CN209854754U - 一种流砂地层半封闭沉井结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种流砂地层半封闭沉井结构，其包括：砌筑井圈(1)、井筒(2)、刃脚(3)和底板结构(4)；所述刃脚(3)的内侧壁上周圈留有企口凹槽，刃脚(3)通过该企口凹槽与底板结构(4)连接；井筒(2)位于刃脚(3)上部；井圈(1)砌筑在井筒(2)上；靠近所述底板结构(4)的四个角位置处均设置有冲沉孔(4.1)，在底板结构(4)的中间位置预留多个排砂孔(4.2)。本实用新型的半封闭式沉井由于在底板预设冲沉孔、排砂孔，相比于现浇封底式沉井，能大大减小沉井下沉至设计标高后，由于流砂进入井内，沉井无法稳定、继续下沉的可能性。
Description
技术领域
本实用新型涉及市政施工技术领域，尤其涉及一种流砂地层半封闭沉井结构。
背景技术
目前，沉井施工一般根据地质情况和周围环境条件，采取分节制作、分次下沉(排水下沉或不排水下沉)和沉井封底(干封底或水下封底)的施工方案。
其中排水下沉是在沉井下沉之前，采用管井或井点降水将地下水位降至井底以下，以利于后期井筒制作与土体开挖的施工方法。但是对于强流砂地层，由于地下水丰富，土质以粉细砂为主，即使采用多排梯级降水或井口降水，仍很难避免出现流砂现象，造成地面坍塌。因此，这种地层的沉井需优先考虑采用不排水下沉法施工。
针对地下水位高的特点，申请号为201710796573.3中国发明专利公开了一种高地下水位条件下沉井施工方法，其特征是采用不排水水力机械冲土法进行沉井下沉施工，减少了预先进行降水的费用。申请号为201510545100.7中国发明专利公布了一种在实施过程中采用井内外均不降水、水中挖土带水下沉及在水下封底的施工技术。
上述专利中的沉井均采用现浇封底结构，沉井下沉至设计标高后，在沉井未封底前，周围粉细砂容易涌入井内，导致沉井继续下沉、沉井倾斜、高程控制不准等问题。
因此，亟需发明开发一种新型沉井结构，解决流砂地层沉井下沉的稳定性问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种流砂地层半封闭沉井结构，其易于控制下沉速率，并能及时对井体进行纠偏，能够保证流砂地层沉井下沉过程的安全平稳。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：
本实用新型提供一种流砂地层半封闭沉井结构，其包括：
砌筑井圈、井筒、刃脚和底板结构；
所述刃脚的内侧壁上周圈留有企口凹槽，刃脚通过该企口凹槽与底板结构连接；井筒位于刃脚上部；井圈砌筑在井筒上；
靠近所述底板结构的四个角位置处均设置有冲沉孔，在底板结构的中间位置预留多个排砂孔。
更优选地，所述底板结构的下底面采用自四周向中间位置逐渐拱起的“锅盖”型式。
更优选地，所述底板结构的上面采用自四周向中间位置逐渐下凹的结构。
更优选地，所述井圈采用非粘土实心砖砌筑结构。
更优选地，所述井筒采用分节混凝土浇筑结构。
更优选地，所述刃脚与底板结构采用钢筋混凝土浇筑结构。
由上述本实用新型的技术方案可以看出，本实用新型具有如下技术效果：
1、通过沉井底板结构上设置四个冲沉孔，利用高压水枪射水、吸砂系统吸砂过程中，易于控制下沉速率，并能及时对井体进行纠偏，保证在流砂地层沉井下沉过程安全平稳。
2、相比于现浇封底式沉井，半封闭式沉井由于是在底板预设冲沉孔、排砂孔，能大大减小沉井下沉至设计标高后，由于流砂进入井内，沉井无法稳定、继续下沉的可能性。
3、沉井底板上部为中间低、周围高型式，有利于泥砂聚集，便于用吸砂系统排出；沉井底板下部为中间高、周围低型式，有利于泥砂往中间挤压，便于从排砂孔排出。
附图说明
图1为本实用新型整体结构的俯视图；
图2为图1的A-A视图；
附图标记说明：
