CN110295616A - 一种沉井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉井施工方法，解决了现有技术中深井过程中无法有效排除旧桩基础的问题。其技术要点是：包括以下步骤：对放置在地表的沉井井身内的土层进行下挖，沉井井身在下挖过程中逐渐下沉，至顶部与地表齐平；在沉入地表下方的沉井井身顶部放置后续的沉井井身，并继续在沉井底部进行下挖，使多段沉井井身连续沉入地下形成井壁；在底部沉井井身抵接至旧桩基础时，在沉井底面挖设有操作坑，在内设有排障装置，使断裂后的部分旧桩基础推入沉井井身外侧土层中，完毕后在沉井底面继续下挖，使沉井井身下沉至再次抵接旧桩基础，并重复上述操作。通过上述方案，实现了在沉井过程中对其下方的旧桩基础进行有效清除，保证沉井过程顺利实施。

Description

一种沉井施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工方法的技术领域，尤其是涉及一种沉井施工方法。

背景技术

沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力或下压设备的压力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性好，能支承较大的荷载。一般在施工大型桥墩的基坑，污水泵站，大型设备基础，人防掩蔽所，盾构拼装井，地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用。

但在旧有建筑拆除后的地基上进行施工再建时，在进行沉井过程中常常会出现沉井井身下方的土层内留有以前已拆除建筑物的旧桩基础，由于此类旧桩基础埋设在较深土层中，一体形成且长达十几米，与土层侧向受力稳定，难以拔除，从而当沉井结构的底端在其正上方时将无法进行正常沉井，且在抵接后可能造成沉井结构损坏。对于此类问题，现有操作中一般在沉井前打入细桩进行初步勘探，在未发现土层内有旧桩基础时即选择进行沉井施工。但该前期勘探方法仅能进行少部分位置的勘探，虽然降低了一定触桩的风险，但仍无法完全避免。从而可以看出，在沉井过程中触桩难以完全避免的情况下，针对沉井下方的旧桩基础的处理方法是值得研究的。

发明内容

本发明的目的是提供一种可有效应对沉井井身下方存在旧桩基础的沉井施工方法。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种沉井施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a、将沉井井身放置在待沉井地表，施工人员借助挖掘装置对沉井井身内的地表进行下挖，沉井井身在地表下挖过程中逐渐下沉，使沉井井身顶部与地表齐平；

步骤b、在步骤a沉入地表下方的沉井井身顶部放置后续的沉井井身，同时操作人员在沉井底部进行下挖，使多段沉井井身连续沉入地下，形成沉井井壁；

步骤c、在底部沉井井身抵接至土层内的旧桩基础而无法下降时，沉井底面竖直下挖设有供施工人员进一步下降的操作坑，操作坑水平面积小于沉井井身截面面积，并在操作坑内设有用于分段移动旧桩基础的排障装置，使断裂后的部分旧桩基础推入沉井井身外侧土层中，处理完毕后在沉井底面继续下挖，使沉井井身下沉至再次抵接旧桩基础，并重复步骤c直至清除旧桩基础，且在此过程中同步进行步骤b。

通过采用上述技术方案，当沉井井身下方无旧桩基础时可借助步骤a与步骤b使沉井井身一步步下沉并在一段沉井井身下沉至地表下方后可持续进行多段沉井井身的对接与下沉；当沉井井身下方出现旧桩基础并与沉井井身的底端抵接后，借助步骤c，施工人员可在沉井底面先行下挖可供操作的操作坑，且由于操作坑面积较小，此时沉井井身即使在下方没有抵接物的情况下仍可保持不动，从而在施工人员可借助排障装置将旧桩基础推断并推出沉井井身下方的土层。此时施工人员再次从沉井底面进行下挖操作，使沉井井身再次下沉并抵接至断裂后的残余旧桩基础，使得沉井井身实现下降已推出的旧桩基础长度的高度。并重复进行下挖操作坑-断裂推出旧桩基础-下挖沉井下沉沉井井身的操作，即可实现最终成功完成沉井的施工，实现在存在旧桩基础的地基上进行施工翻建，突破了现有技术中沉井技术受限于土层内旧桩基础的技术障碍，借助本方法使得沉井工作在施工工程中更加容易开展，缩短施工周期，提高效率。

