CN105862895B - 一种沉井超沉复位的施工装置及施工方法 - Google Patents

一种沉井超沉复位的施工装置及施工方法 Download PDF

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Abstract

一种沉井超沉复位的施工装置及施工方法，属于土木建筑领域。包括沉井结构墙，特点是该装置由支架和对称设置的提拉机构、顶撑机构组成；沉井结构墙相对两壁上设钢销通孔，通过钢销将支架及沉井结构墙连为一体；沉井结构墙外侧上端设上位操作位、下端内侧设下位操作位，提拉机构置于横梁与上位操作位之间，顶撑机构置于沉井结构墙与下位操作位之间；支架由横梁和钢夹板构成，沉井结构墙固定在钢夹板上。施工按开挖上位操作位，制作安装支架、提拉机构、顶撑机构，上拔沉井，调整偏移，底部施工步骤进行。优点是构思新颖、装置结构简单、合理，使用可靠，特别是解决了沉井超沉复位的难题，保证沉井结构完好无损，施工工艺简化，工期短、复位效果好。

Description

一种沉井超沉复位的施工装置及施工方法
技术领域
本发明属于土木建筑技术领域，尤其涉及一种沉井超沉复位的施工装置及施工方法。
背景技术
在沉井施工过程中，由于地质原因或施工操作不当，在沉井下沉过程中容易发生偏移和超沉现象。对于在允许范围内的偏移，可以采取相应的措施进行纠偏；沉井下沉超过允许的范围就视为超沉，一旦发生超沉现象，一般采取增加沉井高度，保证沉井的底板与四边上沿高度满足图纸设计要求就可以了。缺陷是在底部四边留有设备预埋件和结构的沉井，对下沉的深度有严格要求，一旦下沉超过允许范围，采用增加沉井高度就无能为力，沉井底部四边留有设备预埋件和结构无法正常使用，唯一的补救办法就是上拔复位。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明目的是提供一种沉井超沉复位的施工装置及施工方法，操作简单、稳定可靠，可以解决沉井超沉复位技术难题。
一种沉井超沉复位的施工装置，包括沉井结构墙，其特征在于该施工装置由支架和对称设置的提拉机构、顶撑机构组成；所述的沉井结构墙相对两壁上设钢销通孔，孔径不小于100mm，通过钢销将支架和沉井结构墙连为一体；沉井结构墙外侧上端设上位操作位、下端内侧设下位操作位，提拉机构设在上位操作位上，与支架相对，顶撑机构设在下位操作位上，与沉井结构墙垂直相对；所述的支架由横梁和钢夹板焊接而成钢架结构，沉井结构墙固定在钢夹板上；所述的提拉机构由钢支座、上位千斤顶、纵向钢滚、钢凳子和横向钢滚组成，置于横梁与上位操作位之间，垂直提拉调整沉井，水平移动调整沉井；所述的顶撑机构由墙体护板、下位千斤顶和垫板组成，置于沉井结构墙与下位操作位之间，垂直顶推沉井；使用时，支架及沉井结构墙在提拉机构和顶撑机构共同作用下缓慢上拔并进行横向、纵向位置调整，达到设计位置后，及时在沉井底部间隙浇筑混凝土，实现沉井复位。
进一步改进，所述的支架由横梁和钢夹板焊接而成的钢架结构，施工时根据沉井载荷，同时设置不少于一个支架；所述的横梁由H型钢制作，根据沉井载荷计算选择H型钢型号，横梁长度大于沉井结构墙两壁外侧跨度，钢夹板对称设置在横梁两端部，与沉井结构墙两壁相对应；所述的钢夹板由两块钢板垂直焊接在横梁上，钢板厚度30mm-40mm，两钢板对应设钢销通孔与沉井结构墙上的钢销通孔相对应，两钢板间距与沉井结构墙厚度相对应，两钢夹板中心线与沉井结构墙两壁中心线一致，用钢销插入钢夹板和沉井结构墙上的钢销通孔，将支架与沉井结构墙连接；所述的钢销用圆钢制作。
