CN115748787A - 一种分体式沉井防偏斜装置与沉井防偏斜施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式沉井防偏斜装置与沉井防偏斜方法，包括包括多个井壁接触件和多个导向柱接触件，且所述导向柱接触件的数量与所述导向柱的数量相同，多个井壁接触件和多个导向柱接触件相互固定组成所述框架，同时提供了相应的施工方法，对沉井施工过程中易产生的偏斜进行实时纠正与预防，可广泛运用于不同截面、不同施工环境、不同地质条件的沉井施工中，具有很高的推广意义。

Description

一种分体式沉井防偏斜装置与沉井防偏斜施工方法

技术领域

本发明涉及地下建筑物施工技术领域，具体为一种分体式沉井防偏斜装置与沉井防偏斜施工方法。

背景技术

沉井是修建地下建筑物的一种施工方法，相比于明挖直接砌筑工作井，沉井尤其是钢筋混凝土沉井具有占地面积小、开挖土方量少、对临近建筑物的影响较小等优点，而且由于沉井基础埋置较深，整体性强、稳定性好，能够承受较大的水平和垂直荷载。因此，沉井施工广泛运用于工程实践项目，如盾构和顶管工作井、桥梁墩台基础、取水泵房、地下电厂等。

沉井施工时先在地面用钢筋混凝土浇筑圆形或矩形等形状的井筒结构，然后在井壁的围护作用下通过在井内挖土，使井身在自重作用下克服井壁外摩阻力和刃脚反力实现下沉，达到设计标高后再进行封底。

在工作井下沉过程中，由于工程地质条件影响和施工技术限制，经常会遇到下沉困难、井壁倾斜过大、土体失稳、井底土体破坏等施工难题。对于井壁倾斜过大的问题，现有的解决办法往往需要启用大型机械进行纠正工作，导致耗费大量人力物力，而且对于一些特殊的地形，难以让大型机械进入其中进行工作，因此克服沉井下沉过程中产生偏斜过大的问题对行业发展和科学研究具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分体式沉井防偏斜装置与沉井防偏斜施工方法，以解决上述背景技术中提出的目前在沉井施工过程中易产生偏斜而无法实时进行纠正与预防的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分体式沉井防偏斜装置，包括：

沉井本体，所述沉井本体底部设有加宽刃脚，且其外侧四周设有多条导向柱；

导向件，所述导向件包括与所述沉井本体相适配的框架，所述框架设有的内侧四周设有与所述沉井本体外侧四周设有的多条导向柱一一对应的多个卡槽。

作为一种优选的技术方案，导向件为分体式结构，包括多个井壁接触件和多个导向柱接触件，且所述导向柱接触件的数量与所述导向柱的数量相同，多个井壁接触件和多个导向柱接触件相互固定组成所述框架。

作为一种优选的技术方案，框架为矩形，包括四个导向柱接触件和八条井壁接触件，其中由一个导向柱接触件和二条井壁接触件组成框架的一条边，再由四条边组装成矩形的框架，所述四个导向柱接触件分别被卡接于矩形框架四条边的正中间。

作为一种优选的技术方案，框架为圆形。

一种沉井防偏斜施工方法，使用了如上述的分体式沉井防偏斜装置，包括以下步骤：

步骤一：施工前置工作；平整待施工场地，确定沉井设计位置，放坡开挖一个2～3米浅坑以减少沉井自沉高度，坑底地基处理合格后放线确定沉井中点及轮廓线，并设置多个控制桩用以控制沉井位置；

步骤二：在坑内地基上设置基层，并再基层上上浇筑由加宽刃脚、首节沉井以及导向柱组成的一体式结构，确保钢筋混凝土结构的整体性，混凝土养护达到强度后拆卸模板进行步骤三；

步骤三：将井壁接触件和导向柱接触件运往施工现场，在现场组装成分体式导向件，嵌套在带有导向柱的沉井四周约束其下沉过程中在水平面上任意方向的位移，并且锚固在地面上，保持其在施工全过程中平稳不动；

步骤四：通过挖掘所述步骤二中一体式结构周围的土方，使得井身均匀下沉；

步骤五：首节沉井下沉至地面预留标高后，浇筑第二节沉井，再挖土下沉，依次循环直至井底达到设计标高，然后整平井底地基回填砂石垫层至设计标高，绑扎钢筋、浇筑沉井底板，完成沉井主体施工工作；

步骤六：将分体式导向件拆卸分离成多个井壁接触件和多个导向柱接触件，清理完好后可保存以待重复使用，回填沉井周围的浅坑，加固沉井周围土体，沉井施工完成。

作为一种优选的技术方案，步骤四中，先采用两台长臂或伸缩臂挖掘机在两侧进行开挖，开挖时长臂挖掘机仅开挖中间的土方，每次开挖深度两米左右，然后用小型挖掘机在靠近刃脚处进行二次开挖，开挖时不宜过快，要保证井身均匀下沉；下沉时在沉井墙体四角设置安装铅垂仪，实时监测四面墙体的倾斜程度，防止四面墙体下沉不均匀。