进一步设置为：c1、通过定位装置确定沉井井身下方旧桩基础的位置；

c2、利用挖掘装置在旧桩基础与沉井底面圆心之间进行下挖形成操作坑；

c3、在操作坑内壁上可拆安装有防止操作坑内壁土层塌落的支撑架；

c4、在沉井井身内安装用于支撑排障装置的反力架，反力架的一端连接在沉井井身内壁上，另一端则置入操作坑并与排障装置连接；

c5、启动排障装置对旧桩基础进行挤压，并将断裂后的旧桩基础推入土层内；

c6、拆除支撑架、反力架，并在沉井底面进行下挖，在沉井井身再次抵接至旧桩基础后重复步骤c1~c6至完全清除旧桩基础。

通过采用上述技术方案，通过c1确定旧桩基础位置后可针对性进行旧桩基础的排障工作，找到最佳的下挖操作坑的位置，便于后续排障装置的安装与方向选取，提高排障工作的效率；通过c2在旧桩基础与沉井底面圆心之间设置操作坑，使得操作坑的下挖面积尽可能扩大，方便后续其内排障装置的使用；通过c3借助支撑架避免操作坑的内壁土层在排障装置对旧桩基础进行排障工作时塌落影响排障，同时降低施工人员的安全风险；借助c4可使排障装置的反向受力集中于沉井井身，沉井井身作为深入土层内且一体成型的大型结构，其从土层所受到的侧向阻力巨大，可满足排障装置外推旧桩基础时所产生的反向推力，进而保证排障工作可顺利稳定进行；最终通过c5、c6完成排障后使沉井井身顺利继续下沉，并在重复各步骤后可是沉井井身顺利达到所需深度，完成沉井施工。

进一步设置为：c1中定位装置为可插入土层的探板，所述探板一端为锥形设置。

通过采用上述技术方案，利用端部为锥形的探板可十分方便省力的插入沉井井身下方的土层中，从而判断旧桩基础处于沉井井身下方的位置，进而为后续排障工作操作坑的下挖确定方向。

进一步设置为：c3中反力架与沉井井身内壁连接的一端处于旧桩基础所在径向直线的竖直上方，且同沉井井身内壁转动连接。

通过采用上述技术方案，使反力架作用于沉井井身内壁时所施加力的方向垂直于其所接触的沉井井身内壁，从而避免反力架在其他方向产生运动趋势造成反力架变形，进而提高反力架的稳定性。

进一步设置为：所使用的排障装置为液压式千斤顶。

通过采用上述技术方案，推力大、易于控制，使排障过程更加安全顺利。

进一步设置为：所述反力架包括沿沉井井身内壁周向滑动安装的反力基板以及一端同所述反力基板转动连接的安装架，所述安装架长度方向处于沉井截面的径向且所述安装架的转动面处于竖直面内，所述安装架远离所述基板的一端与排障装置可拆连接，所述安装架与所述反力基板转动连接的一端下方设置有支撑块，所述安装架转至水平时，所述支撑块与所述安装架下方的反力基板抵接。

通过采用上述技术方案，沿沉井井身的周向进行滑动安装的反力基板可转动至沉井井身的任意角度，从而使反力架可对应沉井井身下方任意位置的旧桩基础进行调节，实现本方法对不同位置的旧桩基础均能进行排障；同时，转动设置的安装架可在支撑块的作用下顺利在转动至水平状态后得到保持，从而使排障装置在另一端可稳定安装工作，在工作完毕后即可转动安装架带动排障装置一同撤出操作坑，操作方便，提高施工人员的排障效率。

进一步设置为：沉井井身内壁的底部水平绕设有两组供反力基板转动安装的转动槽，所述反力基板靠近沉井井身内壁的一面呈可与其贴合的弧形面，并在该面上设置有两组滑动卡接入所述转动槽内的滑动凸起。

通过采用上述技术方案，借助转动槽以及反力基板配合沉井井身内壁的弧形面、滑动凸起实现反力基板滑动安装在沉井井身内壁上。

进一步设置为：所述反力基板上设置有用于定位所述反力基板位置的定位杆，所述反力基板上贯穿开设有轴向处于竖直方向的定位孔道，当所述定位杆伸入所述定位孔道且一端伸出所述反力基板插入土层中时，实现定位反力基板。

通过采用上述技术方案，借助定位杆穿过定位孔道后插入土层中实现固定当前反力架所处位置，从而在排障装置进行排障工作时，反力架可更加稳定。

进一步设置为：所述支撑架包括三组用于分别加固操作坑三面竖直内壁的加固架，所述加固架呈“L”形结构并同时贴触操作坑竖直内壁以及沉井底面，所述加固架上螺纹连接有水平插入操作坑竖直内壁以及竖直插入沉井底面的加固螺栓。

通过采用上述技术方案，有效避免操作坑内壁在排障装置工作时塌落，使施工过程更稳定且保障施工人员的安全性。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

（1）可在沉井过程中对其下方的旧桩基础进行排障，最终保证井身顺利下沉；

（2）对处于不同位置的旧桩基础均能实现排障工作；

（3）排障装置安装使用方便、可快速转移，排障效率高。

附图说明

图1是沉井俯视图；

图2是为展示操作坑下的沉井斜向角度示意图；

图3是图1中A-A线剖视图；

图4是探板示意图。

附图标记：1、沉井井身；2、操作坑；3、排障装置；4、支撑架；5、加固架；6、反力架；7、转动槽；8、反力基板；9、安装架；10、滑动凸起；11、支撑块；12、旧桩基础；13、探板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

