CN109137952B - 沉井位于软弱土层段的加固装置及加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉井位于软弱土层段的加固装置，包括：封闭环，其外侧壁沿周向密封固定于所述沉井位于软弱土层段底部位置处的内侧壁上；多对限位滑槽，所述限位滑槽的长度方向与所述沉井的长度方向一致，每对限位滑槽中心对称设置于所述沉井内侧壁上；多个加固筒，多个加固筒从下至上依次叠加形成筒体，所述筒体底端抵接于所述封闭环顶面上，且所述筒体的直径小于每对限位滑槽之间的距离，所述筒体外侧壁与所述沉井内侧壁之间形成一个类环形的空腔，其中，每个加固筒外侧壁周向设有与限位滑槽一一对应的限位滑块；混凝土层，其填充于所述空腔内。本发明具有使加固筒精准的到达预设位置处，并且可以使多个加固筒依次精准的首尾叠加的有益效果。

Description

沉井位于软弱土层段的加固装置及加固方法

技术领域

本发明涉及公路桥梁沉井基础施工领域。更具体地说，本发明涉及一种沉井位于软弱土层段的加固装置及加固方法。

背景技术

由于地质条件非常复杂，在竖井施工中经常会遇到Ⅳ类或Ⅴ类围岩等软弱地质层结构，尤其是在竖井施工中遇到上第三系未胶结砂岩(砂层)、泥质细砂岩、砂质粘土岩互层或交叉等属于不稳定Ⅳ类围岩或极不稳定Ⅴ类围岩的地质层结构，这种地质结构含水量丰富，在高承压水、重力及地应力作用下易软化、泥化、崩解，因此对位于此地层结构的沉井外壁受挤压力大，容易导致竖井施工频繁发生高压涌水、流砂和塌方现象，现有技术中采用在此阶段内增设加固定筒，使加固定筒固定位于此阶段的沉井内侧壁上，以加固此段沉井侧壁，但是，在将固定筒放置于此阶段的过程中，容易造成位置偏移，并有在放置过程中需要安装和拆卸复杂的灌浆装置、气体平衡装置、以及每节加固定筒之间的定位装置，施工工艺复杂，耗时长，效率低，因此提供一种方便快捷的安装加固筒是值得思量的。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种沉井位于软弱土层段的加固装置，具有使加固筒精准的到达预设位置处，并且可以使多个加固筒依次精准的首尾叠加的作用；

还提供一种沉井位于软弱土层段的加固装置的加固方法，只需要在初始阶段安装注浆装置，在加固筒均加固完成后，拆除注浆装置即可，大大减少了施工时间，简化了施工工艺。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种沉井位于软弱土层段的加固装置，包括：

封闭环，其外侧壁沿周向密封固定于所述沉井位于软弱土层段底部位置处的内侧壁上，所述封闭环顶面呈水平状态；

多对限位滑槽，所述限位滑槽的长度方向与所述沉井的长度方向一致，每对限位滑槽中心对称设置于所述沉井内侧壁上，所述限位滑槽底端固定于所述封闭环顶面、顶端不低于所述沉井顶面；

多个加固筒，多个加固筒从下至上依次叠加形成筒体，所述筒体底端抵接于所述封闭环顶面上，且所述筒体的直径小于每对限位滑槽之间的距离，所述筒体顶端不低于软弱土层段顶部位置处，所述筒体外侧壁与所述沉井内侧壁之间形成一个类环形的空腔，其中，每个加固筒外侧壁周向设有与限位滑槽一一对应的限位滑块，每个限位滑块远离所述加固筒的一端伸入一个限位滑槽内；

混凝土层，其填充于所述空腔内，其中，所述混凝土层由注浆装置从所述空腔注入形成。

优选的是，所述加固筒的顶端设有凹槽，所述凹槽沿径向的截面呈上底边长下底边短的梯形，且梯形靠近所述加固筒的中心轴一侧的边向上延伸形成导向板，所述加固筒底端设有与所述凹槽匹配的凸起，所述凸起的外表面敷设有橡胶层。

优选的是，所述限位滑块远离所述加固筒的一端具有一类半球形的第一容纳槽，所述第一容纳槽内容纳有一第一滚珠，所述第一容纳槽的开口的直径小于所述第一滚珠的直径，所述限位滑槽朝向所述加固筒中轴线的侧壁与所述第一滚珠远离所述加固筒的一侧接触。