1-砌筑井圈、2-井筒、3-刃脚、4-底板结构、4.1-冲沉孔、4.2-排砂孔。
具体实施方式
以下结合附图并结合实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供的一种流砂地层半封闭沉井结构，其结构如图1和图2所示，该沉井结构包括砌筑井圈1、井筒2、刃脚3、底板结构4。
底板结构4采用混凝土浇筑而成，靠近底板结构4的四个角位置处均设置有冲沉孔4.1，在底板结构4的中间位置预留多个排砂孔4.2；刃脚3的内侧壁上周圈留有企口凹槽，刃脚3通过该企口凹槽与底板结构4连接；分节制作的井筒2位于刃脚3上部；沉井下沉到设计位置后，在井筒2上砌筑井圈1。
上述各个部分的详细结构以及制作过程如下：
井圈1：井圈1采用MU10非粘土实心砖砌筑结构，由下至上逐层砌筑。
井筒2、刃脚3与底板结构4均采用钢筋混凝土结构。
井筒2采用分节钢筋混凝土浇筑结构，井壁模板采用竹胶板，用对拉螺栓加固，螺杆中间设止水片，混凝土浇筑采用分层平铺法均匀浇灌，每层厚度控制在30cm～50cm。沉井分节接缝位置处应经凿毛及冲洗处理，并涂抹一层10mm厚水泥砂浆。为方便顶管机操作，在井筒2上为顶管机预留至少一个孔洞。
刃脚3与底板结构4制作：刃脚3与底板结构4可以一起进行钢筋绑扎与混凝土浇筑。开挖相应形状土体后，贴近土体一侧采用土体当做外模板，内模采用木模板。在底板结构绑扎钢筋时考虑预留冲沉孔4.1与排砂孔4.2的位置。
其中的底板结构4下底面采用自四周向中间位置逐渐拱起(即中间高，四周低)的“锅盖”型式，高差约20cm，以利于在沉井下沉过程中四周土体往排砂孔4.2排出。底板结构4上面采用自四周向中间位置逐渐下凹(即四周高，中间低)的结构，高差约15cm，以利于泥砂往沉井底板结构4的中间位置汇集排出。在底板结构4的四个角位置预留四个冲沉孔4.1，冲沉孔4.1可以为圆形通孔，也可以为其它形状的孔，如椭圆孔、方孔等等。在底板结构4的中间位置留有多个排砂孔4.2，如图中为九个排砂孔4.2，排砂孔4.2可以为圆形通孔，也可以为其它形状的孔，如椭圆孔、方孔等等，孔直径可以为20cm。
本申请的流砂地层半封闭沉井结构通过如下的施工方法完成：
步骤S1、沉井制作准备
首先按设定的放坡系数(如1:1.5)进行基坑开挖，开挖至水位线以下设定深度(如20cm)处，采用明沟排水方式对基坑进行排水。
步骤S2、刃脚与底板制作
刃脚3与底板结构4一起进行钢筋绑扎与混凝土浇筑。开挖相应形状土体后，贴近土体一侧采用土体当做外模板，内模采用木模板。底板结构4上预留冲沉孔4.1与排砂孔4.2。底板结构4的下底面采用中间高，四周低的“锅盖”型式，高差约20cm，以利于在沉井下沉过程中四周土体往排砂孔4.2排出。底板结构4的上面采用四周高中间低结构，高差约15cm，以利于泥砂往沉井底板结构4的中间汇集至排砂孔4.2排出。
步骤S3、沉井井筒2分节制作
钢筋在现场机械成型、人工绑扎；每节井筒2的竖筋一次绑扎好，水平筋分段绑扎，与上节井壁连接处，伸出插筋，接头错开1/4，并采用机械连接或焊接；井筒2模板采用10～20mm厚竹胶板，竹胶板最佳厚度为15mm，采用对拉螺栓加固(螺杆中间设止水片)，对拉螺栓的水平间距60cm，垂直间距60cm。采用分层平铺法对每节井筒2进行混凝土浇筑，每层厚度控制在30cm～50cm均匀浇灌。沉井井筒2分节接缝处进行凿毛及冲洗处理，并涂抹一层10mm厚水泥砂浆。
步骤S4、沉井下沉
采用四台高压水泵，在冲沉孔4.1位置冲蚀砂土，使底板结构4下的砂土从四周往排砂孔4.2流动，采用吸砂系统吸砂，沉井逐渐下沉。
采用吸砂系统吸砂前，井筒2上为顶管机预留的孔洞需采用砖砌体将洞门临时封堵，并抹防水泥浆，封堵应严密牢靠且便于拆除；为了控制沉井井筒2的筒身下沉过程中筒身的垂直度，应在沉井井筒2的内壁四面中心对称弹出垂线，并悬挂垂球；为了控制井筒2的下沉速度及下沉位置，在井筒2的壁外侧四周画出标尺。
