CN208917858U - 预制拼装式内腔型沉井装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预制拼装式内腔型沉井装置，包括由多个沉井单块水平向拼装焊接成环形的沉井单层和竖向拼装焊接而成的井筒主体，每个沉井单块均设有弧形的外侧板和弧形的内侧板，外侧板和内侧板之间间隔设置有多个肋板，外侧板、内侧板和肋板为一体浇筑成型的钢筋混凝土构件，每个沉井单块上所有的肋板的水平面均与外侧板和内侧板的水平面共平面，上下相邻的沉井单层之间设有止水用的砂浆层。上述装置成本低、强度高且防水性能好。

Description

预制拼装式内腔型沉井装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程中的沉井基础结构施工技术领域，具体讲是一种预制拼装式内腔型沉井装置。

背景技术

在土木工程中，有些地质表层的地基土较软，无法承受较大的荷载作用，而同时地质表层以下一定深度的土层持力较好，能够支撑起沉井，如果地面具有足够大的施工空间，且能够充分利用地下空间，那么在上述情况下通常采用沉井基础结构的方式施工。

现有技术中，绝大部分沉井的施工方法是在施工现场，先搭设脚手架和井筒模板支架并绑扎钢筋，然后浇筑井筒混凝土，再从井内不断往外挖土，使得沉井在自重作用下逐渐下沉至预先设定的深度。也就是说，上述施工方法需要全部在施工现场浇筑完成，但是如果施工工程在市区，这样现场浇筑的沉井就会存在以下问题：1)现场浇筑所需要的场地面积大，施工精度要求高，而市区的施工场地狭小，人工操作困难，沉井质量无法保证；2)在现场浇筑大量混凝土耗费时间，使得施工速度较慢，延长工期；3)市区内施工噪音大，会干扰周围居民的生活，所以在市区不适合采用全部在现场浇筑沉井的方式进行施工。

最近，有企业的技术人员尝试采用拼装式沉井，就是将工厂预制好的若干刃脚块和标准块在现场逐层拼接、逐层浇筑钢筋混凝土。为了保证井筒的强度，上述刃脚块和标准块都需要一次性浇筑钢筋混凝土以构成整体，或者标准块内腔设置钢筋圈梁，这样就会耗费大量的钢筋，无疑也会增加成本：一旦减少浇筑钢筋混凝土中钢筋的比例，就会降低沉井的强度。而且为了形成错缝，浇筑的钢筋混凝土高度低于刃脚块和标准块内腔高度，这样会增加相邻两层的缝隙宽度，容易从水平缝漏水，而沉井结构内没有针对止水的构件，仅仅依靠浇筑钢筋混凝土无法实现止水。另外，相邻的刃脚块和/或标准块拼装后需要在整个边缘处焊接，耗时耗材；上下相邻的沉井单层在拼装时缺少导向和定位措施，容易倾斜或者错位。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种成本低、强度高且防水性能好的预制拼装式内腔型沉井装置。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种预制拼装式内腔型沉井装置，包括由多个沉井单块水平向拼装焊接成环形的沉井单层和竖向拼装焊接而成的井筒主体，每个沉井单块均设有弧形的外侧板和弧形的内侧板，外侧板和内侧板之间间隔设置有多个肋板，外侧板、内侧板和肋板为一体浇筑成型的钢筋混凝土构件，每个沉井单块上所有的肋板的水平面均与外侧板和内侧板的水平面共平面，上下相邻的沉井单层之间设有止水用的砂浆层。

本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置与现有技术相比，具有以下优点：

由于沉井单块都是预先在工厂将外侧板、内侧板和肋板一体浇筑成型，这样在施工现场仅需将沉井单块简单地拼合焊接，然后在外侧板和内侧板之间间隔的部分腔体内浇筑混凝土，即可实现沉井基础结构施工，所以降低了对场地的要求，缩短了工期，减少对周围居民的干扰。

由于肋板的水平面均与外侧板和内侧板的水平面共平面，也就是说，肋板的顶面与外侧板和内侧板的顶面共水平面，且肋板的底面与外侧板和内侧板的底面共水平面，这样肋板从沉井单块的顶面贯通到底面，将外侧板和内侧板连接固定。尤其特别的是，在外侧板和内侧板的上下边缘之间没有空白区，肋板在沉井单块的整个竖向都起到加强固定的作用，所以仅需浇筑素混凝土，就可以达到浇筑钢筋混凝土的强度，无需浇筑钢筋混凝土，故降低成本。待浇筑完腔体内的素混凝土之后，将顶面涂抹平整，使得浇筑的素混凝土的高度与腔体的高度平齐，沉井单块从上到下的强度一致，所以能够显著地增加整体沉井单块的强度，进而增加沉井装置的强度。而且，由于相邻的沉井单层之间设有止水用的砂浆层，而砂浆层具有粘性，所以上下两层相邻的沉井单层能够实现牢固地粘接密封，没有缝隙，这样地下水便不会从上下两层相邻的沉井单层之间的水平缝处渗漏，所以沉井装置的防水效果好。

