CN114775668A - 适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，包括：制作刃脚段、导墙，以及标准子段制作：在刃脚段上构筑第一标准子段；隔离层形成：在第一标准子段外壁设置缓冲层；均匀开挖下沉刃脚段和第一标准子段，在缓冲层与周围土体之间形成的填充层中填充填充物；重复上述步骤形成标准段；以及刃脚段下部浇筑混凝土，与刃脚段一起形成沉井结构的底部，完成沉井结构的主体。
Description
技术领域
本申请属于土木领域，涉及一种适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法。
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，使其成为结构物的基础或者地下可利用空间等。
现有的沉井建造完成后，周围的土体一般不发生沉降变形，土体和沉井不会发生相对位移，不会影响使用过程中沉井的受力和标高正常使用。
但在地层发生较明显沉降的地区，例如华北平原或者印尼雅加达地基土层每年都发生较大沉降，导致对沉井产生下拉力，增大沉井的受力，有可能导致沉井的倾斜或者破坏。同时，由于地层下沉导致沉井和周围土体产生高差，影响地下空间的正常使用。
发明内容
本申请的目的在于提供一种沉井结构及其施工方法和应用，可适用于地层下沉的施工条件。
本申请第一方面提供了一种沉井结构，其包括：
刃脚段；
标准段，设于刃脚段上；以及，
隔离层，形成于标准段与周围土体之间；所述隔离层包括缓冲层和填充层；其中，缓冲层位于标准段和填充层之间，为设置于标准段外壁的具有弹性的结构层；所述填充层中具有填充物。
可选地，所述缓冲层厚度为4-10mm，优选5-8mm；采用2-4层油毛毡粘合而成；
可选地，所述缓冲层采用沥青粘贴在标准段外壁上，各层油毛毡之间也采用沥青粘贴。
可选地，所述填充层的厚度为15-25cm，优选为18-22cm。
可选地，所述填充物为大致球形的颗粒，大小均匀、几乎无杂质。可选地，所述填充物的直径为20-40mm；密度为2-3g/cm3；压碎指标小于等于16％。
进一步地，所述标准段与缓冲层之间设有防水层。可选地，所述防水层由涂覆在标准段外壁的沥青或水泥浆形成。
可选地，所述周围土体的表面靠近隔离层处设有导墙。可选地，导墙在周围土体表面以下的高度为0.3-0.8m，在周围土体表面以上的高度为0.1-0.3m。
可选地，所述刃脚段位于持力层中，标准段的一部分或者全部位于软土层中；其中，持力层位于软土层之下。
可选地，刚竣工的沉井结构低于周围土体的表面。优选地，沉井结构与周围土体的表面之间设有跳板。
本申请第二方面提供了一种沉井结构的施工方法，可用于前文任一技术方案所述的沉井结构的施工，该施工方法包括：
刃脚段制作：平整场地，构筑刃脚段；在刃脚段下均匀开挖，使得刃脚段下沉；
导墙制作：在周围土体表面，靠近刃脚段处制作导墙；
标准子段制作：在刃脚段上构筑第一标准子段；
隔离层形成：在第一标准子段外壁设置缓冲层，所述缓冲层为具有弹性的结构层；均匀开挖下沉刃脚段和第一标准子段，在缓冲层与周围土体之间形成的填充层中填充填充物；
标准段形成：重复上述的标准子段制作步骤和隔离层形成步骤，以继续在第一标准子段上构建多个叠加的标准子段，直至沉井结构下沉至设计标高；
沉井结构形成：刃脚段下部浇筑混凝土，与刃脚段一起形成沉井结构的底部，完成沉井结构的主体。
可选地，在隔离层形成的步骤中，在标准子段外壁涂覆沥青，将2-4层油毛毡粘贴在标准子段外壁上形成所述缓冲层；各层油毛毡之间也采用沥青粘贴。
可选地，在隔离层形成的步骤中，在各个标准子段的外壁涂覆防水层，形成于标准子段与缓冲层之间。可选地，在各个标准子段的外壁涂覆沥青或者水泥浆形成所述防水层。
可选地，在标准段形成步骤中，沉井结构的高度低于周围土体的表面，以预留周围土体未来的下沉高度。
可选地，标准段形成后，所述刃脚段位于持力层中，标准段的一部分或者全部位于软土层中；其中，持力层位于软土层之下。
可选地，所述沉井结构形成后，沉井结构与周围土体之间设有跳板。
此外，可以理解的是，前述沉井结构中的技术方案和相关参数也可以相应地应用于本施工方法中，包括但不限于缓冲层的厚度、填充层的厚度、填充物的参数、导墙的参数等等，本处不再赘述。
