CN109252533A - 沉井下沉控制系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉井下沉控制系统，包括工程桩、钢筋混凝土承台、钢构支撑柱、千斤顶以及顶压板，其中，工程桩设置有多个且多个工程桩布置于沉井外围，工程桩的桩顶设置钢筋混凝土承台，每一工程桩的桩顶插入一钢构支撑柱，千斤顶安装于钢构支撑柱内部，千斤顶设置有多个且多个千斤顶在钢构支撑柱的高度方向依次布置，顶压板可拆卸安装于沉井的外壁上且其外端插入钢构支撑柱内，多个千斤顶上下交替回落油缸与顶压板配合使用对其施加支撑力或压力以控制沉井下沉深度。本发明提出的沉井下沉控制系统，配合沉井内挖土，可对沉井实施有控制的连续下沉，同时还提高了其工作效率，降低沉井下沉过程失稳的安全风险。

Description

沉井下沉控制系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及地基基础专业沉井下沉施工技术领域，尤其涉及一种沉井下沉控制系统及其施工方法。

背景技术

沉井是修筑深基坑和地下构筑物的一种施工工艺。施工时先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身，待其达到规定强度后，在井身内部分层挖土运出，随着挖土和土面的降低，沉井井身在自重或在其他措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断下沉，直至设计标高，然后进行封底。

沉井施工工艺的优点是：可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；施工不需复杂的机具设备；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。其存在的缺点是施工工序较多，技术要求高、质量控制难，其中沉井下沉过程中的纠偏是沉井施工的关键之一，若在沉井下沉过程中不及时纠偏会导致沉井就位后无法纠正。特别是在深厚软土地基条件下沉井，由于地基承载力差、摩擦系数小等特点，沉井下沉过程中沉井内涌水、涌泥，下沉速度、方向和下沉设计标高非常难于控制等施工难题，以及对周边环境造成破坏等安全环境问题，都是现有技术比较难以解决。

CN101851930A公开了一种沉井的下沉装置及具有该装置的沉井的下沉方法，其解决了沉井抗阻力下沉过程中，难以控制的空间姿态稳定问题。但是，这种装置具有以下几点问题。

1、因为竖向采用多个管节连接即长细比大，而沉井重，则容易造成沉井下沉过程失稳等安全风险。如果解决此问题，需在整个沉井高度方向上设置很多个管节与沉井结构之间的连接件，无形中增大工作量及费用，施工也不方便。

2、每一个沉井下沉过程要经历左、右千斤顶分批下降拆卸、升起、安装管节的二次停顿工作，下沉速度慢，施工效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种沉井下沉控制系统及其施工方法，旨在对沉井实施有控制的连续下沉的同时，提高其工作效率，降低沉井下沉过程失稳的安全风险。

为实现上述目的，本发明提供一种沉井下沉控制系统，包括工程桩、钢筋混凝土承台、钢构支撑柱、千斤顶以及顶压板，其中，

所述工程桩设置有多个且多个工程桩布置于沉井外围，工程桩的桩顶设置钢筋混凝土承台，每一工程桩的桩顶插入一钢构支撑柱，千斤顶安装于钢构支撑柱内部，千斤顶设置有多个且多个千斤顶在钢构支撑柱的高度方向依次布置，顶压板可拆卸安装于沉井的外壁上且其外端插入钢构支撑柱内，多个千斤顶上下交替回落油缸与顶压板配合使用对其施加支撑力或压力以控制沉井下沉深度。