进一步改进，所述的提拉机构由钢支座、上位千斤顶、纵向钢滚、钢凳子、横向钢滚组成；所述的钢支座采用钢结构焊接制作，置于上位操作位上，作为支架拔起沉井的支撑点；所述的纵向钢滚和横向钢滚由圆钢制作，在拔起沉井结构墙后，用于沉井结构墙纵向位置及横向位置调整的工具，因为稳定需要，纵向钢滚和横向钢滚均要同时使用2-3根；所述的钢凳子为钢结构，高度可调节，是纵向钢滚和横向钢滚的支撑架，为防止横向钢滚滚落，钢凳子顶部与放置横向钢滚平行对应的两边设置止挡块；所述的上位千斤顶和垒叠的纵向钢滚、钢凳子、横向钢滚并列设在钢支座上，上位千斤顶上部、横向钢滚与支架横梁相接触，上位千斤顶提拉、下位千斤顶顶撑沉井上升复位后，纵向钢滚、钢凳子和横向钢滚根据沉井水平偏移情况，在纵向位置、横向位置平移调整沉井位置。
进一步改进，所述的顶撑机构由墙体护板、下位千斤顶和垫板组成，置于下位操作位上；所述的墙体护板为与沉井结构墙相符的钢板构件，用于避免下位千斤顶操作时将沉井结构墙底部混凝土损坏，影响沉井上拔复位施工；所述的下位千斤顶设在沉井结构墙底部，顶撑沉井结构墙，下位千斤顶上部顶撑墙体护板，底部置于垫板上；所述的垫板由钢板制作，大小根据沉井载荷计算确定，放置在下位千斤顶和沉井底部岩土水平底面之间，用于支撑下位千斤顶；所述的顶撑机构数量根据沉井载荷计算，间隔设计距离成对设置，不能设置在上位操作位垂直下方，避免支架受力挤压上位操作位沉井外部岩土造成土方垮塌。
一种沉井超沉复位的施工方法，按以下步骤进行：
A、开挖上位操作位在发生超沉现象的沉井结构墙上端外侧开挖设定深度、宽度的上位操作位；
B、制作支架选用满足提起沉井载荷的H型钢制作支架横梁，横梁跨度根据沉井设计而定，用两块厚度30mm-40mm的钢板制作钢夹板，垂直焊接在横梁上，钢板对应设钢销通孔与沉井结构墙上的通孔相对应，两块钢板间距与沉井结构墙厚度相对应，两钢夹板中心线与沉井结构墙两壁中心线一致；施工时根据沉井载荷，同时设置不少于一个支架，在不同位置同时操作、缓慢提起；
C、安装支架在沉井结构墙对应两壁上设钢销通孔，孔径不小于100mm，由圆钢制作的钢销插入钢夹板和沉井结构墙上钢销通孔，将支架和沉井结构墙连为一体；
D、安装提拉机构将钢支座放置在上位操作位上，置于支架正下方，上位千斤顶放置在钢支座上，上位千斤顶上部顶住横梁，缓慢操作上位千斤顶，相对位置的上位操作位上要求同时操作、缓慢提起沉井，使上位千斤顶在支架压力下不松动时，停止操作；将纵向钢滚、钢凳子和横向钢滚从下到上依次垒叠放置在钢支座上，上位千斤顶和垒叠的纵向钢滚、钢凳子、横向钢滚并列设在钢支座上，纵向钢滚和横向钢滚由圆钢制作，作用是在提起沉井后，对沉井做纵向位置及横向位置调整偏移，因为稳定需要，纵向钢滚和横向钢滚均要同时使用2-3根；
E、安装顶撑机构待提拉机构支撑住沉井结构墙后，在沉井结构墙底部开挖宽为1000mm的下位操作位，下位操作位不能设置在上位操作位垂直下方，避免支架受力挤压上位操作位沉井外部岩土造成土方垮塌；在沉井结构墙底部放置墙体护板，下位千斤顶置于垫板上，调整下位千斤顶高度使其上部顶撑墙体护板；
F、上拔沉井同时操作上位千斤顶和下位千斤顶，上位千斤顶提拉、下位千斤顶顶撑使沉井结构墙缓慢上升，施工时要注意协同作业，同时操作、缓慢提起沉井；