为本发明公开的一种沉井施工方法，包括以下步骤：

步骤a、将沉井井身1放置在待沉井地表，施工人员借助挖掘装置对沉井井身1内的地表进行下挖，沉井井身1在地表下挖过程中逐渐下沉，使沉井井身1顶部与地表齐平；

步骤b、在步骤a沉入地表下方的沉井井身1顶部放置后续的沉井井身1，同时操作人员在沉井底部进行下挖，使多段沉井井身1连续沉入地下，形成沉井井壁；

步骤c：包括以下步骤：

c1、在底部沉井井身1抵接至土层内的旧桩基础12而无法下降时，先通过所准备的探板13（参照图4）确定沉井井身1下方旧桩基础12的位置，探板13呈板状结构且一端呈锥形，使施工人在使用时可方便的插入沉井井身1底端下方的土层内进行探测。

c2、利用挖掘装置或人工在旧桩基础12与沉井底面圆心之间进行下挖形成方形的操作坑2，且操作坑2水平面积小于沉井井身1截面面积。

c3、在操作坑2内壁上可拆安装有防止操作坑2内壁土层塌落的支撑架4；

参照图1与图2，支撑架4包括三组用于分别加固操作坑2三面竖直内壁的加固架5，加固架5呈“L”形结构并同时贴触操作坑2竖直内壁以及沉井底面，加固架5上螺纹连接有水平插入操作坑2竖直内壁以及竖直插入沉井底面的加固螺栓，实现支撑架4与操作坑2的可拆安装。

c4、在沉井井身1内安装用于支撑排障装置3的反力架6，反力架6的一端连接在沉井井身1内壁上，另一端则置入操作坑2并与排障装置3连接；反力架6与沉井井身1内壁连接的一端处于旧桩基础12所在沉井圆底径向直线的竖直上方，且同沉井井身1内壁转动连接。

参照图1与图3，沉井井身1内壁上间隔设置有两组环状的转动槽7，且两组转动槽7均呈水平绕设在沉井井身1内壁上。反力架6包括沿沉井井身1内壁周向滑动安装的反力基板8以及一端同反力基板8铰接的安装架9。

参照图1与图3，反力基板8靠近沉井井身1内壁的一面呈与其贴合的弧形面，并在该面上设置有两组滑动卡接入转动槽7内的滑动凸起10，两组滑动凸起10在竖直方向上间隔设置，借助转动槽7以及滑动凸起10的配合实现反力基板8与沉井井身1内壁的滑动安装；

参照图3，安装架9则通过铰接转动安装在反力基板8远离沉井井身1内壁的一面。安装架9处于水平状态时，其长度方向处于沉井截面的径向且安装架9的转动面处于竖直面内，安装架9与反力基板8转动连接的一端下方设置有支撑块11，当安装架9转至水平时，支撑块11与安装架9下方的反力基板8抵接，使得安装架9无法继续向下转动从而保持水平状态。安装架9远离反力基板8的一端呈90度弯折设置，在转动至水平角度时，安装架9远离反力基板8的一端伸入操作坑2内，从而使得排障装置3可顺利在操作坑2内安装至安装架9的端部。

排障装置3则选用液压千斤顶，其通过螺栓实现可拆连接在安装架9远离基板的一端，且排障装置3的输出端伸缩方向处于水平方向并平行于旧桩基础12所在的沉井底面径向。

c5、启动排障装置3对旧桩基础12进行挤压，在推断旧桩基础12后并将断裂后的旧桩基础12持续推入土层内，实现清除部分旧桩基础12；

c6、拆除支撑架4与反力架6上的排障装置3，并将安装架9转出操作坑2后在沉井底面进行下挖，使沉井井身1再次跟随下挖同步下沉，在沉井井身1再次抵接至旧桩基础12后重复步骤c1~c6至完全清除旧桩基础12或达到沉井的标高即可停止，同时在沉井下沉的过程中，在地表持续进行步骤b中放置后续沉井井身1的操作，从而最终形成完整井体。