优选地，所述钢筋混凝土承台和钢构支撑柱靠近沉井外壁一侧均设置有滚轮，沉井外壁沿其刃脚底端至顶端设有与滚轮对应的纵向钢板以对沉井下沉起导向和定位作用。

优选地，所述千斤顶和顶压板上均设有受力和变形传感器，同步联动控制装置与受力和变形传感器以及千斤顶的液压系统电连接，各千斤顶通过同步联动控制装置进行控制。

优选地，相邻两所述钢构支撑柱之间通过钢结构件斜向连接，相邻两钢筋混凝土承台之间通过钢筋混凝土连续梁连接。

优选地，所述千斤顶上方与沉井上的顶压板之间设置有橡胶垫板。

优选地，多个所述工程桩在沉井外围四周对称布置。

本发明进一步提出一种基于上述的沉井下沉控制系统的施工方法，包括以下步骤：

对沉井平面定位放线后，根据沉井的施工方法，在沉井外围布置若干个工程桩，每个工程桩桩顶插入一钢构支撑柱；

在沉井下沉的制作场地铺设砂垫层，并在其上铺设垫木或混凝土垫层，制作第一节沉井，并安装千斤顶和顶压板；

当沉井达到设计强度后，抽拆垫木，沉井在自重的情况下，通过井底分层挖土下沉，通过钢构支撑柱中上、下两层千斤顶交替回落油缸配合拆除和安装在沉井壁上的顶压板来实现沉井的连续下沉控制，并通过控制各千斤顶油缸回落的高低控制沉井下沉的速度及位移；

当沉井下沉到设计标高后，停止挖土，根据沉井施工方案的要求及步骤，进行沉井的封底工作。

优选地，当沉井某一侧下沉不均匀或不到位时，对该处沉井外壁上的千斤顶进行承压力的调节或将该处千斤顶的向上支撑力调整为对沉井施加向下的压力。

优选地，当土层条件为软土或地层地下水含量大于预设含量时，在沉井外壁四周布置二至三排深层搅拌桩或者高压旋喷桩。

优选地，在钢筋混凝土承台和钢构支撑柱靠近沉井外壁一侧均安装滚轮，沉井外壁沿其刃脚底端至顶端安装与滚轮对应的纵向钢板，控制滚轮与纵向钢板之间间隙保持5cm～10cm，滚轮与纵向钢板之间间隙调整采用滚轮支撑装置上垫片的增减进行调节。

本发明提出的沉井下沉控制系统，具有以下有益效果。

（1）现有技术中由于竖向采用多个管节连接即长细比大，而沉井重，则容易造成沉井下沉过程失稳等安全风险，因此，整个沉井高度方向上需要设置很多个管节与沉井结构之间的连接件，无形中增大工作量及费用，施工也不方便；而本申请中，钢构支撑柱高度为二层结构最多只有四个千斤顶高度，结构支撑力很容易满足，且简单易行，施工方便，费用低。

（2）现有技术中每一个沉井下沉过程要经历左右千斤顶分批下降拆卸、升起、安装管节的二次停顿工作，下沉速度慢；而本申请采用上、下层千斤顶轮流交替循环来实现沉井的连续下沉工作，操作简单，大大节省了工作时间，提高了工作效率。

（3）现有技术大都是通过挖土逐层削弱沉井刃脚下的土层厚度使得沉井在自重的压力下切削底部土层被动下沉，每次挖土后沉井下沉的深度无法准确控制，事后通过测量高低及位移误差的大小，在进行下一循环挖土下沉过程中进行纠正，造成了沉井频繁被动纠偏，一旦某一循环没有或者无法纠正，则越往下沉偏差越大以至于造成质量事故。本控制装置通过在沉井外壁设置若干个千斤顶主动调节沉井结构各个区域刃脚对其下土层的压力，配合挖土先后顺序主动控制沉井平稳下沉，最终满足沉井设计及质量要求。

（4）本控制装置由于在沉井外围均匀布置了承载千斤顶的工程桩，同时钢筋混凝土承台和钢构支撑柱上设置了滚轮，为沉井按设计要求下沉起了导向和定位作用。

（5）本控制装置通过采用千斤顶、受力和变形传感器、同步联动控制装置以及上下千斤顶交替工作的设计，做到了沉井挖土连续下沉并且可控目的，取代了现有施工技术采取的分层挖土、下沉、暂停挖土观测、稳定后再分层挖土进入下一循环的过程。相较于现有技术大幅节省了施工工期，降低了工程成本。

（6）通过采用了千斤顶、受力和变形传感器13和同步联动控制装置，再配备计算机分析系统，本控制装置实现了沉井下沉的智能化、精度化和科学化，对沉井施工技术发展起到关键性的推动作用。

