專利名稱：錨樁式沉井基礎(chǔ)及其施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁的基礎(chǔ)，尤其涉及一種大型橋梁的錨樁式沉井基礎(chǔ)。本發(fā)明還 涉及該基礎(chǔ)的施工工藝。
背景技術(shù)：
目前的工程中通常使用沉井基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，二者分開使用。沉井基礎(chǔ)是一種上下敞 口帶刃腳的空心井筒狀結(jié)構(gòu)下沉水中到設(shè)計(jì)標(biāo)高處，以井筒作為結(jié)構(gòu)外殼而建筑成的基 礎(chǔ)。沉井采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。施工時(shí)，先就地制作第一節(jié)井筒，然后用適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ?井筒內(nèi)挖土，使沉井在自重作用下克服阻力而下沉，在巖石區(qū)需采用爆破助沉的工藝進(jìn) 行輔助。隨著井筒的下沉，逐步分節(jié)加高井筒，沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在其下端澆筑混凝土 進(jìn)行封底，沉井頂部再封蓋接筑墩柱及施工上部結(jié)構(gòu)。使用沉井基礎(chǔ)時(shí)，隨著荷載的增 加或由于地質(zhì)因素需下沉到合理的持力層，沉井需再增加一節(jié)或多節(jié)的高度，施工費(fèi)用 增加幅度將急劇上升，且施工周期長；'在巖石區(qū)，沉井相對下沉速度慢，而爆破助沉在 一定的深度內(nèi)將具有一定的危險(xiǎn)性，如沉井發(fā)生側(cè)偏或局部開裂，工程質(zhì)量不易保證。樁基礎(chǔ)一般由多根鉆孔樁和聯(lián)接于樁頂?shù)某信_共同組成。若樁身全部埋于土中，承 臺底面與土體接觸，則稱為低承臺樁基；若樁身上部露出地面而承臺底位于地面以上， 則稱為高承臺樁基。對于有通航或泄洪要求的地區(qū)，往往承臺要求設(shè)置于河底以下，基 礎(chǔ)由于龐大帶來大量的挖方工程量，且對于大跨度橋梁，隨著荷載的增加，樁基和承臺 需要做得非常龐大，施工費(fèi)用高，而且對于深水基礎(chǔ)，尚需要采用相應(yīng)龐大的鋼圍堰， 以滿足施工要求，施工完成后，巨量的鋼圍堰還需拆除，部分將埋于土中無法回收，造 成很大程度的浪費(fèi)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種兼顧沉井基礎(chǔ)和樁基 礎(chǔ)兩種型式的優(yōu)點(diǎn)、易于保證施工質(zhì)量，且能降低施工費(fèi)用的錨樁式沉井基礎(chǔ)及其施工 工藝。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的 一種錨樁式沉井基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)本體，所 述基礎(chǔ)本體的下方設(shè)置有鉆孔灌注樁。所述沉井基礎(chǔ)的沉井下端澆筑的封底混凝土聯(lián)接鉆孔灌注樁。所述鉆孔灌注樁伸入封底混凝土的深度范圍是100 250mm。本發(fā)明一種錨樁式沉井基礎(chǔ)施工工藝，包括以下步驟(1) 將沉井沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高；(2) 在沉井內(nèi)鉆孔、灌注混凝土形成鉆孔灌注樁；(3) 在沉井下端澆筑封底混凝土進(jìn)行封底；(4) 沉井頂部封蓋。所述步驟(3)中澆筑的封底混凝土同時(shí)澆筑在鉆孔灌注樁上。所述鉆孔灌注樁伸入封底混凝土的深度范圍是100 250mm。本發(fā)明的有益效果是將沉井基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了有效組合，使其各自的特點(diǎn)在功 能上彼此支持。(1) 由于沉井的工程量若再增加一節(jié)的高度，施工費(fèi)用將較明顯提高，施工周期加 長，加上在巖石區(qū)，沉井相對下沉速度慢，而爆破助沉在一定的深度內(nèi)將具有一定的危 險(xiǎn)性，如沉井側(cè)偏和局部開裂。由于樁基具有很大的豎向單樁剛度和群樁剛度，繼續(xù)在 井內(nèi)施工，不會使井筒再次下沉，因此避免了沉井可能產(chǎn)生的過大偏移和不均勻沉降， 確保了構(gòu)筑物的安全性。