G、调整偏移在上位千斤顶和下位千斤顶的共同作用下，沉井上拔到设计高度后，调整钢凳子高度泄压至横向钢滚抵触到支架横梁，缓慢回落上位千斤顶、下位千斤顶至横向钢滚、钢凳子、纵向钢滚、钢支座受力支撑沉井，水平移动横向钢滚和纵向钢滚，调整沉井到设计要求位置；
H、沉井底部施工将沉井调整到设计要求位置后，拆除顶撑机构，及时在沉井结构墙底部间隙浇筑混凝土，混凝土养护达到设计强度后，缓慢操作上位千斤顶提升沉井至纵向钢滚、钢凳子、横向钢滚有松动，依次拆除横向钢滚、钢凳子、纵向钢滚，缓慢回落上位千斤顶，拆除施工装置，将土壤回填至上位操作位内。
与现有技术相比，优点是构思新颖、装置结构简单、合理，使用可靠，特别是解决了底部带有设备预埋件和结构的沉井超沉复位的难题，保证沉井结构完好无损，施工工艺简化，施工工期短、复位效果好等优点，可以在沉井施工中推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是一种沉井超沉复位的施工方法示意图。
图中：1.横梁 2.上位千斤顶 3.钢销 4.钢夹板 5.横向钢滚 6.钢凳子 7.纵向钢滚 8.钢支座 9.沉井结构墙 10.墙体护板 11.下位千斤顶12.垫板 13.下位操作位 14.沉井外部岩土 15.上位操作位。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
由图1可以看出，一种沉井超沉复位的施工装置，包括沉井结构墙9，其特点是该施工装置由支架和对称设置的提拉机构、顶撑机构组成；所述的沉井结构墙相对两壁上设钢销通孔，孔径不小于100mm，通过钢销3将支架和沉井结构墙连为一体；沉井结构墙外侧上端设上位操作位15、下端内侧设下位操作位13，提拉机构设在上位操作位上，与支架相对，顶撑机构设在下位操作位上，与沉井结构墙垂直相对；所述的支架由横梁1和钢夹板4焊接而成钢架结构，沉井结构墙固定在钢夹板上；所述的提拉机构由钢支座8、上位千斤顶2、纵向钢滚7、钢凳子6和横向钢滚5组成，置于横梁与上位操作位之间，垂直提拉调整沉井，水平移动调整沉井；所述的顶撑机构由墙体护板10、下位千斤顶11和垫板12组成，置于沉井结构墙与下位操作位之间，垂直顶推沉井。使用时，支架及沉井结构墙在提拉机构和顶撑机构共同作用下缓慢上拔并进行横向、纵向位置调整，达到设计位置后，及时在沉井底部间隙浇筑混凝土，实现沉井复位。
由图1可以看出，支架由横梁1和钢夹板4焊接而成的钢架结构，施工时根据沉井载荷，同时设置不少于一个支架；所述的横梁1由H型钢制作，根据沉井载荷计算选择H型钢型号，横梁1长度大于沉井结构墙两壁外侧跨度，钢夹板4对称设置在横梁两端部，与沉井结构墙9两壁相对应；钢夹板由两块钢板垂直焊接在横梁上，钢板厚度30mm-40mm，两钢板对应设钢销通孔与沉井结构墙上的钢销通孔相对应，两钢板间距与沉井结构墙厚度相对应，两钢夹板中心线与沉井结构墙两壁中心线一致，用钢销3插入钢夹板和沉井结构墙上的钢销通孔，将支架与沉井结构墙连接；所述的钢销3用圆钢制作。