在冲沉过程中随时检测沉井的下沉速度、倾斜角度等参数。下沉速度宜控制在10cm/h，下沉速度过快时应减小冲蚀力度，降低吸砂速度。井筒2的倾斜率要控制在1/150～1/200，超过1/200时就要进行纠偏，纠偏的方法是在下沉较慢侧加大冲蚀力度，下沉较快侧减小冲蚀力度，井顶施加水平力予以纠偏。
步骤S5、冲沉孔4.1与排砂孔4.2封堵
当沉井下沉到达预定标高后，观测6～8小时，若沉井累计下沉量不大于10mm，可以开始进行预留孔的封堵工作。预留的冲沉孔4.1与排砂孔4.2封堵须采用水下作业，沿孔壁侧紧贴防水条，用微膨胀混凝土进行浇筑，保证预留的冲沉孔4.1与排砂孔4.2不漏水。
步骤S6、冲沉孔4.1与排砂孔4.2封堵完成后，采用水泵将沉井内的水抽出，检查底板结构4是否有漏水处，如有应及时修补处理。
步骤S7、井圈1砌筑
冲沉孔4.1与排砂孔4.2封堵完成后，在井筒2上砌筑井圈1。井圈1采用MU10非粘土实心砖砌筑，利用水泥砂浆作为粘合剂，由下而上逐层砌筑完成。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (6)
1.一种流砂地层半封闭沉井结构，其特征在于，所述的流砂地层半封闭沉井结构包括：
砌筑井圈(1)、井筒(2)、刃脚(3)和底板结构(4)；
所述刃脚(3)的内侧壁上周圈留有企口凹槽，刃脚(3)通过该企口凹槽与底板结构(4)连接；井筒(2)位于刃脚(3)上部；井圈(1)砌筑在井筒(2)上；
靠近所述底板结构(4)的四个角位置处均设置有冲沉孔(4.1)，在底板结构(4)的中间位置预留多个排砂孔(4.2)。
2.根据权利要求1所述的一种流砂地层半封闭沉井结构，其特征在于，所述底板结构(4)的下底面采用自四周向中间位置逐渐拱起的“锅盖”型式。
3.根据权利要求1所述的一种流砂地层半封闭沉井结构，其特征在于，所述底板结构(4)的上面采用自四周向中间位置逐渐下凹的结构。
4.根据权利要求1所述的一种流砂地层半封闭沉井结构，其特征在于，所述井圈(1)采用非粘土实心砖砌筑结构。
5.根据权利要求1所述的一种流砂地层半封闭沉井结构，其特征在于，所述井筒(2)采用分节混凝土浇筑结构。
6.根据权利要求1所述的一种流砂地层半封闭沉井结构，其特征在于，所述刃脚(3)与底板结构(4)采用钢筋混凝土浇筑结构。
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| CN201920534505.4U CN209854754U (zh) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | 一种流砂地层半封闭沉井结构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111042173A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 常州市市政工程设计研究院有限公司 | 一种流沙层沉井施工方法 |
| CN113266030A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-17 | 武汉市市政建设集团有限公司 | 一种深沉井水下封底施工方法 |
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2019
- 2019-04-18 CN CN201920534505.4U patent/CN209854754U/zh active Active
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