(2) 本發(fā)明是在沉井基礎(chǔ)內(nèi)再進(jìn)行樁基礎(chǔ)的施工，很好地利用了沉井的圍堰功能， 直接在沉井內(nèi)進(jìn)行樁基礎(chǔ)的施工，既避免了沉井進(jìn)一步下沉造成的危險(xiǎn)性和沉井增加一 節(jié)的工程量，又避免了全部采用樁基礎(chǔ)的方案需耗費(fèi)巨量的鋼圍堰，大大降低了工程造 價(jià)。(3) 由于樁基礎(chǔ)支承于堅(jiān)硬的基巖上，具有很高的豎向單樁承載力和群樁效能，承載力得到充分利用，足以承擔(dān)沉井所能承擔(dān)的承載力余下的全部豎向荷載，包括偏心荷 載。提高了沉井基礎(chǔ)的可靠性。(4) 本發(fā)明的聯(lián)合基礎(chǔ)上半部采用沉井基礎(chǔ)，憑借其巨大的側(cè)向剛度，使其在拱橋的受力條件下具有很強(qiáng)的整體抗傾覆能力，亦能較好的抵御由于風(fēng)和地震引起的水平荷 載與力矩荷載，保證了整座大橋的抗傾覆穩(wěn)定性。而下半部有充分利用樁基強(qiáng)大的承載 能力，滿足一部分荷載的需要。(5) 本發(fā)明由于采用了錨樁與沉井的聯(lián)合結(jié)構(gòu)，使沉井的制作周期由于能夠減少節(jié) 段而明顯減短，而樁基的施工速度快，因此，節(jié)省了大量的沉井工程量，大大縮短了施 工工期。 '綜上所述，本發(fā)明充分優(yōu)化了沉井基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的各自特性，具有減少施工圍堰、 降低基礎(chǔ)工程量、加快施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益顯著等多方面優(yōu)勢和特點(diǎn)，具有很高的推廣 和應(yīng)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明錨樁式沉井基礎(chǔ)的平面布置圖； 圖2是本發(fā)明錨樁式沉井基礎(chǔ)的立面布置圖。附圖標(biāo)記1、沉井，2、鉆孔樁，3、沉井下端澆筑的封底混凝土。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述如圖1和圖2所示，本發(fā)明是一種錨樁式沉井基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)本體，所述基礎(chǔ)本體的下方設(shè)置有鉆孔灌注樁2。鉆孔灌注樁也叫做錨樁。沉井1下端澆筑的封底混凝土 3 同時(shí)澆筑在鉆孔灌注樁2上。沉井封底混凝土澆筑在鉆孔灌注樁上，鉆孔灌注樁伸入封底混凝土的深度范圍宜為 10(T250mm。采用此種聯(lián)合結(jié)構(gòu)，沉井的橫截面形狀和刃腳的水平傾角與常規(guī)的沉井基礎(chǔ)相同。但井內(nèi)的隔墻設(shè)置應(yīng)充分考慮錨樁的施工空間。錨樁的布置在間距上滿足現(xiàn)行規(guī) 范即可。本發(fā)明通過在沉井基礎(chǔ)的下面設(shè)置錨樁的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了相同條件下，沉井基礎(chǔ)的小 型化，與大范圍群樁相比，具有更多的優(yōu)越性。一是，由于沉井本身是封閉桶型結(jié)構(gòu)，完全作到了自圍堰，不用像做鉆孔樁那樣， 還需要做大的鋼圍堰，因此，施工進(jìn)度相應(yīng)加快，節(jié)省了施工措施費(fèi)，而如果完全采用 沉井基礎(chǔ)，由于需將沉井的支撐面置于持力層上，則需要再增加一節(jié)或多節(jié)沉井，而增 加一節(jié)或多節(jié)沉井的工程量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用鉆孔樁的工程量。因此在相同地理?xiàng)l件下，本 發(fā)明可以采用沉井長度短得多的井筒和工程量小得多的樁基礎(chǔ)達(dá)到使工程量最優(yōu)的目 的。以某大橋?yàn)槔粼黾右还?jié)長度為5m的沉井，則其混凝土的工程量為356.2m3， 鋼筋為8327. 2kg。而采用了錨樁式沉井基礎(chǔ)，錨樁的直徑為1500mm，根數(shù)為六根，樁 長為5m，則錨樁的混凝土工程量為64.2m3，鋼筋為3738kg。由此可見，經(jīng)濟(jì)效益顯 著。二是，本發(fā)明更適合于基巖地區(qū)，沉井可沉深度小，卻能保證大剛度，尤其能夠滿 足拱橋狀態(tài)下的抗推剛度，能夠很好地保證整體穩(wěn)定性。