（7）外围均匀布置承载千斤顶的工程桩带来的附加效果是：在沉井沉到设计深度后这些桩与底板梁相连形成了永久支撑沉井地下结构的基础锚定结构，特别是对于地下软土和地下水丰富的地质尤其重要，因此，在节省了工程费用的情况下确保了结构安全。

附图说明

图1为本发明沉井下沉控制系统的施工方法中工程桩的平面布置图；

图2为本发明沉井下沉控制系统的施工方法中钢构支撑柱的平面布置图；

图3为本发明沉井下沉控制系统的结构示意图；

图4为本发明沉井下沉控制系统的剖面结构示意图；

图5为本发明沉井下沉控制系统中滚轮和钢筋混凝土承台的平面布置图；

图5为本发明沉井下沉控制系统中滚轮和钢筋混凝土承台的平面布置图；

图6为本发明沉井下沉控制系统中滚轮的一局部结构示意图；

图7为本发明沉井下沉控制系统中滚轮的另一局部结构示意图；

图8-1为本发明沉井下沉控制系统在最下方千斤顶顶起顶压板时的结构示意图；

图8-2为图8-1另一视角的结构示意图；

图8-3为本发明沉井下沉控制系统在中部千斤顶顶起顶压板时的结构示意图；

图8-4为图8-3另一视角的结构示意图；

图8-5为本发明沉井下沉控制系统下部定压板重新安装后的结构示意图；

图8-6为图8-5另一视角的结构示意图。

图中，1-沉井，2-搅拌桩，3-钢构支撑柱，4-顶压板，5-滚轮，6-钢筋混凝土承台，7-垫片，9-剪刀撑，10-钢筋混凝土连续梁，11-工程桩，12-刃脚，13-受力和变形传感器，14-同步联动控制装置，15-截水沟，16-纵向钢板，17-千斤顶，18-螺栓，19-底板。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提出一种沉井下沉控制系统。

参照图1至图8-6，本优选实施例中，一种沉井下沉控制系统，包括工程桩11、钢筋混凝土承台6、钢构支撑柱3、千斤顶17以及顶压板4，其中，

工程桩11设置有多个且多个工程桩11布置于沉井1外围，工程桩11的桩顶设置钢筋混凝土承台6，每一工程桩11的桩顶插入一钢构支撑柱3，千斤顶17安装于钢构支撑柱3内部，千斤顶17设置有多个且多个千斤顶17在钢构支撑柱3的高度方向依次布置，顶压板4可拆卸安装于沉井1的外壁上且其外端插入钢构支撑柱3内，多个千斤顶17上下交替回落油缸与顶压板4配合使用对其施加支撑力或压力以控制沉井1下沉深度。

本实施例中，多个工程桩11在沉井1外围四周对称布置，以控制沉井1各方向的均匀下沉。工程桩11采用灌注桩或预制桩。优选千斤顶17上方的活塞杆与沉井1上的顶压板4之间设置有橡胶垫板，从而起缓冲和保护作用。钢构支撑柱3的桩顶标高以制作沉井1结构地基平面标高为准。本实施例中，以设置有四个千斤顶为例进行具体说明，优选采用双向千斤顶。钢构支撑柱3的中部设置有一中部隔板、顶端平台将其分成两层结构，中部隔板的上方和下方均安装有一双向千斤顶，钢筋混凝土承台6上设置一个双向千斤顶，钢构支撑柱3的顶端平台上设置一个双向千斤顶。通过在钢构支撑柱3的顶端平台及中部分别设置一个活塞杆朝下的双向千斤顶，方便在特殊情况时对沉井1施加向下的压力，一方面调整沉井1各处下沉情况（避免某处地基坚硬而出现下降不均匀的情况），另一方面辅助沉井1下沉施工。

进一步地，钢筋混凝土承台6和钢构支撑柱3靠近沉井1外壁一侧均设置有滚轮5，沉井1外壁沿其刃脚12底端至顶端设有与滚轮5对应的纵向钢板16以对沉井1下沉起导向和定位作用。优选每一钢筋混凝土承台6和钢构支撑柱3上均设置有滚轮5。通过设置滚轮5和与其配合的纵向钢板16，为沉井1按设计要求的下沉起了导向和定位作用。这是现有技术没有的，也是目前造成沉井容易倾斜的原因之一。