作为一种优选的技术方案，步骤一中采用十字交叉法设置四个控制桩，用以控制沉井位置。

作为一种优选的技术方案，步骤二中，所述基层采用如下步骤完成：在坑内地基上分层铺设砂垫层，在砂垫层上浇筑c20素混凝土，并在垫层上安装垫木。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)现有施工技术仅限于对沉井下沉过程中发生偏斜后，再采取相应纠偏措施，这就需要在下沉过程中实时监测沉井偏斜程度，而且一旦发生较大偏斜，就需要采取纠偏措施。而沉井防偏斜装置可以预防沉井下沉过程中可能由于土质不均发生的偏斜，可适当减少施工过程中实时监测沉井偏斜频率，节省施工耗费的资源。

2)沉井防偏斜装置主要由带导向柱的沉井和分体式导槽组成，导向柱与沉井一起浇筑成型，整体性强，导槽由钢板制成，在工厂预制成需要的尺寸，然后装车运到施工现场安装，整体装置简易，便于安装。而传统纠偏法需要采用大型机械，操作复杂。(装置简单易安装，且没有大型机械)

3)在传统沉井施工过程中，使用大型机械进行纠偏，会花费大量人力物力，并且在机器运作过程中会产生大量温室气体，而本发明导槽装置采用分体式钢板结构，在现场直接安装使用，施工结束后拆除，可以重复使用，控制施工过程中沉井偏斜在允许范围内的同时，节能减排，绿色环保。(导槽采用分体式钢结构，可以重复利用)。

附图说明

图1为本发明的一种分体式沉井防偏斜装置结构示意图；

图2为本发明的导向件的整体结构示意图；

图3为本发明导向件的分解结构示意图；

图4为本发明的一种沉井防偏斜施工方法的示意图一；

图5为本发明的一种沉井防偏斜施工方法的示意图二；

图6为本发明的一种沉井防偏斜施工方法的示意图三；

图7为本发明的一种沉井防偏斜施工方法的示意图四；

图8为本发明的一种沉井防偏斜施工方法的示意图五；

图9为本发明的一种沉井防偏斜施工方法的示意图六；

图10为本发明的一种沉井防偏斜施工方法的流程示意图。

图中：1、带导向柱的沉井；2、导向件；3、导向柱；4、沉井墙体；

5、刃脚；6、导向柱接触件；7、井壁接触件；8、首节沉井

9、第二节沉井。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种分体式沉井防偏斜装置，包括：沉井本体，所述沉井本体底部设有加宽刃脚，且其外侧四周设有多条导向柱；导向件，所述导向件包括与所述沉井本体相适配的框架，所述框架设有的内侧四周设有与所述沉井本体外侧四周设有的多条导向柱一一对应的多个卡槽。为了便于拆卸和重复利用，导向件设置为分体式结构，框架为矩形，包括四个导向柱接触件和八条井壁接触件，其中由一个导向柱接触件和二条井壁接触件组成框架的一条边，再由四条边组装成矩形的框架，所述四个导向柱接触件分别被卡接于矩形框架四条边的正中间。

当然，另外分体式导向件也可以为其它形状，例如圆形。本实施例以矩形为例，对使用该分体式导向件的沉井防偏斜施工方法进行详细说明。

沉井防偏斜装置施工方法流程图见图10，施工过程中的结构示意图件图4～图9，具体步骤为：

1)场地平整，确定沉井设计位置，然后放坡开挖一个2～3米浅坑以减少沉井自沉高度，坑底地基处理合格后放线确定沉井中点及轮廓线，并采用十字交叉法设置4个控制桩，用以控制沉井位置。

2)在坑内地基上分层铺设砂垫层，在砂垫层上浇筑c20素混凝土，并在垫层上安装垫木。然后在垫木上浇筑刃脚5、首节沉井4以及导向柱3组成的一体式结构，确保钢筋混凝土结构的整体性。混凝土养护达到强度后拆卸模板进行下部工序。

3)将分体式导向件的零件导向柱接触件6和井壁接触件7运往施工现场，在现场组装成完整的导向件2，嵌套在带有导向柱的沉井1四周约束其下沉过程中在水平面上任意方向的位移，并且锚固在地面上，保持其在施工全过程中平稳不动。

4)先采用两台长臂或伸缩臂挖掘机在两侧进行开挖，开挖时长臂挖掘机仅开挖中间的土方，每次开挖深度两米左右，然后用小型挖掘机在靠近刃脚处进行二次开挖，开挖时不宜过快，要保证井身均匀下沉。下沉时在沉井墙体4四角设置安装铅垂仪，实时监测四面墙体的倾斜程度，防止四面墙体下沉不均匀。

5)首节沉井8下沉至地面预留标高后，浇筑第二节沉井9，再挖土下沉，依次循环直至井底达到设计标高，然后整平井底地基回填砂石垫层至设计标高，绑扎钢筋、浇筑沉井底板，完成沉井主体施工工作。