由图1可以看出，提拉机构由钢支座8、上位千斤顶2、纵向钢滚7、钢凳子6、横向钢滚5组成；钢支座8采用钢结构焊接制作，置于上位操作位15上，作为支架拔起沉井的支撑点；纵向钢滚7和横向钢滚5由圆钢制作，在拔起沉井结构墙9后，用于沉井结构墙9纵向位置及横向位置调整的工具，因为稳定需要，纵向钢滚7和横向钢滚5均要同时使用2-3根；钢凳子6为钢结构，高度可调节，是纵向钢滚7和横向钢滚5的支撑架，为防止横向钢滚5滚落，钢凳子6顶部与放置横向钢滚5平行对应的两边设置止挡块；上位千斤顶2和垒叠的纵向钢滚7、钢凳子6、横向钢滚5并列设在钢支座8上，上位千斤顶2上部、横向钢滚5与支架横梁1相接触，上位千斤顶2提拉、下位千斤顶11顶撑沉井上升复位后，纵向钢滚7、钢凳子6和横向钢滚5根据沉井水平偏移情况，在纵向位置、横向位置平移调整沉井位置。
由图1可以看出，顶撑机构由墙体护板10、下位千斤顶11和垫板12组成，置于下位操作位13上；墙体护板为与沉井结构墙相符的钢板构件，用于避免下位千斤顶操作时将沉井结构墙9底部混凝土损坏，影响沉井上拔复位施工；下位千斤顶设在沉井结构墙底部，顶撑沉井结构墙，下位千斤顶11上部顶撑墙体护板，底部置于垫板上；垫板12由钢板制作，大小根据沉井载荷计算确定，放置在下位千斤顶和沉井底部岩土水平底面之间，用于支撑下位千斤顶；顶撑机构数量根据沉井载荷计算，间隔设计距离成对设置，不能设置在上位操作位垂直下方，避免支架受力挤压上位操作位沉井外部岩土造成土方垮塌。
一种沉井超沉复位的施工方法，按以下步骤进行：
A、开挖上位操作位在发生超沉现象的沉井结构墙9上端外侧开挖设定深度、宽度的上位操作位15；
B、制作支架选用满足提起沉井载荷的H型钢制作支架横梁1，横梁跨度根据沉井设计而定，用两块厚度30mm-40mm的钢板制作钢夹板4，垂直焊接在横梁上，钢板对应设钢销通孔与沉井结构墙9上的通孔相对应，两块钢板间距与沉井结构墙厚度相对应，两钢夹板中心线与沉井结构墙两壁中心线一致；施工时根据沉井载荷，同时设置不少于一个支架，在不同位置同时操作、缓慢提起；
C、安装支架在沉井结构墙9对应两壁上设钢销通孔，孔径不小于100mm，由圆钢制作的钢销3插入钢夹板4和沉井结构墙上钢销通孔，将支架和沉井结构墙连为一体；
D、安装提拉机构将钢支座8放置在上位操作位15上，置于支架正下方，上位千斤顶2放置在钢支座8上，上位千斤顶上部顶住横梁1，缓慢操作上位千斤顶，相对位置的上位操作位上要求同时操作、缓慢提起沉井，使上位千斤顶在支架压力下不松动时，停止操作；将纵向钢滚7、钢凳子6和横向钢滚5从下到上依次垒叠放置在钢支座上，上位千斤顶和垒叠的纵向钢滚、钢凳子、横向钢滚并列设在钢支座上，纵向钢滚和横向钢滚由圆钢制作，作用是在提起沉井后，对沉井做纵向位置及横向位置调整偏移，因为稳定需要，纵向钢滚和横向钢滚均要同时使用2-3根；
E、安装顶撑机构待提拉机构支撑住沉井结构墙9后，在沉井结构墙底部开挖宽为1000mm的下位操作位13，下位操作位不能设置在上位操作位15垂直下方，避免支架受力挤压上位操作位沉井外部岩土14造成土方垮塌；在沉井结构墙底部放置墙体护板10，下位千斤顶11置于垫板12上，调整下位千斤顶高度使其上部顶撑墙体护板；
F、上拔沉井同时操作上位千斤顶2和下位千斤顶11，上位千斤顶提拉、下位千斤顶顶撑使沉井结构墙9缓慢上升，施工时要注意协同作业，同时操作、缓慢提起沉井；
G、调整偏移在上位千斤顶2和下位千斤顶11的共同作用下，沉井上拔到设计高度后，调整钢凳子6高度至横向钢滚5抵触到横梁1，缓慢回落上位千斤顶2、下位千斤顶11泄压至横向钢滚5、钢凳子6、纵向钢滚7、钢支座8受力支撑沉井，水平移动横向钢滚5和纵向钢滚7调整沉井到设计要求位置；
