CN108316328A - 一种用于沉井施工的加压下沉装置及其施工方法 - Google Patents

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孙焕斌
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Abstract

本发明属于一种用于沉井施工的加压下沉装置及其施工方法，包括树根桩、压沉支架、液压油缸、井口梁，所述的液压油缸倒置尾部固定于反力支架。所述井体设于反力支架的立柱侧旁，所述的液压油缸倒置尾部固定于反力支架，井体顶部与液压油缸的活塞杆相抵，实现加压下沉；所述反力支架的底梁通过所述的地锚树根桩提供反力进行固定，并设置在所述井口梁上，所述的地锚树根桩与所述的反力支架通过精轧螺纹钢或者型钢连接。本发明结构简单，安装及操作方便，适用性广，可用于各种井体直径、形状的沉井施工。

Description

一种用于沉井施工的加压下沉装置及其施工方法
技术领域
本发明属于施工技术领域，具体涉及一种用于沉井施工的加压下沉装置及其施工方法。
背景技术
目前沉井施工普遍采用依靠沉井自重、配合挖掘井体的方法，该方法要求有足够的井体结构自重，施工进度较慢，常遇到下沉困难的情况，容易发生井体歪斜等质量问题。本发明可在沉井过程中提供额外的下压力促进下沉，可加快施工速度，控制沉井姿态，克服困难地质条件。
发明内容
本发明使得在沉井施工过程中，无需再频繁排挖井内土体，使得井体可以在额外下压力的帮助下穿透土层，从而实现可控、有效、稳定的下沉；同时解决面对坚硬土质时沉井难以下沉的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于沉井施工的加压下沉装置，其特征在于：包括地锚树根桩1、井口梁2、反力支架3、液压油缸4以及井体5；
所述井体5设于反力支架3的立柱侧旁，所述的液压油缸3倒置尾部固定于反力支架，井体5顶部与液压油缸的活塞杆相抵，实现加压下沉；所述反力支架3的底梁通过所述的地锚树根桩1提供反力进行固定，并设置在所述井口梁2上，所述的地锚树根桩1与所述的反力支架3通过精轧螺纹钢或者型钢连接。
所述的地锚树根桩1根据地质情况调整桩长，以满足抗拔力。
所述的井口梁2采用混凝土浇筑，用以形成所述反力支架3的安装平台，同时所述井口梁2对沉井下沉方向起到纠偏作用。
所述的反力支架2由立柱、底梁、斜撑、上牛腿、中牛腿等型钢构件焊接组成，立柱、底梁、斜撑构成一直角三角形结构的反力支架，并由上牛腿、中牛腿加强固定。
所述的地锚树根桩1与所述的反力支架3通过精轧螺纹钢或者型钢连接，精轧螺纹钢或者型钢伸入所述的地锚树根桩1一定长度，并于桩身内部钢筋笼焊接，连接件与树根桩1两者之间通过机械咬合力与化学粘合力连接固定；精轧螺纹钢或者型钢穿过所述的反力支架3上预留安装孔后，采用焊接或者螺母连接固定；所述反力支架3设置在所述井口梁2上。
一种用于沉井施工的加压下沉装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，施工前应对压沉装置数量以及位置进行规划设计，并于现场精确定位所述树根桩的布桩位置；
步骤二，在制作井体主体结构前，开挖基坑并施工刃脚层；
步骤三，施工所述井口梁2，加压下沉装置根据需求设置数台围绕井口均匀布置，液压装置安装在专门设置的混凝土井口梁上，井口梁采用防水混凝土浇筑而成，它可以起到阻绝地表水、纠偏井体的作用；此外，其材料的硬度以及整体刚度保证加压下沉过程中加压装置的稳定，不会因为地面不均匀沉降等原因导致装置移位甚至倾斜倒塌；
步骤四，安装所述反力支架3，开始井体主体结构的压沉作业；压沉方式采用液压油泵活塞杆直接顶推井体，提供足够的推力使得井体能够穿透坚硬土层从而顺利下沉；每台加压装置通过两根地锚桩提供足够的地锚力，用来平衡液压油泵顶推时的反力；沉井施工过程中，加压装置可通过所述液压油缸4活塞杆行程来测定井体的垂直度、下沉速率，然后可通过分别调节液压油缸的输出加压力来进行纠偏，或者统一调节整个加压系统的输出加压力来控制下沉速率。