将导向件2拆卸分离成导向柱接触件6和井壁接触件7，清理完好后可保存重复使用。回填沉井四周浅坑，加固沉井周围土体，沉井施工完成。

工作原理：对于这类的能够实现湿度平衡的灌溉机构，首先主管1与供水设备相连，当打开主控阀2以后，主管1内部有水流，水流分给各个支管3，当土壤湿度较大时，膨胀体12可以通过隔网82吸收土壤的湿度，然后在圆筒11内部吸湿膨胀，顶起圆筒11相对出水筒8升高，圆筒11带动活塞块二10堵住寸管5，活塞块二10通过连杆52带动活塞块一54堵住通孔43，同时带动滑块53沿着滑槽51向上滑动，对连杆52的移动角度进行限位，防止其发生偏转，进而完成对支管3出水端的封堵，反之当土壤湿度较小时，膨胀体12不会膨胀过大，进而使得水体可以从连接管4流入寸管5中，再从寸管5流入出水筒8，然后经过金属网81从各个水嘴9流出，完成对土壤的灌溉，当需要拆卸整个装置时，先拧松连接管4，使得外螺纹31与内螺纹41之间发生作用，旋下连接管4，密封垫圈一42起到加强密封的作用，还可以逐个拧松连接螺栓6，使得寸管5与出水筒8之间拆分开来，密封垫圈二7也是起到加强密封的作用，即可将整个装置拆分，就这样完成整个能够实现湿度平衡的灌溉机构的使用过程。通过此种方法，对于自重下沉中可能发生偏移的沉井，无需用大规模机械，也可以实现预防偏移的效果，可广泛运用于不同截面、不同施工环境、不同地质条件的沉井施工中。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种分体式沉井防偏斜装置，其特征在于，包括：

沉井本体，所述沉井本体底部设有加宽刃脚，且其外侧四周设有多条导向柱；

导向件，所述导向件包括与所述沉井本体相适配的框架，所述框架设有的内侧四周设有与所述沉井本体外侧四周设有的多条导向柱一一对应的多个卡槽。

2.根据权利要求1所述的一种分体式沉井防偏斜装置，其特征在于，所述导向件为分体式结构，包括多个井壁接触件和多个导向柱接触件，且所述导向柱接触件的数量与所述导向柱的数量相同，多个井壁接触件和多个导向柱接触件相互固定组成所述框架。

3.根据权利要求2所述的一种分体式沉井防偏斜装置，其特征在于，所述框架为矩形，包括四个导向柱接触件和八条井壁接触件，其中由一个导向柱接触件和二条井壁接触件组成框架的一条边，再由四条边组装成矩形的框架，所述四个导向柱接触件分别被卡接于矩形框架四条边的正中间。

4.根据权利要求2所述的一种分体式沉井防偏斜装置，其特征在于，所述框架为圆形。

5.一种沉井防偏斜施工方法，其特征在于，使用了如上述权利要求1～4种任意一项所述的分体式沉井防偏斜装置，包括以下步骤：

步骤一：施工前置工作；平整待施工场地，确定沉井设计位置，放坡开挖一个2～3米浅坑以减少沉井自沉高度，坑底地基处理合格后放线确定沉井中点及轮廓线，并设置多个控制桩用以控制沉井位置；

步骤二：在坑内地基上设置基层，并再基层上上浇筑由加宽刃脚、首节沉井以及导向柱组成的一体式结构，确保钢筋混凝土结构的整体性，混凝土养护达到强度后拆卸模板进行步骤三；

步骤三：将井壁接触件和导向柱接触件运往施工现场，在现场组装成分体式导向件，嵌套在带有导向柱的沉井四周约束其下沉过程中在水平面上任意方向的位移，并且锚固在地面上，保持其在施工全过程中平稳不动；

步骤四：通过挖掘所述步骤二中一体式结构周围的土方，使得井身均匀下沉；

步骤五：首节沉井下沉至地面预留标高后，浇筑第二节沉井，再挖土下沉，依次循环直至井底达到设计标高，然后整平井底地基回填砂石垫层至设计标高，绑扎钢筋、浇筑沉井底板，完成沉井主体施工工作；

步骤六：将分体式导向件拆卸分离成多个井壁接触件和多个导向柱接触件，清理完好后可保存以待重复使用，回填沉井周围的浅坑，加固沉井周围土体，沉井施工完成。

6.根据权利要求5所述的一种沉井防偏斜施工方法，其特征在于，步骤四中，先采用两台长臂或伸缩臂挖掘机在两侧进行开挖，开挖时长臂挖掘机仅开挖中间的土方，每次开挖深度两米左右，然后用小型挖掘机在靠近刃脚处进行二次开挖，开挖时不宜过快，要保证井身均匀下沉；下沉时在沉井墙体四角设置安装铅垂仪，实时监测四面墙体的倾斜程度，防止四面墙体下沉不均匀。

7.根据权利要求5所述的一种沉井防偏斜施工方法，其特征在于，所述步骤一中采用十字交叉法设置四个控制桩，用以控制沉井位置。

8.根据权利要求5所述的一种沉井防偏斜施工方法，其特征在于，所述步骤二中，所述基层采用如下步骤完成：在坑内地基上分层铺设砂垫层，在砂垫层上浇筑c20素混凝土，并在垫层上安装垫木。

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