进一步地，千斤顶17和顶压板4上均设有受力和变形传感器13，同步联动控制装置14与受力和变形传感器13以及千斤顶17的液压系统电连接，各千斤顶17通过同步联动控制装置14进行控制。通过设置同步联动控制装置14，从而实现多个千斤顶17的自动控制。

进一步地，相邻两钢构支撑柱3之间通过钢结构件（剪刀撑9）斜向连接，相邻两钢筋混凝土承台6之间通过钢筋混凝土连续梁10连接，从而提高了各钢构支撑柱3和各钢筋混凝土承台6之间的连接强度。

本沉井下沉控制系统在使用时，其具体过程如下。

（1）对沉井1进行平面定位放线，根据沉井1的施工方法，进行浅基坑开挖，在沉井1外围四周对称布置若干个灌注桩（或预制桩），在每个桩顶插入一定高度的钢构支撑柱3，桩顶部分设置钢筋混凝土承台6，相邻两钢筋混凝土承台6之间使用钢筋混凝土连续梁10连接。

（2）在沉井1下沉的制作场地按要求铺设一定厚度的砂垫层，并在其上铺设垫木或混凝土垫层，而后制作第一节沉井。

（3）在每个钢筋混凝土承台6上设置一个千斤顶，同时钢构支撑柱3顶部平台上设置一个千斤顶，千斤顶的数量和顶压能力根据整个沉井1的总重量和施工荷载来确定。另外，千斤顶17上方与沉井1上的顶压板4间设置橡胶垫板，千斤顶17和顶压板4都设有受力和变形传感器，各千斤顶17通过同步联动控制装置14进行控制。

（4）每个承台面向沉井1外壁一侧设置滚轮5以及钢构支撑柱3上部该一侧设置滚轮5，钢构支撑柱3之间用钢结构件（剪刀撑9）斜向连接，钢构支撑柱3相对应的沉井1外壁从刃脚12底端至顶端预埋纵向钢板16。滚轮5与外壁纵向钢板16间隙保持5cm～10cm，其滚轮5与沉井1外壁间隙的调整采用滚轮支撑装置上垫片7的增减进行调节。

（5）当在深厚软土地基土施工沉井1或者地下水位高且丰富时，可在沉井1外壁四周布置二至三排深层搅拌桩2或者高压旋喷桩。

（6）安装对应的顶压板4，当沉井1混凝土达到设计强度后，开始抽拆垫木，沉井1在自重的情况下，通过井底分层挖土下沉，下沉的过程通过沉井1外壁布置的若干个双向千斤顶所承受力的大小以及位移的变化情况，通过同步联动控制装置14控制各千斤顶17油缸回落的高低进行控制。也就是通过控制各千斤顶17实际承受力分担部分沉井1的自重压力来调节沉井1刃脚12对其下土体切削的自重压力，以控制沉井1下沉的速度及位移，确保沉井1下沉的施工质量及安全。沉井1的连续下沉工作，是通过钢构支撑柱3上的上、下两层的千斤顶17交替回落油缸配合拆除和安装沉井1外壁上的顶压板4来实现。在一下沉循环中，参照图8-1和8-2，首先，最下方千斤顶其活塞杆伸长至最大位移处，将其最下方顶压板顶起后，参照图8-3和8-4，随后最下方千斤顶活塞杆逐渐收回至最小位移处，沉井1下沉，在此期间中部千斤顶（由上至下数第2个千斤顶）其活塞杆伸长至最大位移处，当沉井1下沉至中部千斤顶刚好顶住中部顶压板时，将最下方顶压板拆卸下来，参照图8-5和8-6，将其安装于之前位置上方的位置，随后，中部千斤顶其活塞杆逐渐收回同时最下方千斤顶其活塞杆伸长，随着中部千斤顶活塞杆的收回沉井1下沉，当下沉至最下方千斤顶与最下方顶压板4接触时，则可拆卸中部顶压板4（此过程因只是正常下沉控制，故没有涉及到由上至下的第一个和第三个千斤顶的工作过程）。