优选的是，所述限位滑块分别朝向所述限位滑槽相互平行的两侧壁的侧壁上一一对应设有第二容纳槽，所述第二容纳槽呈类圆柱形，所述第二容纳槽的长度方向与所述加固筒的径向一致，所述第二容纳槽内沿其长度方向依次容纳有多个第二滚珠，所述第二滚珠的直径大于所述第二容纳槽开口处的宽度，所述第二滚珠与所述限位槽侧壁接触。

优选的是，所述限位滑槽的数量为两对。

优选的是，每个加固筒上的限位滑块有上下两组，每组限位滑块位于同一水平面上。

还提供一种沉井位于软弱土层段的加固装置的加固方法，包括以下步骤：

步骤一、在沉井位于软弱土层段底部位置处的内侧壁上焊接所述封闭环；

步骤二、将限位滑槽固定于沉井内侧壁上；

步骤三、通过吊运装置将其中一个加固筒垂直放入沉井内，并且使限位滑块一一对应伸入限位滑槽内，当加固筒下降直至其底端抵接至所述封闭环顶面上；

步骤四、安装注浆装置，沿加固筒与沉井之间形成的环形的空腔内均匀布置注浆管，且每个注浆管竖直布置；

步骤五、注浆，使注浆量与该加固筒与沉井之间形成的环形的空腔相匹配，然后将注浆管向上提升至其底端高于该加固筒；

步骤六、待注入的浆达到一定强度；

步骤七、重复步骤三、步骤五、及步骤六，依次将多个加固筒一一固定到沉井内，其中，多个加固筒从下至上依次首尾相接，形成所述筒体，注入的浆凝固后形成所述混凝土层。

步骤八、移除注浆装置。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、具有使加固筒精准的到达预设位置处，并且可以使多个加固筒依次精准的首尾叠加的作用；

第二、只需要在初始阶段安装注浆装置，在加固筒均加固完成后，拆除注浆装置即可，大大减少了施工时间，简化了施工工艺；

第三、由于限位滑块与限位滑槽之间存在细微间隙，导致加固筒在下降过程中有可能会发生细微偏离，因此在加固筒与其相邻的下方的加固筒对接时，有可能会产生细微偏离，为了避免这一细微偏离，设置了凹槽、导向板、及凸起，当加固筒的凸起细微偏离时，可以落到导向板上，再加上重力作用下，可以沿导向板滑入凹槽内，起到纠偏作用，同时凹槽与凸起的匹配，可以使相邻两个加固筒之间连接更牢固，加强其对沉井的加固效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一种技术方案的俯视示意图；

图2为本发明其中一种技术方案的竖直方向剖示图；

图3为本发明其中一种技术方案的相邻两个加固筒的局部细节图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～3所示，一种沉井位于软弱土层段的加固装置，包括：

封闭环2，其外侧壁沿周向密封固定于所述沉井1位于软弱土层段底部位置处的内侧壁上，所述封闭环2顶面呈水平状态，形成一个底部支撑部，用于临时支撑加固筒4；

多对限位滑槽3，所述限位滑槽3的长度方向与所述沉井1的长度方向一致，每对限位滑槽3中心对称设置于所述沉井1内侧壁上，所述限位滑槽3底端固定于所述封闭环2顶面、顶端不低于所述沉井1顶面，具有导向作用，用于限制加固筒4沿限位滑槽3限制的方向下降，以避免加固筒4偏离位置，而无法精准的到达预设位置处；

多个加固筒4，多个加固筒4从下至上依次叠加形成筒体，所述筒体底端抵接于所述封闭环2顶面上，且所述筒体的直径小于每对限位滑槽3之间的距离，所述筒体顶端不低于软弱土层段顶部位置处，所述筒体外侧壁与所述沉井1内侧壁之间形成一个类环形的空腔，其中，每个加固筒4外侧壁周向设有与限位滑槽3一一对应的限位滑块41，每个限位滑块41远离所述加固筒4的一端伸入一个限位滑槽3内，由于软弱土层段的竖直范围较广，如果不是分节制成多个加固筒4，而是一体成型，制成一个筒体，则对于吊运、安装、下沉、移位、对准都会增加很大的难度，而且制成一个个加固筒4，即方便限位滑块41对准限位滑槽3进行定位，又可以减少封闭环2的压力，避免封闭环2受力过大而损坏；

