[发明专利]一种软土地基双层箱式自调节承载结构

说明书

本发明公开了一种软土地基双层箱式自调节承载结构，包括双层箱本体，所述的双层箱本体由底板、中隔板、侧板和顶板围合形成上下分隔的气液调节舱和空气舱，气液调节舱位于空气舱的上部，气液调节舱在侧板上设有若干进出水口。本发明通过在水位较高的软土地基中设置上述结构，可利用水浮力平衡上部结构及双层箱自身荷载，大幅度降低软土地基处理工作量和费用。当地下水位高于气液调节舱侧面的进出水口最低边缘时，地下水进入气液调节舱中置换空气，当水位再次降低时空气进入气液调节舱中置换水，从而实现荷载的自调节，在水位较高时可防止结构浮起，水位较低时可防止发生较大沉降。

技术领域：

本发明涉及工程建设领域，特别是一种软土地基中的自调节承载结构，具体的说是一种软土地基双层箱式自调节承载结构。

背景技术：

我国滨海、滨江、滨湖地区广泛分布有软土地基，其具有天然含水量高、压缩性高、承载力低等特点，在该类地基上进行工程建设，通常需要对软土进行处理或采用桥梁等结构跨越。现行的软土地基处理方法包括换填、预压、复合地基等，换填法仅适用于软土层较浅的情况，预压法工期长，复合地基法工序多、造价高；桥梁跨越的方法是通过设置桩基，穿透软土层达到土性较好的土层，通常桩基深度大、结构设计施工较复杂、造价高。上述方法均为通过改良地基的方式，达到提高地基承载力、减小沉降的目的。

申请号为CN201821240157.1的发明专利公开了一种浮筏式桩基结构，通过空腔箱体置换地基土，并在箱体顶部填筑轻质土路堤，箱体下部设置桩，使得地下水浮力作用下基底应力减小，同时在箱体内初始填充部分液体，后期采用措施增减液体重量，达到控制软土地基沉降的目的。然而，采用上述技术时仍需打入处理桩，费时费力；仍需填筑路堤，增大了上部结构自重且存在取土困难等问题；需要连接导水管、通气孔和水阀等繁琐的后期调节装置，无法实现自我调节，后期调节成本较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种有效解决工程建设中高水位软土地基承载力和结构物沉降问题，可随水位变化实现自动调节荷载功能的双层箱式承载结构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种软土地基双层箱式自调节承载结构，包括双层箱本体，所述的双层箱本体由底板、中隔板、侧板和顶板围合形成上下分隔的气液调节舱和空气舱；所述的气液调节舱位于空气舱的上部；所述的气液调节舱在侧板上设有若干进出水口。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的进出水口包括竖条状或横条状。

上述的气液调节舱在侧板的外侧面设有反滤层。

上述的气液调节舱在顶板上设有若干通气孔。

上述的空气舱在侧板的外侧面以及底板的底面设有防水层。

上述的底板底面设有砂垫层，砂垫层的底面下设有片石基础。

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

地下水位位于高水位时，上述的双层箱本体底面作用于地基的荷载强度不大于地基承载力特征值。

地下水位位于低水位时，所述的双层箱本体底面作用于地基的荷载强度不大于地基承载力特征值。

地下水位与所述的进出水口最低下边缘齐平时，上述的双层箱本体底面作用于地基的荷载强度不小于零。

与现有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明充分的利用了高水位软土地基的水浮力，平衡了部分上部荷载，使得基底应力大幅度降低，减少了地基处理成本；水位变化时可自动调节荷载，结合箱体尺寸及结构与水位的位置关系设计，使基底应力位于允许范围内，可避免水位下降时发生较大沉降，也可避免水位上涨时结构上浮。