（7）当其中一个下沉循环遇到沉井1某一侧下沉较慢或不到位时，除了在该处沉井1刃脚12下的挖土进行常规的处理外，同时对该侧沉井1外壁的千斤顶17进行承压力的调节，甚至启动该处活塞杆朝下的千斤顶17由向上支撑力变为对沉井1施加向下的压力。

（8）当沉井1下沉到设计标高后，即停止挖土，根据沉井施工方案的要求及步骤，进行沉井1的封底工作。

本实施例提出的沉井下沉控制系统，具有以下有益效果。

（1）现有技术中由于竖向采用多个管节连接即长细比大，而沉井重，则容易造成沉井下沉过程失稳等安全风险，因此，整个沉井高度方向上需要设置很多个管节与沉井结构之间的连接件，无形中增大工作量及费用，施工也不方便；而本申请中，钢构支撑柱3高度为二层结构最多只有四个千斤顶高度，结构支撑力很容易满足，且简单易行，施工方便，费用低。

（2）现有技术中每一个沉井下沉过程要经历左右千斤顶分批下降拆卸、升起、安装管节的二次停顿工作，下沉速度慢；而本申请采用上、下层千斤顶轮流交替循环来实现沉井的连续下沉工作，操作简单，大大节省了工作时间，提高了工作效率。

（3）现有技术大都是通过挖土逐层削弱沉井刃脚12下的土层厚度使得沉井在自重的压力下切削底部土层被动下沉，每次挖土后沉井下沉的深度无法准确控制，事后通过测量高低及位移误差的大小，在进行下一循环挖土下沉过程中进行纠正，造成了沉井频繁被动纠偏，一旦某一循环没有或者无法纠正，则越往下沉偏差越大以至于造成质量事故。本控制装置通过在沉井1外壁设置若干个千斤顶17主动调节沉井结构各个区域刃脚12对其下土层的压力，配合挖土先后顺序主动控制沉井1平稳下沉，最终满足沉井设计及质量要求。

（4）本控制装置由于在沉井1外围均匀布置了承载千斤顶17的工程桩11，同时钢筋混凝土承台6和钢构支撑柱3上设置了滚轮5，为沉井1按设计要求下沉起了导向和定位作用。

（5）本控制装置通过采用千斤顶17、受力和变形传感器13、同步联动控制装置14以及上下千斤顶17交替工作的设计，做到了沉井1挖土连续下沉并且可控目的，取代了现有施工技术采取的分层挖土、下沉、暂停挖土观测、稳定后再分层挖土进入下一循环的过程。相较于现有技术大幅节省了施工工期，降低了工程成本。

（6）通过采用了千斤顶17、受力和变形传感器13和同步联动控制装置14，再配备计算机分析系统，本控制装置实现了沉井1下沉的智能化、精度化和科学化，对沉井1施工技术发展起到关键性的推动作用。

（7）外围均匀布置承载千斤顶的工程桩带来的附加效果是：在沉井沉到设计深度后这些桩与底板梁相连形成了永久支撑沉井地下结构的基础锚定结构，特别是对于地下软土和地下水丰富的地质尤其重要，因此，在节省了工程费用的情况下确保了结构安全。

本发明进一步提出一种沉井下沉控制系统的施工方法。

本优选实施例中，一种基于上述沉井下沉控制系统的施工方法，包括以下步骤：

步骤S10，对沉井平面定位放线后，根据沉井的施工方法（现在大都先进行浅基坑开挖后将沉井放置于基坑中再进行下沉，极少数情况因地质情况或者周边环境等不允许时，沉井直接放置在地面后再进行下沉），在沉井结构制作及下沉之前的沉井外围布置若干个工程桩，每个工程桩桩顶插入一钢构支撑柱；

步骤S20，在沉井下沉的制作场地铺设砂垫层，并在其上铺设垫木或混凝土垫层，制作第一节沉井，并安装千斤顶和顶压板；

步骤S30，当沉井达到设计强度后，抽拆垫木，沉井在自重的情况下，通过井底分层挖土下沉，通过钢构支撑柱中上、下两层千斤顶交替回落油缸配合拆除和安装在沉井壁上的顶压板来实现沉井的连续下沉控制，并通过控制各千斤顶油缸回落的高低控制沉井下沉的速度及位移；