而樁基礎(chǔ)的鉆孔速率又遠(yuǎn)遠(yuǎn)好 于沉井的下沉速率，使施工工期大大減少。三是，沉井具有很好的整體剛度，因此由于剛度好便可采用單獨(dú)沉井體系，即對于 拱橋來說，可以在每條拱肋下單獨(dú)設(shè)置錨樁式沉井，可以多點(diǎn)開工，施工速度大大加快， 工程量比全斷面的樁基礎(chǔ)大大節(jié)省。仍某大橋?yàn)槔?，若采用大承臺群樁基礎(chǔ)，則承臺與 樁的混凝土總的工程量約為13011m3，鋼筋為142710kg。而采用了錨樁式沉井基礎(chǔ)， 則錨樁與沉井總的混凝土工程量約為1113. lm3，鋼筋為9U36kg。由此可見，經(jīng)濟(jì)效 益顯著。本發(fā)明一種錨樁式沉井基礎(chǔ)施工工藝，包括以下步驟(1) 將沉井l沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高；(2) 在沉井l內(nèi)鉆孔、灌注混凝土形成鉆孔灌注樁2;(3) 在沉井1下端澆筑封底混凝土 3;封底混凝土3同時(shí)澆筑在鉆孔樁2上。鉆孔 灌注樁伸入封底混凝土的深度范圍是100 250mm。(4) 沉井1頂部封蓋。 盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下， 還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種錨樁式沉井基礎(chǔ)，包括沉井基礎(chǔ)本體，其特征是，所述基礎(chǔ)本體的下方設(shè)置有鉆孔灌注樁。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨樁式沉井基礎(chǔ)，其特征是，所述沉井基礎(chǔ)的沉井下端澆 筑的封底混凝土聯(lián)接鉆孔灌注樁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的錨樁式沉井基礎(chǔ)，其特征是，所述鉆孔灌注樁伸入封底混 凝土的深度范圍是100 250mrn。
4. 一種錨樁式沉井基礎(chǔ)施工工藝，其特征是，包括以下步驟(1) 將沉井沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高；(2) 在沉井內(nèi)鉆孔、灌注混凝土形成鉆孔灌注樁；(3) 在沉井下端澆筑封底混凝土進(jìn)行封底；(4) 沉井頂部封蓋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的錨樁式沉井基礎(chǔ)施工工藝，其特征是，所述步驟(3)中 澆筑的封底混凝土同時(shí)澆筑在鉆孔灌注樁上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的錨樁式沉井基礎(chǔ)施工工藝，其特征是，所述鉆孔灌注樁伸 入封底混凝土的深度范圍是100 250mrn。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種錨樁式沉井基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)本體，所述基礎(chǔ)本體的下方設(shè)置有鉆孔灌注樁。本發(fā)明還公開了一種錨樁式沉井基礎(chǔ)施工工藝，包括以下步驟(1)將沉井沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高；(2)在沉井內(nèi)鉆孔、灌注混凝土形成鉆孔灌注樁；(3)在沉井下端澆筑封底混凝土進(jìn)行封底；(4)沉井頂部封蓋。本發(fā)明充分優(yōu)化了沉井基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的各自特性，具有減少施工圍堰、降低基礎(chǔ)工程量、加快施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益顯著等多方面優(yōu)勢和特點(diǎn)，具有很高的推廣和應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號E02D27/20GK101270581SQ20081005305
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者關(guān)麗筠, 劉旭鍇, 孫立新, 鞏漢波, 焯 康, 強(qiáng) 張, 張宜松, 景 曹, 濤 朱, 李明生 申請人:天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院