优选地，外侧板和内侧板在圆弧的任意一点上的距离均相等。容易理解，外侧板拼装焊接成一个大圆筒，内侧板拼装焊接成一个与大圆筒同心的小圆筒，所以外侧板和内侧板在圆周的任意一点上的距离均相等，这样预制沉井单块的施工效率更高；而且沉井装置对土体的压力均匀，下沉时更加稳定。

优选地，每个由多个沉井单块水平向拼装焊接成环形的沉井单层，均包括经肋板分隔开的多个中腔和两个沉井单块沿周向开口拼接合拢后构成的端腔，中腔内浇筑有素混凝土，端腔内浇筑有含钢筋笼的钢筋混凝土。采用上述结构，由于端腔内设有钢筋笼，所以无论是水平向还是竖向，相邻的两个沉井单块的连接处强度都会很高，使得连接更加牢固；而且拼装时参照钢筋笼的位置，更容易对准，有利于快速地拼装成环形整体。由于上述肋板的水平面均与外侧板和内侧板的水平面共平面，这样沉井单块的强度足够高，所以多个中腔内仅需浇筑素混凝土，就可以达到浇筑钢筋混凝土的强度，降低成本。

优选地，外侧板外侧的四个顶角和内侧板内侧的四个顶角均预埋有用于焊接水平向相邻沉井单块的第一钢制预埋件，和用于焊接上下相邻沉井单层上的沉井单块的第二钢制预埋件；所述的钢制预埋件均与侧板内的钢筋笼固定。上述第一钢制预埋件和第二钢制预埋件均由角铁制作，且设有锚筋，这样钢制预埋件与侧板内的钢筋笼锚固连接。由于各个顶角比较坚韧，所以无论运输、吊装还是下沉，都很容易碰撞到硬物而受到损坏，采用上述结构，既能保护顶角不被硬物碰撞损坏，也能够同时焊接水平向和竖向相邻的沉井单块。而且仅需在沉井单块的各个顶角处焊接，即可实现相邻沉井单块的固定连接，而无需在整个沉井单块的边缘上连续焊接，这样在不影响强度的情况下，还能节省焊接材料、缩短工时，进而降低成本、提高效率。

优选地，最底部沉井单层的沉井单块的底部设有上大下小的楔形的刃脚块；刃脚块包括与外侧板平行的刃脚外板和底部向外侧倾斜的斜板，刃脚外板的厚度大于外侧板的厚度构成台阶，斜板的厚度大于内侧板的厚度也构成台阶。由于刃脚块底部为楔形，这样有利于刃脚块快速地切土下沉；将刃脚外板和斜板的厚度加大，构成台阶，有利于沉井在封底阶段与底板连接。

优选地，外侧板和内侧板的顶部均设有多个填充有灌浆料的插筋孔，外侧板和内侧板的底部均设有多个与插筋孔一一对应的插筋。采用上述结构，现场施工时，将上述插筋插入插筋孔内，能够对相邻层的上下两个沉井单块起到导向定位的作用，既能够快速的插接，又不会发生错位；同时，插接时插筋孔内填充的灌浆料即粘结剂从孔内溢出，随着上层沉井单块的下沉，灌浆料流至下层沉井单块的顶面，相当于对砂浆层进行补浆，这样使得相邻层的上下两个沉井单块的粘接更加紧固。

优选地，每个沉井单块内紧邻端腔的两个肋板的顶端预埋有用于吊装沉井单块的吊环。采用上述结构，吊机能够更方便地输送沉井单块，将沉井单块快速地吊装就位。

附图说明

图1是本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置的沉井单块俯视示意图。

图2是本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置的沿图1中A-A方向的剖面图。

图3是本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置的沿图1中B方向看的结构示意图。

图4是本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置的沿图1中C-C方向的剖面图。

图5是本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置的刃脚块的剖面图。

图6是本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置的沉井单层的部分俯视图。

图7是本实用新型预制拼装式内腔型沉井装置的立体示意图。

图中所示1、沉井单块，2、刃脚块，3、外侧板，4、内侧板，5、肋板，6、砂浆层，7、中腔，8、端腔，9、钢筋笼，10、第二钢制预埋件，11、第一钢制预埋件，12、台阶，13、插筋孔，14、插筋，15、吊环，16、刃脚外板，17、斜板，18、刃脚预埋件。