混凝土层5，其填充于所述空腔内，其中，所述混凝土层5由注浆装置从所述空腔注入形成，用于将加固筒4与沉井1固结于一体，起到对沉井1位于软弱土层段底部位置处进行加固的作用。

现有技术中，在进行加固筒4的固定过程中，加固筒4容易偏离位置，难于精准的使每节加固筒4依次叠加，影响加固筒4的加固效果，在上述技术方案中，限位滑槽3具有导向作用，用于限制加固筒4沿限位滑槽3限制的方向下降，限位滑块41伸入限位滑槽3避免加固筒4偏离位置，使加固筒4精准的到达预设位置处，并且可以使多个加固筒4依次精准的首尾叠加，保证加固筒4的加固效果。

在另一种技术方案中，所述加固筒4的顶端设有凹槽42，所述凹槽42沿径向的截面呈上底边长下底边短的梯形，且梯形靠近所述加固筒4的中心轴一侧的边向上延伸形成导向板43，所述加固筒4底端设有与所述凹槽42匹配的凸起44，所述凸起44的外表面敷设有橡胶层。

在上述技术方案中，由于限位滑块41与限位滑槽3之间存在细微间隙，导致加固筒4在下降过程中有可能会发生细微偏离，因此在加固筒4与其相邻的下方的加固筒4对接时，有可能会产生细微偏离，为了避免这一细微偏离，设置了凹槽42、导向板43、及凸起44，当加固筒4的凸起44细微偏离时，可以落到导向板43上，再加上重力作用下，可以沿导向板43滑入凹槽42内，起到纠偏作用，同时凹槽42与凸起44的匹配，可以使相邻两个加固筒4之间连接更牢固，加强其对沉井1的加固效果。

在另一种技术方案中，所述限位滑块41远离所述加固筒4的一端具有一类半球形的第一容纳槽，所述第一容纳槽内容纳有一第一滚珠，所述第一容纳槽的开口的直径小于所述第一滚珠的直径，所述限位滑槽3朝向所述加固筒4中轴线的侧壁与所述第一滚珠远离所述加固筒4的一侧接触，当加固筒4发生侧面偏离倾向时，限位滑块41有可能会对限位滑槽3造成较大的挤压抵接力，这样不利于加固筒4向下移动，而第一滚珠的滚动作用，可以很好的减小这一滑动摩擦力，即使加固筒4发生偏离倾向时，也可以顺利向下移动的。

在另一种技术方案中，所述限位滑块41分别朝向所述限位滑槽3相互平行的两侧壁的侧壁上一一对应设有第二容纳槽，所述第二容纳槽呈类圆柱形，所述第二容纳槽的长度方向与所述加固筒4的径向一致，所述第二容纳槽内沿其长度方向依次容纳有多个第二滚珠，所述第二滚珠的直径大于所述第二容纳槽开口处的宽度，所述第二滚珠与所述限位槽侧壁接触。当加固筒4发生转动偏离倾向时，限位滑块41有可能会对限位滑槽3两侧造成较大的挤压抵接力，这样不利于加固筒4向下移动，而第二滚珠的滚动作用，可以很好的减小这一滑动摩擦力，即使加固筒4发生转动偏离倾向时，也可以顺利向下移动的。

在另一种技术方案中，所述限位滑槽3的数量为两对，两对交叉设置的限位滑槽3，可以起到精准的限位作用，增加更多限位滑槽3一是不利于限位滑块41对准伸入，增加施工时间，二是增大限位滑块41与限位滑槽3的碰撞机率，不利于加固筒4的下降。

在另一种技术方案中，每个加固筒4上的限位滑块41有上下两组，每组限位滑块41位于同一水平面上，由上下两组一起限位，有利于加固筒4更平稳的下降。

还提供一种沉井1位于软弱土层段的加固装置的加固方法，包括以下步骤：

步骤一、在沉井1位于软弱土层段底部位置处的内侧壁上焊接所述封闭环2；

步骤二、将限位滑槽3固定于沉井1内侧壁上；

步骤三、通过吊运装置将其中一个加固筒4垂直放入沉井1内，并且使限位滑块41一一对应伸入限位滑槽3内，当加固筒4下降直至其底端抵接至所述封闭环2顶面上；

步骤四、安装注浆装置，沿加固筒4与沉井1之间形成的环形的空腔内均匀布置注浆管，且每个注浆管竖直布置；

步骤五、注浆，使注浆量与该加固筒4与沉井1之间形成的环形的空腔相匹配，然后将注浆管向上提升至其底端高于该加固筒4；

步骤六、待注入的浆达到一定强度；

步骤七、重复步骤三、步骤五、及步骤六，依次将多个加固筒4一一固定到沉井1内，其中，多个加固筒4从下至上依次首尾相接，形成所述筒体，注入的浆凝固后形成所述混凝土层5。