所述树根桩1采用钻孔二次压浆灌注桩，注浆材料采用混凝土或者水泥砂浆。
在制作井体主体结构前，在井体周边外扩一定距离放坡开挖基坑，然后制作井体刃脚，刃脚层外侧敷设泡沫薄板，随后在基坑侧壁与刃脚之间浇筑所述井口梁2；所述井口梁2施工完成后，用特定溶解剂溶解泡沫板，使刃脚层与井口梁分离。
本发明该发明可在沉井施工过程中向井体提供额外的可控推力，使得沉井施工可以更快速效率，不再需要通过挖取井体内土体使沉井依靠重力下沉，进而减小井体的结构自重，节省成本节约材料；并可加快施工速度，控制沉井姿态，克服困难地质条件。本发明结构简单，安装及操作方便，保障了沉井施工过程中的可控、稳定、有效下沉。简单的说：
1、本发明结构简单，安装及操作方便；
2、采用本发明实现了沉井过程中的加压下沉；
3、本发明适用性广，可用于各种井体直径、形状的沉井施工。
附图说明
图1为本发明实施效果示意图；
图中标记说明：
1地锚树根桩，2井口梁，3反力支架，4液压油缸，5井体。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步描述，以下实例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
一种用于沉井施工的压沉装置，其特征在于：包括地锚树根桩1、井口梁（2）、反力支架3、液压油缸4。整个装置通过所述的地锚树根桩1提供反力进行固定，所述的地锚树根桩1根据地质情况调整桩长，以满足抗拔力要求。所述的反力支架3由立柱、底梁、斜撑、上牛腿、中牛腿等型钢构件焊接组成。所述的液压油缸4倒置尾部固定于反力支架，反力作用于上牛腿。
所述的地锚树根桩1与所述的反力支架3通过精轧螺纹钢或者型钢连接，精轧螺纹钢或者型钢伸入所述的地锚树根桩1一定长度，两者之间通过机械咬合力与化学粘合力连接固定；精轧螺纹钢或者型钢穿过所述的反力支架3底梁上预留安装孔后，采用焊接或者螺母连接固定；所述反力支架3安装在所述井口梁2上。
如图1所示本实例所述的一种用于沉井施工的加压下沉装置。该装置根据需求设置数台围绕井口均匀布置，压沉方式采用液压油泵活塞杆直接顶推井体，提供足够的推力使得井体能够穿透坚硬土层从而顺利下沉。每台加压装置通过两根地锚桩提供足够的地锚力，用来平衡液压油泵顶推时的反力。液压装置安装在专门设置的混凝土井口梁上，井口梁采用防水混凝土浇筑而成，它可以起到阻绝地表水、纠偏井体的作用；此外，其材料的硬度以及整体刚度保证加压下沉过程中加压装置的稳定，不会因为地面不均匀沉降等原因导致装置移位甚至倾斜倒塌。
施工前，应对压沉装置数量以及位置进行规划设计，并于现场精确定位所述树根桩1的布桩位置。
所述反力支架3采用两根树根桩1进行固定，所述树根桩1采用钻孔二次压浆灌注桩，桩径不大于500mm，注浆材料采用混凝土或者水泥砂浆，第一次压浆强度1~2MPa，强度3~5MPa。桩身全高布置钢筋笼，精轧螺纹钢应与钢筋笼有效焊接，其进入桩身长度不应小于3米，地面以上预留长度不少于0.5米。
在制作井体主体结构前，在井体周边外扩2.5~3米距离放坡开挖基坑，放坡角度45°~60°，开挖过程中不得扰动树根桩，然后制作井体刃脚，刃脚层外侧敷设50毫米厚泡沫薄板，随后在基坑侧壁与刃脚之间浇筑所述井口梁2。所述井口梁2施工完成后，用特定溶解剂溶解泡沫板，使刃脚层与井口梁分离。
所述反力支架3底梁预留有精轧螺纹钢配套的安装孔，精轧螺纹钢规格采用PSB830 32mm。所述反力支架3通过吊装配合人工进行准确定位，下放过程中使精轧螺纹钢穿过支架预留安装孔。吊装完成后，采用配套螺帽或者焊接进行所述反力支架3与精轧螺纹钢的连接固定作业。依次进行直到所用压沉装置安装完成。
所述液压油缸4可提供最大100t推力，它与反力支架3通过法兰连接或者焊接，油缸活塞杆端头设有弹性垫片，防止压沉井体时时因局部应力过大导致混凝土开裂破坏；每次压沉施工开始前，井体混凝土强度不得小于其85%标准立方体抗压强度。沉井施工过程中，加压装置可通过所述液压油缸4活塞杆行程来测定井体的垂直度、下沉速率，然后可通过分别调节液压油缸的输出加压力来进行纠偏，或者统一调节整个加压系统的输出加压力来控制下沉速率。