具体实施方式

下面用具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不仅局限于以下具体实施例。

以下所提供的实施例并非用以限制本实用新型所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本实用新型做显而易见的改进，亦落入本实用新型要求的保护范围之内。

如图1～7所示，一种预制拼装式内腔型沉井装置，包括由八个沉井单块1水平向拼装焊接成环形的沉井单层和竖向拼装焊接而成的井筒主体。具体地说，先将八个结构相同的沉井单块1沿水平向拼装焊接成一圈环形的沉井单层，构成井筒主体的最底层，然后在最底层的上方沿竖向继续拼装焊接一圈沉井单块1，构成井筒主体的次底层，如此重复，直至井筒主体形成4个沉井单层，每层均由八个结构相同的沉井单块1拼装焊接而成。并且，上下相邻的沉井单层之间设有止水用的砂浆层6。

每个沉井单块1均设有弧形的外侧板3和弧形的内侧板4，外侧板3和内侧板4在圆弧的任意一点上的距离均相等。容易理解，外侧板3拼装焊接成一个大圆筒，内侧板4拼装焊接成一个与大圆筒同心的小圆筒，所以外侧板3和内侧板4在圆周的任意一点上的距离均相等。

每个沉井单块1的外侧板3和内侧板4之间均间隔设置有四个肋板5，外侧板3、内侧板4和肋板5为一体浇筑成型的钢筋混凝土构件。每个由多个沉井单块1水平向拼装焊接成环形的沉井单层，均包括经肋板5分隔开的多个中腔7和两个相邻沉井单块1沿周向开口拼接合拢后构成的端腔8，中腔7内浇筑有素混凝土，端腔8内浇筑有含钢筋笼9的钢筋混凝土。容易看出，每层沉井单层均由八个结构相同的沉井单块1拼装焊接而成，每个沉井单块1均间隔设置有四个肋板5，故每层沉井单层包括24个中腔7和八个端腔8。由于中腔7和端腔8均设置在沉井单块1内，所以多个沉井单块1拼装焊接后构成内腔型沉井装置。

每个沉井单块1上所有的肋板5的水平面均与外侧板3和内侧板4的水平面共平面。不难理解，每个沉井单块1上所有肋板5的顶面与外侧板3和内侧板4的顶面共水平面，且肋板5的底面与外侧板3和内侧板4的底面共水平面。

外侧板3外侧的四个顶角和内侧板4内侧的四个顶角均预埋有用于焊接水平向相邻沉井单块1的第一钢制预埋件11，和用于焊接上下相邻沉井单层上的沉井单块1的第二钢制预埋件10；所述的钢制预埋件均与侧板内的钢筋笼固定。最底部沉井单层的沉井单块1的底部设有上大下小的楔形的刃脚块2；刃脚块2包括与外侧板3平行的刃脚外板16和底部向外侧倾斜的斜板17。不难理解，斜板17是从井筒的内上方向外下方倾斜，顶部与内侧板的底部连接，底部与外侧板连接；而且斜板17与刃脚外板16的底部，即刃脚块2底部构成一平面，每个刃脚块2底部的四个底角均设有钢制的刃脚预埋件18，刃脚预埋件18均由角铁制作，且设有锚筋。刃脚外板16的厚度大于外侧板3的厚度构成台阶12，斜板17的厚度大于内侧板的厚度也构成台阶12。

外侧板3和内侧板4的顶部均设有多个填充有灌浆料的插筋孔13，外侧板3和内侧板4的底部均设有多个与插筋孔13一一对应的插筋14，插筋孔13的孔径比插接的直径大10～12mm，刃脚块2底部不设置插筋。当然也可以仅在外侧板3的顶部设置插筋孔13，外侧板3的底部设置与插筋孔13对应的插筋14；或者仅在内侧板4的顶部设置插筋孔13，内侧板4的底部设置与插筋孔13对应的插筋14。由于肋板5的水平面与外侧板3和内侧板4的水平面共平面，所以还可以在肋板5的顶部设置插筋孔13，在肋板5的底部设置与插筋孔13对应的插筋14。