步骤八、移除注浆装置。

现有技术中对加固筒4进行混凝土层5加固时，需要不停的安装拆除注浆装置，施工工艺繁琐，效率低，在上述技术方案中，只需要在初始阶段安装注浆装置，在加固筒4均加固完成后，拆除注浆装置即可，大大减少了施工时间，简化了施工工艺。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.沉井位于软弱土层段的加固装置，其特征在于，包括：

封闭环，其外侧壁沿周向密封固定于所述沉井位于软弱土层段底部位置处的内侧壁上，所述封闭环顶面呈水平状态；

多对限位滑槽，所述限位滑槽的长度方向与所述沉井的长度方向一致，每对限位滑槽中心对称设置于所述沉井内侧壁上，所述限位滑槽底端固定于所述封闭环顶面、顶端不低于所述沉井顶面；

多个加固筒，多个加固筒从下至上依次叠加形成筒体，所述筒体底端抵接于所述封闭环顶面上，且所述筒体的直径小于每对限位滑槽之间的距离，所述筒体顶端不低于软弱土层段顶部位置处，所述筒体外侧壁与所述沉井内侧壁之间形成一个类环形的空腔，其中，每个加固筒外侧壁周向设有与限位滑槽一一对应的限位滑块，每个限位滑块远离所述加固筒的一端伸入一个限位滑槽内；

混凝土层，其填充于所述空腔内，其中，所述混凝土层由注浆装置从所述空腔注入形成；

所述加固筒的顶端设有凹槽，所述凹槽沿径向的截面呈上底边长下底边短的梯形，且梯形靠近所述加固筒的中心轴一侧的边向上延伸形成导向板，所述加固筒底端设有与所述凹槽匹配的凸起，所述凸起的外表面敷设有橡胶层。

2.如权利要求1所述的沉井位于软弱土层段的加固装置，其特征在于，所述限位滑块远离所述加固筒的一端具有一类半球形的第一容纳槽，所述第一容纳槽内容纳有一第一滚珠，所述第一容纳槽的开口的直径小于所述第一滚珠的直径，所述限位滑槽朝向所述加固筒中轴线的侧壁与所述第一滚珠远离所述加固筒的一侧接触。

3.如权利要求1所述的沉井位于软弱土层段的加固装置，其特征在于，所述限位滑块分别朝向所述限位滑槽相互平行的两侧壁的侧壁上一一对应设有第二容纳槽，所述第二容纳槽呈类圆柱形，所述第二容纳槽的长度方向与所述加固筒的径向一致，所述第二容纳槽内沿其长度方向依次容纳有多个第二滚珠，所述第二滚珠的直径大于所述第二容纳槽开口处的宽度，所述第二滚珠与所述限位槽侧壁接触。

4.如权利要求1所述的沉井位于软弱土层段的加固装置，其特征在于，所述限位滑槽的数量为两对。

5.如权利要求1所述的沉井位于软弱土层段的加固装置，其特征在于，每个加固筒上的限位滑块有上下两组，每组限位滑块位于同一水平面上。

6.包含权利要求1～5任一项所述的沉井位于软弱土层段的加固装置的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在沉井位于软弱土层段底部位置处的内侧壁上焊接所述封闭环；

步骤二、将限位滑槽固定于沉井内侧壁上；

步骤三、通过吊运装置将其中一个加固筒垂直放入沉井内，并且使限位滑块一一对应伸入限位滑槽内，当加固筒下降直至其底端抵接至所述封闭环顶面上；

步骤四、安装注浆装置，沿加固筒与沉井之间形成的环形的空腔内均匀布置注浆管，且每个注浆管竖直布置；

步骤五、注浆，使注浆量与该加固筒与沉井之间形成的环形的空腔相匹配，然后将注浆管向上提升至其底端高于该加固筒；

步骤六、待注入的浆达到一定强度；

步骤七、重复步骤三、步骤五、及步骤六，依次将多个加固筒一一固定到沉井内，其中，多个加固筒从下至上依次首尾相接，形成所述筒体，注入的浆凝固后形成所述混凝土层；

步骤八、移除注浆装置。

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