[发明专利]一种浮力补偿式组合基础及施工方法

说明书

本申请涉及一种浮力补偿式组合基础及施工方法，包括多个支承桩、承台、主浮箱、转换层和封底层；封底层设于承台底部，支承桩形成群桩，群桩顶端穿入封底层并与承台连接；主浮箱设于所述承台上；转换层设于主浮箱上，并用于承载柱体，以将上部结构荷载传递至主浮箱。本申请实施例提供的主浮箱所受浮力大，大大减少了传入支承桩的竖向荷载作用，支承桩的设计由桩身截面强度控制，降低了深厚软弱覆盖层对桩基设计的影响，具有桩基规模小，经济指标合理等优点。支承桩形成的群桩主要承担竖向力，主浮箱承担上部传递的大部分水平力及弯矩，替代传统桩基础自由桩长部分，提高了基础承受水平荷载的能力，可减小水深、局部冲刷、风浪对基础受力的影响。

技术领域

本申请涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种浮力补偿式组合基础及施工方法。

背景技术

随着交通建设的迅猛发展，许多跨越大江大河的超级桥梁工程踊跃而出。桩基础作为桥梁工程中应用范围最广的一种基础形式，具有施工风险可控，适应地质条件能力强等优点。

桩基础的设计由地基竖向承载力和桩身截面强度共同决定。在深厚软弱覆盖层，地基竖向承载力为深水桩基设计的控制因素，通常采取增大桩数、增加桩长的方式以满足上部结构对地基竖向承载力的要求，这不仅增加了施工风险，在有的地方甚至导致下部结构造价占比高达65％以上。

传统的桩端、桩侧压浆提高地基竖向承载力的方法，受工程地质、施工工艺的影响较大，地基竖向承载力提高幅度有限，大约在15％至30％，其经济效益不太明显。当基础承受较大的水平力，如船撞、地震作用时，过大的局部冲刷深度使得桩身截面强度亦可成为桩基设计的控制因素。地基软弱、局部冲刷深度大这些不利的自然条件无疑限制了桩基础的应用，给基础设计提出了挑战。

发明内容

本申请实施例提供一种浮力补偿式组合基础及施工方法，以解决相关技术中在深厚软弱覆盖层、局部冲刷大、风浪影响大的地方修建桥梁桩基础时，桩基规模大、经济性差的问题。

第一方面，提供了一种浮力补偿式组合基础，其包括：

承台；

封底层，其组设于所述承台底部；

多个支承桩，所有的支承桩形成群桩，所述群桩的顶端穿入所述封底层并与所述承台连接；

主浮箱，其组设于所述承台上；

转换层，其组设于所述主浮箱上，并用于承载柱体，以将上部结构荷载传递至所述主浮箱。

一些实施例中，所述主浮箱外侧壁上还连接有侧浮箱。

一些实施例中，所述侧浮箱至少有两个，且各所述侧浮箱沿所述主浮箱的周向均匀分布。

一些实施例中，所述侧浮箱与所述主浮箱连接处设有密封件。

一些实施例中，所述主浮箱包括侧围板和底板，所述底板设于所述侧围板内，并将所述侧围板内部空间分成上区域和下区域，所述封底层至少部分位于所述下区域中。

一些实施例中，靠近所述承台外边缘的支承桩，其外边缘与所述主浮箱侧壁的净距d1≥0.3d，其中d为所述支承桩的直径。

一些实施例中，所述柱体为墩柱或塔柱。

第二方面，提供了一种如上所述的浮力补偿式组合基础的施工方法，其包括如下步骤：

施工支承桩，以形成群桩；

施沉主浮箱，直至所述主浮箱达到设计标高；

浇筑封底层，以使所述封底层与所述主浮箱内侧壁相连；

抽去所述主浮箱内的积水，并施工承台，以使所述承台与所述主浮箱内侧壁相连；

施工转换层，以密封所述主浮箱顶部。