本申请第三方面提供了一种沉井结构在沉降变形土体中的应用，所述沉井结构为采用前文任一技术方案所述的沉井结构。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请至少一种实施方式提供的沉井结构，采用隔离层将沉井井壁与周围土体隔开，消除周围土体沉降带来的附加受力的不利影响。
本申请至少一种实施方式提供的沉井结构，其隔离层兼具防水功能，保证沉井结构内地下空间干燥正常使用。
本申请至少一种实施方式提供的沉井结构，与周围土体之间设置跳板，可以随着地表沉降灵活调整，在土层沉降时不影响沉井地下空间的进出正常使用。
附图说明
图1是一种实施方式的刃脚段的构建示意图；
图2是一种实施方式的标准段的构建示意图；
图3是一种实施方式的标准段的构建示意图；
图4是一种实施方式的沉井结构示意图；
图5是图4的A部放大图；
图6是图4的B部放大图；
图7是刚竣工时的沉井结构示意图；
图8是沉井结构的第一变化示意图；
图9是沉井结构的第二变化示意图；
图中编号：1刃脚段，2沉井结构底部，3标准段，31标准段外壁，301第一标准段，4周围土体，41周围土体表面，5隔离层，51防水层，52缓冲层，53填充层，6导墙，71持力层，72软土层，8跳板。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本申请的技术方案进行详实的阐述，然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图4所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而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申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1-6所示，本申请的第一种实施方式提供了一种沉井结构，其包括：
刃脚段1，其下部可采用混凝土等进行封底形成沉井结构的底部2；
标准段3，设于刃脚段1上，与刃脚段1一起构成沉井结构的主体；所述标准段3可以包括多个标准子段，从下往上依次为第一标准子段301，第二标准子段302，····第N标准子段。
标准段3的外壁31与周围土体4之间形成隔离层5，其依次包括防水层51、缓冲层52和填充层53；其中，防水层51位于标准段3的外壁31，填充层52位于缓冲层52与周围土体4之间。所述隔离层在标准段和周围土体之间同时起到隔离和支撑的作用。
作为一种实施方式，所述防水层51由涂覆在标准段3的外壁31的沥青或水泥浆等形成；主要起到防止外部水进入沉井结构内部的作用。
作为一种实施方式，所述缓冲层52为贴附在标准段3的外壁31的具有弹性的结构层，例如可以通过防水层51的沥青等将缓冲层52粘贴在标准段外壁31上，与防水层51相邻。所述缓冲层52具有弹性拉伸性，可采用油毛毡形成；例如可采用2-4层油毛毡构成，如粘贴3层油毛毡；各层油毛毡之间也可以采用沥青涂覆而粘贴在一起。在合适的情况下，所述缓冲层52也可以采用其他具有弹性的结构层，例如橡胶层等，但是其耐用性和柔韧性可能不及油毛毡。其中，缓冲层52的厚度为4-10mm，优选5～8mm，例如可为6mm、7mm、8mm、9mm等等。
所述缓冲层52在标准段外壁31(或防水层51)与填充层53之间起缓冲作用。当填充层53跟随周围土体4发生位移时，缓冲层52可短距离运动或变形，缓冲该位移、吸收位移产生的摩擦力等，减少对防水层51和标准段外壁31伤害。采用油毛毡一方面在于油毛毡的变形较好、不易破损；另一方面在于油毛毡的防腐性较好、耐用，适合地下工程长期使用的环境。此外油毛毡之间以及缓冲层52与外壁31之间的沥青等粘黏物也可以进一步地起到防水的作用。在一定程度上，当防水层51采用沥青而该沥青又可以用作缓冲层52的粘黏物时，防水层51与缓冲层52之间有一些重合。
作为一种实施方式，所述填充层53的厚度为15-25cm，例如可为18cm、20cm、22cm等等；其中填充有大小均匀、表面干净、少有杂质，且硬度较强、不易破碎的填充物，所述填充物可以选择符合条件的砂砾、鹅卵石、干净河沙等，也可以选择大致为圆形的硬质小球。作为一种具体的实施方式，所述填充物的直径为20-40mm，例如可为22mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm等等；填充物的密度为2-3g/cm3，例如可为2.2g/cm3、2.4g/cm3、2.6g/cm3、2.8g/cm3等等，填充物的压碎指标小于等于16％，例如可为15％、14％、13％、12％、11％、10％、8％等等。