本实施例的实施原理及有益效果为：

当沉井井身1下方无旧桩基础12时可借助步骤a与步骤b使沉井井身1一步步下沉并在一段沉井井身1下沉至地表下方后可持续进行多段沉井井身1的对接与下沉；当沉井井身1下方出现旧桩基础12并与沉井井身1的底端抵接后，借助步骤c，施工人员可在沉井底面先行下挖可供操作的操作坑2，且由于操作坑2面积较小，此时沉井井身1即使在下方没有抵接物的情况下仍可保持不动，从而在施工人员可借助排障装置3将旧桩基础12推断并推出沉井井身1下方的土层。此时施工人员再次从沉井底面进行下挖操作，使沉井井身1再次下沉并抵接至断裂后的残余旧桩基础12，使得沉井井身1实现下降已推出的旧桩基础12长度的高度。并重复进行下挖操作坑2-断裂推出旧桩基础12-下挖沉井下沉沉井井身1的操作，即可实现最终成功完成沉井的施工，实现在存在旧桩基础12的地基上进行施工翻建。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种沉井施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a、将沉井井身（1）放置在待沉井地表，施工人员借助挖掘装置对沉井井身（1）内的地表进行下挖，沉井井身（1）在地表下挖过程中逐渐下沉，使沉井井身（1）顶部与地表齐平；

步骤b、在步骤a沉入地表下方的沉井井身（1）顶部放置后续的沉井井身（1），同时操作人员在沉井底部进行下挖，使多段沉井井身（1）连续沉入地下，形成沉井井壁；

步骤c、在底部沉井井身（1）抵接至土层内的旧桩基础（12）而无法下降时，沉井底面竖直下挖设有供施工人员进一步下降的操作坑（2），操作坑（2）水平面积小于沉井井身（1）截面面积，并在操作坑（2）内设有用于分段移动旧桩基础（12）的排障装置（3），使断裂后的部分旧桩基础（12）推入沉井井身（1）外侧土层中，处理完毕后在沉井底面继续下挖，使沉井井身（1）下沉至再次抵接旧桩基础（12），并重复步骤c直至清除旧桩基础（12），且在此过程中同步进行步骤b。

2.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征在于：步骤c包括以下步骤：

c1、通过定位装置确定沉井井身（1）下方旧桩基础（12）的位置；

c2、利用挖掘装置在旧桩基础（12）与沉井底面圆心之间进行下挖形成操作坑（2）；

c3、在操作坑（2）内壁上可拆安装有防止操作坑（2）内壁土层塌落的支撑架（4）；

c4、在沉井井身（1）内安装用于支撑排障装置（3）的反力架（6），反力架（6）的一端连接在沉井井身（1）内壁上，另一端则置入操作坑（2）并与排障装置（3）连接；

c5、启动排障装置（3）对旧桩基础（12）进行挤压，并将断裂后的旧桩基础（12）推入土层内；

c6、拆除支撑架（4）、反力架（6），并在沉井底面进行下挖，在沉井井身（1）再次抵接至旧桩基础（12）后重复步骤c1~c6至完全清除旧桩基础（12）。

3.根据权利要求2所述的沉井施工方法，其特征在于：c1中定位装置为可插入土层的探板（13），所述探板（13）一端为锥形设置。

4.根据权利要求2所述的沉井施工方法，其特征在于：c3中反力架（6）与沉井井身（1）内壁连接的一端处于旧桩基础（12）所在径向直线的竖直上方，且同沉井井身（1）内壁转动连接。

5.根据权利要求1所述的沉井施工方法，其特征在于：所使用的排障装置（3）为液压式千斤顶。

6.根据权利要求2~5任意一项所述的沉井施工方法，其特征在于：所述反力架（6）包括沿沉井井身（1）内壁周向滑动安装的反力基板（8）以及一端同所述反力基板（8）转动连接的安装架（9），所述安装架（9）长度方向处于沉井截面的径向且所述安装架（9）的转动面处于竖直面内，所述安装架（9）远离所述基板的一端与排障装置（3）可拆连接，所述安装架（9）与所述反力基板（8）转动连接的一端下方设置有支撑块（11），所述安装架（9）转至水平时，所述支撑块（11）与所述安装架（9）下方的反力基板（8）抵接。

7.根据权利要求6所述的反力架（6），其特征在于：沉井井身（1）内壁的底部水平绕设有两组供反力基板（8）转动安装的转动槽（7），所述反力基板（8）靠近沉井井身（1）内壁的一面呈可与其贴合的弧形面，并在该面上设置有两组滑动卡接入所述转动槽（7）内的滑动凸起（10）。

8.根据权利要求6所述的反力架（6），其特征在于：所述反力基板（8）上设置有用于定位所述反力基板（8）位置的定位杆，所述反力基板（8）上贯穿开设有轴向处于竖直方向的定位孔道，当所述定位杆伸入所述定位孔道且一端伸出所述反力基板（8）插入土层中时，实现定位反力基板（8）。

9.根据权利要求2~5任意一项所述的沉井施工方法，其特征在于：所述支撑架（4）包括三组用于分别加固操作坑（2）三面竖直内壁的加固架（5），所述加固架（5）呈“L”形结构并同时贴触操作坑（2）竖直内壁以及沉井底面，所述加固架（5）上螺纹连接有水平插入操作坑（2）竖直内壁以及竖直插入沉井底面的加固螺栓。