每个沉井单块1内紧邻端腔8的两个肋板5的顶端预埋有用于吊装沉井单块1的吊环15。

上述预制拼装式内腔型沉井装置的施工步骤如下：

1)将在工厂预制好的沉井单块1运至施工现场，在施工地面上挖出环形槽坑，向环形槽坑内先浇筑砂垫层，再浇筑环形混凝土垫层；

2)用吊机将设有刃脚块2的沉井单块1吊装就位，拼合成环形，然后焊接刃脚块2顶部的各个顶角的第一钢制预埋件11和第二钢制预埋件以及刃脚块2底部的刃脚预埋件18，形成最底部沉井单层，并在刃脚块2的斜板17下砌筑砌体；

3)在最底部沉井单层的各个沉井单块1的顶面涂抹灌浆料或喷涂水泥界面剂，形成砂浆层6；然后用砼泵机将自密实素混凝土对称均匀地泵入中腔7内；端腔8内先放入钢筋笼9，再泵入自密实素混凝土；待素混凝土灌满腔体后，将顶面涂抹平整；

4)凿除刃脚块2底部的混凝土垫层，在最底部沉井单层内划分为10个区间，分5次对称式开挖出厚度为50cm的地下土；挖土时先挖中间部分土体，保留刃脚处土体，使沉井的刃脚切土下沉；

5)用吊机将次底层的沉井单块1与最底层沉井单块骑缝式拼装就位，即次底层的各个沉井单块1水平的环向拼缝位置旋转一定角度，与最底层沉井单块形成骑缝；同时将次底层各个沉井单块1底部的插筋14插入最底层各个沉井单块1顶部的填充有灌浆料的插筋孔13；然后焊接沉井单块1各个顶角的第一钢制预埋件11和第二钢制预埋件10，形成次底层；

6)重复步骤3)、4)，沿竖向拼装焊接其它层，逐层下沉直至井筒主体到达预设深度，如2米时，减少挖土量；井筒主体每下沉1m测量一次倾斜度和下沉量，保证垂直均匀下沉；

7)向井底抛石成中间低边缘高的锅底形，浇筑混凝土垫层实现封底，沿刃脚块2的台阶12安装沉井的底板。

Claims (6)

1.一种预制拼装式内腔型沉井装置，包括由多个沉井单块(1)水平向拼装焊接成环形的沉井单层和竖向拼装焊接而成的井筒主体，每个沉井单块(1)均设有弧形的外侧板(3)和弧形的内侧板(4)，外侧板(3)和内侧板(4)之间间隔设置有多个肋板(5)，外侧板(3)、内侧板(4)和肋板(5)为一体浇筑成型的钢筋混凝土构件，其特征在于，每个沉井单块(1)上所有的肋板(5)的水平面均与外侧板(3)和内侧板(4)的水平面共平面，上下相邻的沉井单层之间设有止水用的砂浆层(6)。

2.根据权利要求1所述的预制拼装式内腔型沉井装置，其特征在于，外侧板(3)和内侧板(4)在圆弧的任意一点上的距离均相等。

3.根据权利要求1所述的预制拼装式内腔型沉井装置，其特征在于，每个由多个沉井单块(1)水平向拼装焊接成环形的沉井单层，均包括经肋板(5)分隔开的多个中腔(7)和两个沉井单块(1)沿周向开口拼接合拢后构成的端腔(8)，中腔(7)内浇筑有素混凝土，端腔(8)内浇筑有含钢筋笼(9)的钢筋混凝土。

4.根据权利要求1所述的预制拼装式内腔型沉井装置，其特征在于，外侧板(3)外侧的四个顶角和内侧板(4)内侧的四个顶角均预埋有用于焊接水平向相邻沉井单块(1)的第一钢制预埋件(11)，和用于焊接上下相邻沉井单层上的沉井单块(1)的第二钢制预埋件(10)；所述的钢制预埋件均与侧板内的钢筋笼固定。

5.根据权利要求1～4任一项所述的预制拼装式内腔型沉井装置，其特征在于，最底部沉井单层的沉井单块(1)的底部设有上大下小的楔形的刃脚块(2)；刃脚块(2)包括与外侧板(3)平行的刃脚外板(16)和底部向外侧倾斜的斜板(17)，刃脚外板(16)的厚度大于外侧板(3)的厚度构成台阶(12)，斜板(17)的厚度大于内侧板的厚度也构成台阶(12)。

6.根据权利要求1～4任一项所述的预制拼装式内腔型沉井装置，其特征在于，外侧板(3)和内侧板(4)的顶部均设有多个填充有灌浆料的插筋孔(13)，外侧板(3)和内侧板(4)的底部均设有多个与插筋孔(13)一一对应的插筋(14)。