[发明专利]一种沉井与桩组成的桥梁复合基础及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，是一种隔墙中设置预留孔的沉井与桩组成的新型桥梁基础结构形式和在沉井预留孔中沉桩的复合基础施工方法。 

背景技术

沉井基础是指一个空的或多室井箱结构，利用自重及井孔内除土、穿越海(江、河)水深与覆盖层，到达预定高程，在井筒内清基或岩面处理，浇筑水下混凝土封底，形成的桥梁基础。根据施工方法的不同可分为筑岛下沉重型沉井、浮运下沉自浮式沉井、浮运直接设置自浮式沉井等几类。沉井的优点是刚度大、抵抗水平荷载能力强、施工不需要防水围堰。缺点是当地层为坚硬粘土层时，下沉速度慢，周期长、费用高。 

桩基础是由承台把一组桩连接在一起的基础。承台一般为钢筋混凝土结构。桩基础的优点是造价低、穿越土层深、沉降控制效果好。缺点是桩基础刚度小，施工需要庞大的钢围堰，深水区施工难度大。 

综合沉井和桩二者的优点，近年来沉井与桩组成的复合基础也开始出现。如我国广东江村南北大桥基础为克服岩溶发育、覆盖层不稳定的问题，采用了沉井加冲孔桩的复合基础。沉井下沉到粘土层，然后在沉井井孔中加冲孔桩，冲孔桩穿过覆盖层、不稳定溶岩和多层溶岩，直到稳定的基岩。 

南京长江大桥2、3号墩采用先将沉井下沉到一定深度，再在井孔内下沉管柱到达岩盘的复合基础方案。解决了围堰过高、钢板桩太长、抽水太深和管柱长细比不当、桥墩位移超限等问题。 

上述沉井加桩复合基础均有如下共同的缺点：1、沉井与桩通过封底混凝土进行连接，施工质量不易保证，受力机理复杂；2、封底后沉井内均留有水，井孔内空间的浮力作用没有发挥出来；3、封底混凝土浇筑必须在桩施工完成后进行，软弱土地基适用性不强，工后沉降较大。4、上述基础仅仅作为普通桥梁基础，无法作为悬索桥锚碇基础。 

发明内容

本发明的目的是提供一种沉井与桩组成的桥梁复合基础及施工方法，以克服现有技术的缺点。本发明的沉井与桩组成的复合基础，可在不同水深、不同施工环境(海洋或内河等)中采用。 

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是： 

一种沉井与桩组成的桥梁复合基础，包括沉井和桩；沉井包括井壁、隔墙、井孔、封底混凝土和顶板，其中，隔墙为纵横向墙体结构；其在沉井纵横隔墙交界处设置沉桩预留孔，钢管桩或混凝土打入桩均通过该孔下沉，待桩基施工到位后，在桩与沉桩预留孔孔壁之间浇筑混凝土，以实现沉井与桩的牢固连接。 

所述的沉井与桩组成的桥梁复合基础，其所述沉井，其底部首节为钢壳沉井，其上为片体拼装节段接高；沉井井壁及隔墙中浇筑混凝土，按需要接高，至设计标高。 

一种所述的沉井与桩组成的桥梁复合基础的施工方法，其包括步骤：A)在岸上制作首节钢壳沉井，整体浮运到桥位设计位置处定位；B)沉井井壁及隔墙中灌水下沉，沉井井壁及隔墙中浇筑混凝土，节段接高，直到沉井着床；C)沉井吸泥下沉，继续接高，直至设计标高；D)浇筑沉井封底混凝土，在沉井外周进行抛石防护；E)在井孔中抽水或填芯后，浇筑顶板；F)在沉桩预留孔中沉桩；G)在桩与沉桩预留孔壁之间浇筑混凝土，完成复合基础施工。 

所述的沉井与桩组成的桥梁复合基础的施工方法，其包括下列步骤： 

1)首节沉井制作：加工钢壳沉井预制块件，将钢壳沉井预制块件运送到拼装作业现场，完成钢壳沉井第一节整体拼装，同时铺设滑道，首节沉井通过滑道缓慢下水；进行首节沉井密水试验； 

2)首节沉井浮运：首节沉井自浮，完成首节沉井下沉、定位的锚固系统安装，用拖轮将首节沉井整体浮运到下沉位置； 

3)首节沉井定位：用导向船将首节沉井就位、系缆、定位； 

4)沉井灌水下沉：干浇刃脚混凝土；沉井采用片体拼装接高，灌水下沉，重复片体拼装接高和灌水，直至沉井着床，浇筑沉井井壁及隔墙内 混凝土； 

5)沉井吸泥下沉：接高沉井，吸泥使沉井下沉，重复接高施工，直至沉井达到设计标高； 

6)沉井封底、封顶：沉井内进行清基堵漏，浇筑封底混凝土，同时抛石防护，浇筑顶板； 

7)桩基施工：通过沉桩预留孔沉桩，进行基底压浆施工，沉桩预留孔内灌注混凝土，完成复合基础施工。 

所述的沉井与桩组成的桥梁复合基础施工方法，其所述(5)步中，接高沉井，可采用钢沉井节段，也可采用混凝土沉井节段，沉井平面可为方形、圆形或椭圆形。