步骤S40，当沉井下沉到设计标高后，停止挖土，根据沉井施工方案的要求及步骤，进行沉井的封底工作。

在步骤S40之前，当其中一个下沉循环遇到当沉井某一侧下沉不均匀（某侧下沉慢）或不到位时，除了在该处沉井刃脚下的挖土进行常规的处理外，对该处沉井外壁上的千斤顶进行承压力的调节或将该处千斤顶的向上支撑力调整为对沉井施加向下的压力，从而辅助沉井下沉。

另外，当土层条件为软土或地层地下水含量大于预设含量时，在沉井外壁四周布置二至三排深层搅拌桩或者高压旋喷桩，从而大幅降低了沉井在挖土下沉过程中沉井内涌水、涌泥以及周边地面发生沉陷、滑移等破坏周边环境的安全及环保问题。现有技术未有上述组合结构而造成的安全环境事故多有发生。另外，本实施例中所设置的若干个工程桩也可以作为沉井下沉到位后永久承载桩基结构部分。

进一步地，在钢筋混凝土承台和钢构支撑柱靠近沉井外壁一侧均安装滚轮，沉井外壁沿其刃脚底端至顶端安装与滚轮对应的纵向钢板，控制滚轮与纵向钢板之间间隙保持5cm～10cm，滚轮与纵向钢板之间间隙调整采用滚轮支撑装置上垫片的增减进行调节。通过滚轮配合纵向钢板，为沉井按设计要求下沉起了导向和定位作用。这是现有沉井技术没有的，也是目前造成沉井容易倾斜的原因之一。

本实施例提出的沉井下沉控制系统的施工方法，具有以下有益效果。

（1）现有技术中由于竖向采用多个管节连接即长细比大，而沉井重，则容易造成沉井下沉过程失稳等安全风险，因此，整个沉井高度方向上需要设置很多个管节与沉井结构之间的连接件，无形中增大工作量及费用，施工也不方便；而本申请中，钢构支撑柱高度为二层结构最多只有四个千斤顶高度，结构支撑力很容易满足，且简单易行，施工方便，费用低。

（2）现有技术中每一个沉井下沉过程要经历左右千斤顶分批下降拆卸、升起、安装管节的二次停顿工作，下沉速度慢；而本申请采用上、下层千斤顶轮流交替循环来实现沉井的连续下沉工作，操作简单，大大节省了工作时间，提高了工作效率。

（3）现有的沉井技术都是通过挖土逐层削弱沉井刃脚下的土层厚度使得沉井在自重的压力下切削底部土层被动下沉，每次挖土后沉井下沉的深度无法准确控制，事后通过测量高低及位移误差的大小，在进行下一循环挖土下沉过程中进行纠正，造成了沉井频繁被动纠偏，一旦某一循环没有或者无法纠正，则越往下沉偏差越大以至于造成质量事故。本施工方法不同处在于通过在沉井外壁设置若干个千斤顶主动调节沉井结构各个区域刃脚对其下土层的压力，配合挖土先后顺序主动控制沉井平稳下沉，最终满足沉井设计及质量要求。

（4）由于沉井外围均匀布置了承载千斤顶的工程桩，同时在钢筋混凝土承台和钢构支撑柱侧设置了滚轮，为沉井按设计要求下沉起了导向和定位作用。这是现有沉井技术没有的，也是目前造成沉井容易倾斜的原因之一。

（5）通过采用千斤顶、受力及变形传感器、同步联动控制装置以及上下千斤顶交替工作的装置设计，做到了沉井挖土连续下沉并且可控目的，取代了现有沉井施工技术采取的分层挖土、下沉、暂停挖土观测、稳定后再分层挖土进入下一循环的过程。相较于现有技术大幅节省了施工工期，降低了工程成本。