H、沉井底部施工将沉井调整到设计要求位置后，拆除顶撑机构，及时在沉井结构墙9底部间隙浇筑混凝土，混凝土养护达到设计强度后，缓慢操作上位千斤顶2提升沉井至纵向钢滚7、钢凳子6、横向钢滚5有松动，依次拆除横向钢滚、钢凳子、纵向钢滚，缓慢回落上位千斤顶，拆除施工装置，将土壤回填至上位操作位15内。

Claims (5)

1.一种沉井超沉复位的施工装置，包括沉井结构墙(9)，其特征在于该施工装置由支架和对称设置的提拉机构、顶撑机构组成；所述的沉井结构墙相对两壁上设钢销通孔，孔径不小于100mm，通过钢销将支架和沉井结构墙连为一体；沉井结构墙外侧上端设上位操作位(15)、下端内侧设下位操作位(13)，提拉机构设在上位操作位上，与支架相对，顶撑机构设在下位操作位上，与沉井结构墙垂直相对；所述的支架由横梁(1)和钢夹板(4)焊接而成钢架结构，沉井结构墙固定在钢夹板上；所述的提拉机构由钢支座(8)、上位千斤顶(2)、纵向钢滚(7)、钢凳子(6)、横向钢滚(5)组成，置于横梁与上位操作位之间，垂直提拉调整沉井，水平移动调整沉井；所述的顶撑机构由墙体护板(10)、下位千斤顶(11)和垫板(12)组成，置于沉井结构墙与下位操作位之间，垂直顶推沉井；使用时，支架及沉井结构墙在提拉机构和顶撑机构共同作用下缓慢上拔并举行横向、纵向位置调整，达到设计位置后，及时在沉井底部间隙浇筑混凝土，实现沉井复位。
2.根据权利要求1所述的一种沉井超沉复位的施工装置，其特征在于所述的支架由横梁(1)和钢夹板(4)焊接而成的钢架结构，施工时根据沉井载荷，同时设置不少于一个支架；所述的横梁由H型钢制作，根据沉井载荷计算选择H型钢型号，横梁长度大于沉井结构墙两壁外侧跨度，钢夹板对称设置在横梁(1)两端部，与沉井结构墙(9)两壁相对应；所述的钢夹板由两块钢板垂直焊接在横梁上，钢板厚度30mm-40mm，两钢板对应设钢销通孔与沉井结构墙上的钢销通孔相对应，两钢板间距与沉井结构墙厚度相对应，两钢夹板中心线与沉井结构墙两壁中心线一致，用钢销(3)插入钢夹板和沉井结构墙上的钢销通孔，将支架与沉井结构墙连接；所述的钢销(3)用圆钢制作。
3.根据权利要求1所述的一种沉井超沉复位的施工装置，其特征在于所述的提拉机构的钢支座(8)采用钢结构焊接制作，置于上位操作位(15)上，作为支架拔起沉井的支撑点；所述的纵向钢滚(7)和横向钢滚(5)由圆钢制作，在拔起沉井结构墙(9)后，用于沉井结构墙纵向位置及横向位置调整的工具，因为稳定需要，纵向钢滚和横向钢滚均要同时使用2-3根；所述的钢凳子(6)为钢结构，高度可调节，是纵向钢滚(7)和横向钢滚(5)的支撑架，为防止横向钢滚滚落，钢凳子顶部与放置横向钢滚平行对应的两边设置止挡块；所述的上位千斤顶(2)和垒叠的纵向钢滚、钢凳子、横向钢滚并列设在钢支座上，上位千斤顶上部、横向钢滚与支架横梁相接触，上位千斤顶提拉、下位千斤顶顶撑沉井上升复位后，纵向钢滚、钢凳子和横向钢滚根据沉井水平偏移情况，在纵向位置、横向位置平移调整沉井位置。
4.根据权利要求1所述的一种沉井超沉复位的施工装置，其特征在于所述的顶撑机构的墙体护板(10)为与沉井结构墙(9)相符的钢板构件，用于避免下位千斤顶(11)操作时将沉井结构墙底部混凝土损坏，影响沉井上拔复位施工；所述的下位千斤顶设在沉井结构墙底部，顶撑沉井结构墙，下位千斤顶上部顶撑墙体护板，底部置于垫板上；所述的垫板(12)由钢板制作，大小根据沉井载荷计算确定，放置在下位千斤顶和沉井底部岩土水平底面之间，用于支撑下位千斤顶(11)；所述的顶撑机构数量根据沉井载荷计算，间隔设计距离成对设置，不能设置在上位操作位(15)垂直下方，避免支架受力挤压上位操作位(15)沉井外部岩土(14)造成土方垮塌。
