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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CN108316328A CN201810175054.XA CN201810175054A CN108316328A CN 108316328 A CN108316328 A CN 108316328A CN 201810175054 A CN201810175054 A CN 201810175054A CN 108316328 A CN108316328 A CN 108316328A
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唐子健
孙焕斌
王靖
王轶喆
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Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC
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Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC
Municipal Engineering Co Ltd of Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D23/00Caissons; Construction or placing of caissons
    • E02D23/08Lowering or sinking caissons

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
[GO01]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
[0002] 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
[0003] 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。
[0004] 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 树根粧1提供反力进行固定,并设置在所述井口梁2上,所述的地锚树根粧1与所述的反力支 架3通过精乳螺纹钢或者型钢连接。
[0005] 所述的地锚树根桩1根据地质情况调整粧长,以满足抗拔力。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 所述的地锚树根桩1与所述的反力支架3通过精乳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。
[0009] 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栗 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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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
[0013]图1为本发明实施效果示意图; 图中标记说明: 1地锚树根粧,2井口梁,3反力支架,4液压油缸,5井体。
具体实施方式
[0014]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。
[0015] 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。
[0016]所述的地锚树根粧1与所述的反力支架3通过精乳螺纹钢或者型钢连接,精乳螺纹 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;精乳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。
[0017] 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。
[0018]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。
[0019]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,注衆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。
[0020]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。
[0021]所述反力支架3底梁预留有精乳螺纹钢配套的安装孔,精乳螺纹钢规格采用 PSB830 32mm。所述反力支架3通过吊装配合人工进行准确定位,下放过程中使精乳螺纹钢 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。
[0022]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⑶、液压油缸⑷以及井体⑸; 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)根据地质情况调整粧长,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)通过精乳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;精乳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. —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 根粧的布粧位置; 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粧提供足够的地锚力,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 粧(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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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110747876A (zh) * 2019-09-11 2020-02-04 中铁上海工程局集团有限公司 一种用于沉井施工下沉的辅助装置及其操作方法
CN111945764A (zh) * 2020-06-30 2020-11-17 中国二十冶集团有限公司 一种地锚压入式沉井方法

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