（6）对与深厚软土地基条件下沉井，通过在沉井外围均匀布置了若干个工程桩以及根据需要布置了一圈深层搅拌桩或者高压旋喷桩帷幕组合结构，大幅降低了沉井在挖土下沉过程中沉井内涌水、涌泥以及周边地面发生沉陷、滑移等破坏周边环境的安全及环保问题。现有技术未有上述组合结构而造成的安全环境事故多有发生。另外，本发明所设置的若干个工程桩也可以作为沉井下沉到位后永久承载桩基结构部分。

（7）由于采用了千斤顶、受力及变形传感器和同步联动控制装置，在配备计算机分析系统，本施工方法将实现沉井下沉的智能化、精度化和科学化，对沉井施工技术发展可起到关键性的推动作用。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种沉井下沉控制系统，其特征在于，包括工程桩、钢筋混凝土承台、钢构支撑柱、千斤顶以及顶压板，其中，

所述工程桩设置有多个且多个工程桩布置于沉井外围，工程桩的桩顶设置钢筋混凝土承台，每一工程桩的桩顶插入一钢构支撑柱，千斤顶安装于钢构支撑柱内部，千斤顶设置有多个且多个千斤顶在钢构支撑柱的高度方向依次布置，顶压板可拆卸安装于沉井的外壁上且其外端插入钢构支撑柱内，多个千斤顶上下交替回落油缸与顶压板配合使用对其施加支撑力或压力以控制沉井下沉深度。

2.如权利要求1所述的沉井下沉控制系统，其特征在于，所述钢筋混凝土承台和钢构支撑柱靠近沉井外壁一侧均设置有滚轮，沉井外壁沿其刃脚底端至顶端设有与滚轮对应的纵向钢板以对沉井下沉起导向和定位作用。

3.如权利要求1所述的沉井下沉控制系统，其特征在于，所述千斤顶和顶压板上均设有受力和变形传感器，同步联动控制装置与受力和变形传感器以及千斤顶的液压系统电连接，各千斤顶通过同步联动控制装置进行控制。

4.如权利要求1所述的沉井下沉控制系统，其特征在于，相邻两所述钢构支撑柱之间通过钢结构件斜向连接，相邻两钢筋混凝土承台之间通过钢筋混凝土连续梁连接。

5.如权利要求1所述的沉井下沉控制系统，其特征在于，所述千斤顶上方与沉井上的顶压板之间设置有橡胶垫板。

6.如权利要求1所述的沉井下沉控制系统，其特征在于，多个所述工程桩在沉井外围四周对称布置。

7.一种基于权利要求1至6中任意一项所述的沉井下沉控制系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

对沉井平面定位放线后，根据沉井的施工方法，在沉井外围布置若干个工程桩，每个工程桩桩顶插入一钢构支撑柱；

在沉井下沉的制作场地铺设砂垫层，并在其上铺设垫木或混凝土垫层，制作第一节沉井，并安装千斤顶和顶压板；

当沉井达到设计强度后，抽拆垫木，沉井在自重的情况下，通过井底分层挖土下沉，通过钢构支撑柱中上、下两层千斤顶交替回落油缸配合拆除和安装在沉井壁上的顶压板来实现沉井的连续下沉控制，并通过控制各千斤顶油缸回落的高低控制沉井下沉的速度及位移；

当沉井下沉到设计标高后，停止挖土，根据沉井施工方案的要求及步骤，进行沉井的封底工作。

8.如权利要求7所述的沉井下沉控制系统的施工方法，其特征在于，当沉井某一侧下沉不均匀或不到位时，对该处沉井外壁上的千斤顶进行承压力的调节或将该处千斤顶的向上支撑力调整为对沉井施加向下的压力。

9.如权利要求7所述的沉井下沉控制系统的施工方法，其特征在于，当土层条件为软土或地层地下水含量大于预设含量时，在沉井外壁四周布置二至三排深层搅拌桩或者高压旋喷桩。

10.如权利要求7所述的沉井下沉控制系统的施工方法，其特征在于，在钢筋混凝土承台和钢构支撑柱靠近沉井外壁一侧均安装滚轮，沉井外壁沿其刃脚底端至顶端安装与滚轮对应的纵向钢板，控制滚轮与纵向钢板之间间隙保持5cm～10cm，滚轮与纵向钢板之间间隙调整采用滚轮支撑装置上垫片的增减进行调节。