水运工程中的新型桶式基础结构技术与实践

4.2.3.1　结构主要尺度

钢质桶式基础结构适用于浅水区软土地基，结合结构特点，该结构应以平面尺度和埋深双重控制，即埋深产生的被动土压力与平面尺度产生的平面剪力，基本在一个量级上不分主次。另外，桶式基础的端面积减小，下沉端阻力可以忽略，在相同的下沉力下，桶式基础安装深度更深，因此结构主尺度设计要从空间尺度考虑。同样，钢质桶式基础结构的主尺度也分为桶式基础主尺度和上部结构主尺度，主尺度确定方法与混凝土桶式基础相同。

4.2.3.2　构件主尺度

1）隔仓设计

钢质桶式基础结构的隔仓设计与混凝土桶式基础结构的隔仓设计不同，钢质桶式基础隔仓设计重点要考虑自身稳定和局部屈曲情况，因此受力隔仓尽量采用柱壳形式，其他形式的隔仓受力后空间翘曲情况严重。另外，钢质桶式基础的隔仓设计还要考虑狭小区域的土塞作用，设计过程中隔仓截面形状应尽可能避免锐角区域出现，一般采用相同直径的柱壳作为受力主隔仓，副仓尽可能减小狭小空间。隔仓平面设置与混凝土桶式基础相同，每个方向隔仓数不少于两个，隔仓对称分布，边隔仓尺度应尽量大，隔仓体积应尽量相近，尽量做到每个隔仓抽排速度相近，使桶式基础安装过程中受力均衡，充分发挥各个构件承载能力。

2）桶壁设计(www.xing528.com)

钢质桶式基础的桶壁设计重点是空间刚度设计，桶壁壁厚主要考虑防腐，受力可从调整空间刚度进行设计。主隔仓采用柱壳时，持力层以上考虑环向加强筋提高空间刚度，加强筋间距可根据内力计算结果确定，柱壳底端考虑加大桶壁厚度提高空间刚度，一般加强高度为50cm左右。平板桶壁一般不宜采用，采用时持力层以上应考虑纵横加强，持力层中通过增加壁厚进行加强设计。

3）隔板设计

钢质桶式基础的隔板分为连接平板和柱壳。同心柱壳形式设计时，内部柱壳设计同桶壁柱壳设计，连接平板设计高度方向考虑设置加强筋，水平方向只考虑受拉，不考虑受压作用，隔板厚度根据内力计算结果选取；若是采用多个相同直径小桶组合形式时，连接平板设计考虑持力层以上水平向加强或采用箱梁形式，持力层以下高度方向考虑设置加强筋，设置密度以不形成土塞为控制标准。

4）盖板设计

盖板是钢质桶式基础的控制部件，它的设计控制着结构的整体重量。盖板一般采用主次梁结构，面板将力传给次梁，再由次梁传给主梁，由主梁传给桶壁和隔板，其主次梁尺度通过内力计算确定。但是这种设计容易出现应力集中，交界处构造措施复杂。盖板设计还可以采用箱梁形式，在主梁下面增加一层钢板，使盖板底面形成整体，减小主梁应力集中，在传导荷载时更均匀，有利于避免桶壁和隔板处应力集中，但是增加了盖板的重量，设计时应综合比较确定。