外增加下桶顶盖下部空隙的填充工作;3、由于桶式基础超高是由局部砂桩超高引起,桶式基础最终进入深层砂桩复合地基的比例低于原设计要求,无法满足原设计要求,需对基础的承载力和变形进行验算,甚至可能需要进行额外的加强处理。上述问题均带来工期延误和造价增加的弊端,因而限制了桶式基础与深层砂桩复合地基的进一步推广应用。此外,深层砂桩复合地基的检测和后续处理难度均较高,即使桶式基础在沉贯前,通过检测发现深层砂桩超高,也没有特别有效的方法可以对其进行处理。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种桶式基础与通长砂桩的复合基础结构,它能满足桶式基础使用期的承载力和变形要求。
2、本实用新型的目的是这样实现的:一种桶式基础与通长砂桩的复合基础结构,包括桶式基础和通长砂桩;所述桶式基础包括具有下桶顶盖的下桶和固定在下桶顶盖的中轴位置上的上筒,所述下桶的内腔中通过设置若干隔墙分成多个隔舱;其中,
3、所述通长砂桩打设在海床表层的软黏土地基内且顶标高与海床面持平;通长砂桩分成多个砂桩单元,多个砂桩单元的排列位置与所述桶式基础中的多个隔舱的位置一一对应,且每个砂桩单元的平面形状与对应的隔舱的平面形状适配;每个所述砂桩单元的外表面与所述桶式基础的下桶内的隔墙之间以及位于桶式基础边缘的砂桩单元的外表面与下桶外壁之间均设置定位偏差;
4、所述桶式基础以下桶的多个隔舱一一对应地套在多个砂桩单元的方式沉入海床表层的软黏土地基内,直至所述下桶顶盖的底面与多个砂桩单元的顶面接触。
5、上述的桶式基础与通长砂桩的复合基础结构,其中,所述定位偏差为0.8~1.2m。
6、上述的桶式基础与通长砂桩的复合基础结构,其中,构成每个所述砂桩单元的若干通长砂桩以正方形布置。
7、本实用新型的桶式基础与通长砂桩的复合基础结构具有以下特点:
8、1、通过控制通长砂桩的布置位置,避免通长砂桩影响桶式基础沉贯,从而满足施工期要求,且桶式基础与通长砂桩复合结构在使用期的承载力特性、在竖向承载力、长期沉降控制和水平抗滑移稳定性方面均优于桶式基础与深层砂桩复合结构;
9、2、充分考虑现有砂桩施工设备的精度和能力,通过通长砂桩的合理布置,避免桶式基础的外壁和隔墙在砂桩中沉贯带来的困难,最大程度发挥桶式基础施工期高效的优势,并可满足桶式基础使用期的承载力和变形要求。此外,桶式基础与通长砂桩的复合基础结构的施工质量便于检验和处理。
1.一种桶式基础与通长砂桩的复合基础结构,包括桶式基础和通长砂桩;所述桶式基础包括具有下桶顶盖的下桶和固定在下桶顶盖的中轴位置上的上筒,所述下桶的内腔中通过设置若干隔墙分成多个隔舱;其特征在于,
2.根据权利要求1所述的桶式基础与通长砂桩的复合基础结构,其特征在于,所述定位偏差为0.8~1.2m。
3.根据权利要求1所述的桶式基础与通长砂桩的复合基础结构,其特征在于,构成每个所述砂桩单元的若干通长砂桩以正方形布置。