Claims (8)

1.一种用于沉井施工的加压下沉装置，其特征在于：包括地锚树根桩（1）、井口梁（2）、反力支架（3）、液压油缸（4）以及井体（5）；
所述井体（5）设于反力支架（3）的立柱侧旁，所述的液压油缸（3）倒置尾部固定于反力支架，井体（5）顶部与液压油缸的活塞杆相抵，实现加压下沉；所述反力支架（3）的底梁通过所述的地锚树根桩（1）提供反力进行固定，并设置在所述井口梁（2）上，所述的地锚树根桩（1）与所述的反力支架（3）通过精轧螺纹钢或者型钢连接。
2.如权利要求1所述的一种用于沉井施工的加压下沉装置，其特征在于：所述的地锚树根桩（1）根据地质情况调整桩长，以满足抗拔力。
3.如权利要求1所述的一种用于沉井施工的加压下沉装置，其特征在于：所述的井口梁（2）采用混凝土浇筑，用以形成所述反力支架（3）的安装平台，同时所述井口梁（2）对沉井下沉方向起到纠偏作用。
4.如权利要求1所述的一种用于沉井施工的加压下沉装置，其特征在于：所述的反力支架（2）由立柱、底梁、斜撑、上牛腿、中牛腿等型钢构件焊接组成，立柱、底梁、斜撑构成一直角三角形结构的反力支架，并由上牛腿、中牛腿加强固定。
5.如权利要求1所述的一种用于沉井施工的加压下沉装置，其特征在于：所述的地锚树根桩（1）与所述的反力支架（3）通过精轧螺纹钢或者型钢连接，精轧螺纹钢或者型钢伸入所述的地锚树根桩（1）一定长度，并于桩身内部钢筋笼焊接，连接件与树根桩（1）两者之间通过机械咬合力与化学粘合力连接固定；精轧螺纹钢或者型钢穿过所述的反力支架（3）上预留安装孔后，采用焊接或者螺母连接固定；所述反力支架（3）设置在所述井口梁（2）上。
6.一种用于沉井施工的加压下沉装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，施工前应对压沉装置数量以及位置进行规划设计，并于现场精确定位所述树根桩的布桩位置；
步骤二，在制作井体主体结构前，开挖基坑并施工刃脚层；
步骤三，施工所述井口梁（2），加压下沉装置根据需求设置数台围绕井口均匀布置，液压装置安装在专门设置的混凝土井口梁上，井口梁采用防水混凝土浇筑而成，它可以起到阻绝地表水、纠偏井体的作用；此外，其材料的硬度以及整体刚度保证加压下沉过程中加压装置的稳定，不会因为地面不均匀沉降等原因导致装置移位甚至倾斜倒塌；
步骤四，安装所述反力支架（3），开始井体主体结构的压沉作业；压沉方式采用液压油泵活塞杆直接顶推井体，提供足够的推力使得井体能够穿透坚硬土层从而顺利下沉；每台加压装置通过两根地锚桩提供足够的地锚力，用来平衡液压油泵顶推时的反力；沉井施工过程中，加压装置可通过所述液压油缸4活塞杆行程来测定井体的垂直度、下沉速率，然后可通过分别调节液压油缸的输出加压力来进行纠偏，或者统一调节整个加压系统的输出加压力来控制下沉速率。
7.如权利要求6所述用于沉井施工的加压下沉装置的施工方法，其特征在于：所述树根桩（1）采用钻孔二次压浆灌注桩，注浆材料采用混凝土或者水泥砂浆。
8.如权利要求6所述用于沉井施工的加压下沉装置的施工方法，其特征在于：在制作井体主体结构前，在井体周边外扩一定距离放坡开挖基坑，然后制作井体刃脚，刃脚层外侧敷设泡沫薄板，随后在基坑侧壁与刃脚之间浇筑所述井口梁（2）；所述井口梁（2）施工完成后，用特定溶解剂溶解泡沫板，使刃脚层与井口梁分离。
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