填充层53中容纳有填充物，可以使得沉井结构与周围土体4之间的相互隔离效果更好，而且填充物不容易板结，使得支撑性稳定。
作为一种可选的实施方式，所述隔离层5主要布置在刃脚段1以上的部位。
作为一种可选的实施方式，所述周围土体4的表面41靠近填充层53处设有导墙6。具体地，所述导墙6在周围土体4的表面41以下的高度为0.3-0.8m，例如可为0.4m、0.5m、0.6m、0.7m等等，位于周围土体4的表面41以上的高度为0.1-0.3m，例如可为0.1m、0.15m、0.2m、0.25m等等。导墙6的设置一方面可以防止周围土体4中的污水、小颗粒等杂质进入填充层53中，防止填充物结块；另一方面还可以防止周围土体表层的滑塌。
所述刃脚段1位于持力层71中，所述标准段3的一部分或者全部位于软土层72；持力层71位于软土层72之下。软土层72主要是指容易发生沉降变形的土层。刃脚段1位于持力层71中可以很好地支撑沉井结构，防止其跟随周围土体的软土层72变形而变形。
如图7所示，刚竣工的沉井结构低于周围土体的表面41；沉井结构与周围土体的表面41之间可设有连接用的跳板8，形成斜坡，方便车辆等的正常使用。所述跳板8可以由钢板或者混凝土板制成，两端分别搭接在沉井结构上和周围土体上。
如图7-9所示，沉井结构刚建造好，为了预留周围土体的后续沉降量，沉井结构设置为低于周围土体的表面41，跳板8向上倾斜。使用一段时间后，沉井结构由于底部2位于较硬的持力层71上而沉降较小或不沉降，周围土体4沉降大，沉井结构大致等于周围土体的表面41，跳板8逐渐变为水平。使用较长时间后，周围土体4沉降更大，沉井结构高于周围土体的表面41，跳板8向下倾斜。
本申请的第二种实施方式提供了一种沉井结构的施工方法，可以用于施工建造前文任一方案所述的沉井结构，所述施工方法包括：
S1：平整场地，沿沉井井壁大致对应的位置铺黄砂，黄砂上铺垫木；采用多个刃脚块制作位于垫木上的刃脚段1，如图1所示。
S2：在刃脚段1下，一边掏黄砂、一边对称抽拔出垫木。
S3：在刃脚段1下均匀开挖，以使沉井结构的刃脚段1下沉至地表以下。
S4：在周围土体表面41，靠近刃脚段1处制作导墙6；导墙6竖向设立，位于周围土体表面41以下0.5m左右，周围土体表面41以上0.1～0.2m。
S5：在刃脚段1上开始构筑第一标准子段301；在第一标准子段301的外壁涂刷沥青，形成防水层51；然后采用沥青粘贴三层油毛毡，总厚度为5～8mm，形成缓冲层52。
S6：均匀开挖下沉沉井结构，在缓冲层52与周围土体4之间形成的填充层53中填充填充物，例如砂砾、鹅卵石或圆形小球。
S7：重复步骤S5和S6，以在第一标准子段301上构建更多的标准子段302····，直至沉井结构下沉至设计标高。
S8：沉井结构内进行清理，浇筑混凝土与刃脚段1一起封底，形成沉井结构的底部2。
S9：对沉井结构内的其他结构施工，例如修建车库结构等，然后封顶。
可以理解的是，上述步骤并非完全依次实施，可以根据实际的施工条件做相应的调整，因此，该顺序并不构成对本申请的绝对限制。
本申请的第三种实施方式提供了一种沉井结构的应用，其中前文任一实施方式所述的沉井结构可应用于土体沉降变形的情况。其中，所述沉井结构的底部2位于持力层71，其标准段3的一部分或者全部位于软土层72。
可以理解的是，第一实施方式中的关于沉井结构的技术特征和参数也可以相应地适用于第二实施方式和第三实施方式，因此在这些实施方式中并没有进行过多的赘述。
所述的实施方式仅仅是对本申请的优选实施方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，包括：
刃脚段制作：平整场地，构筑刃脚段；在刃脚段下均匀开挖，使得刃脚段下沉；
导墙制作：在周围土体表面，靠近刃脚段处制作导墙；
标准子段制作：在刃脚段上构筑第一标准子段；
隔离层形成：在第一标准子段外壁设置缓冲层，所述缓冲层为具有弹性的层；均匀开挖下沉刃脚段和第一标准子段，在缓冲层与周围土体之间形成的填充层中填充填充物；
标准段形成：重复标准子段制作步骤和隔离层形成步骤，以构建多个叠加的标准子段，直至沉井结构下沉至设计标高；
沉井结构形成：刃脚段下部浇筑混凝土，与刃脚段一起形成沉井结构的底部，完成沉井结构的主体。