5.根据权利要求1所述的一种沉井超沉复位的施工装置，其特征在于施工方法按以下步骤进行：
A、开挖上位操作位在发生超沉现象的沉井结构墙(9)上端外侧开挖设定深度、宽度的上位操作位(15)；
B、制作支架选用满足提起沉井载荷的H型钢制作支架横梁(1)，横梁(1)跨度根据沉井设计而定，用两块厚度30mm-40mm的钢板制作钢夹板(4)，垂直焊接在横梁(1)上，钢板对应设钢销通孔与沉井结构墙(9)上的通孔相对应，两块钢板间距与沉井结构墙(9)厚度相对应，两钢夹板(4)中心线与沉井结构墙(9)两壁中心线一致；施工时根据沉井载荷，同时设置不少于一个支架，在不同位置同时操作、缓慢提起；
C、安装支架在沉井结构墙(9)对应两壁上设钢销通孔，孔径不小于100mm，由圆钢制作的钢销(3)插入钢夹板(4)和沉井结构墙(9)上钢销通孔，将支架和沉井结构墙(9)连为一体；
D、安装提拉机构将钢支座(8)放置在上位操作位(15)上，置于支架正下方，上位千斤顶(2)放置在钢支座(8)上，上位千斤顶(2)上部顶住横梁(1)，缓慢操作上位千斤顶(2)，相对位置的上位操作位(15)上要求同时操作、缓慢提起沉井，使上位千斤顶(2)在支架压力下不松动时，停止操作；将纵向钢滚(7)、钢凳子(6)和横向钢滚(5)从下到上依次垒叠放置在钢支座(8)上，上位千斤顶(2)和垒叠的纵向钢滚(7)、钢凳子(6)、横向钢滚(5)并列设在钢支座(8)上，纵向钢滚(7)和横向钢滚(5)由圆钢制作，作用是在提起沉井后，对沉井做纵向位置及横向位置调整偏移，因为稳定需要，纵向钢滚(7)和横向钢滚(5)均要同时使用2-3根；
E、安装顶撑机构待提拉机构支撑住沉井结构墙(9)后，在沉井结构墙(9)底部开挖宽为1000mm的下位操作位(13)，下位操作位(13)不能设置在上位操作位(15)垂直下方，避免支架受力挤压上位操作位(15)沉井外部岩土(14)造成土方垮塌；在沉井结构墙(9)底部放置墙体护板(10)，下位千斤顶(11)置于垫板(12)上，调整下位千斤顶(11)高度使其上部顶撑墙体护板(10)；
F、上拔沉井同时操作上位千斤顶(2)和下位千斤顶(11)，上位千斤顶(2)提拉、下位千斤顶(11)顶撑使沉井结构墙(9)缓慢上升，施工时要注意协同作业，同时操作、缓慢提起沉井；
G、调整偏移在上位千斤顶(2)和下位千斤顶(11)的共同作用下，沉井上拔到设计高度后，调整钢凳子(6)高度至横向钢滚(5)抵触到横梁(1)，缓慢回落上位千斤顶(2)、下位千斤顶(11)泄压至横向钢滚(5)、钢凳子(6)、纵向钢滚(7)、钢支座(8)受力支撑沉井，水平移动横向钢滚(5)和纵向钢滚(7)，调整沉井达到设计要求的位置；
H、沉井底部施工将沉井调整到设计要求位置后，拆除顶撑机构，及时在沉井结构墙(9)底部间隙浇筑混凝土，混凝土养护达到设计强度后，缓慢操作上位千斤顶(2)提升沉井至纵向钢滚(7)、钢凳子(6)、横向钢滚(5)有松动，依次拆除横向钢滚(5)、钢凳子(6)、纵向钢滚(7)，缓慢回落上位千斤顶(2)，拆除施工装置，将土壤回填至上位操作位(15)内。
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