2.根据权利要求1所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，在隔离层形成步骤中，在标准子段外壁涂覆沥青，将2-4层油毛毡粘贴在标准子段外壁上形成所述缓冲层；各层油毛毡之间也采用沥青粘贴。
3.根据权利要求2所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，在隔离层形成步骤中，在各个标准子段的外壁涂覆防水层，形成于标准子段与缓冲层之间。
4.根据权利要求3所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，在各个标准子段的外壁涂覆沥青或者水泥浆以形成所述防水层。
5.根据权利要求1-4任一项所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，在标准段形成步骤中，沉井结构的高度低于周围土体的表面，以预留周围土体未来的下沉高度；标准段形成后，所述刃脚段位于持力层中，标准段的一部分或者全部位于软土层中；其中，持力层位于软土层之下。
6.根据权利要求1-4任一项所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，所述沉井结构形成后，沉井结构与周围土体之间设有跳板。
7.根据权利要求1-4任一项所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，所述缓冲层厚度为4-10mm；所述填充层的厚度为15-25cm。
8.根据权利要求1-4任一项所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，所述缓冲层厚度为5-8mm；所述填充层的厚度为18-22cm。
9.根据权利要求1-4任一项所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，所述填充物为大致球形的颗粒，大小均匀、几乎无杂质。
10.根据权利要求1-4任一项所述的适用于沉降变形土体的沉井结构的施工方法，其特征在于，导墙在周围土体表面以下的高度为0.3-0.8m，在周围土体表面以上的高度为0.1-0.3m。
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| AT181849B (de) * | 1951-07-05 | 1955-04-25 | Willy Dr Neumeister | Vorrichtung zur Abdichtung von Schächten, Tunnels und Druckstollen |
| CN105369857A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-03-02 | 上海耀华玻璃钢有限公司 | 一体化预制泵站玻璃纤维增强树脂混凝土筒体 |
| CN206957637U (zh) * | 2017-06-23 | 2018-02-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于注水井防砂的挡砂封隔器组合 |
| CN109853602A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-06-07 | 中交第二航务工程局有限公司 | 一种刃脚填充uhpc材料的钢壳沉井及施工方法 |
| CN209854753U (zh) * | 2019-04-18 | 2019-12-27 | 北京市政建设集团有限责任公司 | 一种承压水粉细砂层条件下的沉井结构 |
-
2022
- 2022-04-13 CN CN202210382602.2A patent/CN114934536A/zh active Pending
- 2022-04-13 CN CN202210632952.XA patent/CN114775668B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘爽;刘光旺;: "混凝土抗滑结构在水利水电工程中的应用", 江西建材, no. 04, pages 146 - 147 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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