CN213508493U - 一种软土区域钢沉井反压下沉支护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软土区域钢沉井反压下沉支护系统，包括设于待支护基坑外围的小导管、由多节钢沉井单元竖向对正且依次连接而成的钢沉井，以及用于将钢沉井压入基坑的反压装置，所述小导管沿小导管的安装中线间隔布置，形成矩形框结构；矩形框结构相对的两侧设有连系梁，同侧的小导管上端均与该侧的连系梁相连；所述钢沉井设于矩形框内侧的基坑内；所述反压装置的驱动端与钢沉井的顶部接触，反压装置的驱动端推动钢沉井竖直向下移动，进入基坑内。本实用新型的有益效果为：利用钢沉井作为主要侧向受力体，在基坑外侧设置小导管进行预加固；同时利用小导管提供抗拔反力，通过千斤顶反压钢沉井下沉，形成了稳定的侧向支挡结构，保障了周边结构的安全和稳定性。

Description

一种软土区域钢沉井反压下沉支护系统

技术领域

本实用新型涉及基坑支护技术，具体涉及一种软土区域钢沉井反压下沉支护系统。

背景技术

目前，针对局部深开挖的小型基坑，常采用放坡、局部加固、钢板桩等方式进行支护。然而，当基坑位于隧道、地下室等净空或场地受限的区域时，以上支护方式难以实施。钢沉井作为一种施工简便、造价低、适用范围广的支护结构，在工程建设中应用越来越广泛。但是，常规的钢沉井采用开挖下沉、边挖边沉的作业方式，在结构的稳定性、下沉质量控制上较难保证。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种软土区域钢沉井反压下沉支护技术。

本实用新型采用的技术方案为：一种软土区域钢沉井反压下沉支护系统，包括设于待支护基坑外围的小导管、由多节钢沉井单元竖向对正且依次连接而成的钢沉井，以及用于将钢沉井压入基坑的反压装置，所述小导管有多根，沿小导管的安装中线间隔布置，形成矩形框结构；矩形框结构相对的两侧设有连系梁，同侧的小导管上端均与该侧的连系梁相连；所述钢沉井设于矩形框内侧的基坑内，钢沉井下端口采用封闭结构封闭；所述反压装置安装在基坑上方，且与连系梁连接固定；所述反压装置的驱动端与钢沉井的顶部接触，反压装置的驱动端推动钢沉井竖直下沉。

按上述方案，小导管呈竖向、斜向交替布置，各小导管其顶部中心位于小导管的安装中线；小导管外壁沿轴向间隔开设多环用于注浆的注浆孔；小导管内注有水泥-水玻璃双液浆。

按上述方案，斜向布置的小导管其中心线与水平面的角度为15°～30°。

按上述方案，所述反压装置包括两根传力杆、上横梁、千斤顶和下横梁，两根传力杆的下端分别安装在两根连系梁上；所述上横梁的两端分别与两根传力杆的顶部相连；所述千斤顶与上横梁连接固定，千斤顶的驱动端与下横梁相连，下横梁位于与钢沉井的顶部，且可与钢沉井的顶部接触。

按上述方案，所述钢沉井单元由四块钢板围合而成，钢沉井单元的四角采用角钢加固；钢板内侧沿横向和竖向间隔设置有用于加固的槽钢A作为受力骨架。

按上述方案，所述连系梁包括横向和纵向配置的钢筋，以及浇筑于一体的混凝土层。

按上述方案，封闭结构包括设于基坑底部的槽钢B、钢筋网片和封底混凝土；所述槽钢B间隔布置，且槽钢B的两端分别与钢沉井的钢板或槽钢A焊接固定；所述钢筋网片铺设在槽钢B的上方，封底混凝土将二者浇筑于一体。

按上述方案，在封底混凝土内预埋插入基坑底部的回填注浆管。

本实用新型的有益效果为：本实用新型利用钢沉井作为主要侧向受力体，在基坑外侧设置小导管进行预加固；同时利用小导管提供抗拔反力，通过千斤顶反压钢沉井下沉，达到先下沉到位后开挖的效果。在开挖前，形成了稳定的侧向支挡结构，保障了周边结构的安全和稳定性；利用千斤顶反压下沉的方式，控制沉井下沉速率，可控性好，使得受限空间条件下钢沉井下沉快、操作简便；通过沉井外侧小导管起到预加固的作用，同时能够限制沉井下沉过程中的倾斜度，防止偏移；钢沉井先下沉到位后开挖，缩短了施工工期，同时保障开挖过程中周边结构的稳定性，起到良好的嵌固遮挡效果；基坑外围的小导管设置成竖向、斜向交错的形式，不仅加固效果良好，还能够提高管周土体的有效加固范围，提供更大的抗拔反力；钢沉井采用现场分节焊接和拼装的方式，解决了受限空间施工难、操作不方便的难题，实现了施工的集成化。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。

图2为本实施例中钢沉井与小导管的平面示意图。

图3为本实施例中钢沉井的支护剖面图。

图4为本实施例中反力装置的示意图。

其中：1、小导管；2、连系梁；3、钢沉井单元；3.1、钢板；3.2、角钢；3.3、槽钢A；4、传力杆；5、端板；6、螺母；7、上横梁；8、千斤顶；9、下横梁；10、回填注浆管。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。

如图1和图2所示的一种软土区域钢沉井反压下沉支护系统，包括设于待支护基坑外围的小导管1、由多节钢沉井单元3竖向对正且依次连接而成的钢沉井，以及用于将钢沉井压入基坑的反压装置，所述小导管1有多根，沿小导管1的安装中线间隔布置，形成矩形框结构，矩形框结构相对的两侧设有连系梁2，同侧的小导管1上端均与该侧的连系梁2相连；所述钢沉井设于矩形框内侧的基坑内，钢沉井下端口采用封闭结构封底；所述反压装置安装在基坑上方，且与连系梁2连接固定；所述反压装置的驱动端与钢沉井的顶部接触，反压装置的驱动端推动钢沉井竖直下沉。

优选地，沿基坑外轮廓线外放30cm为小导管1的安装中线；小导管1呈竖向、斜向(向基坑方向倾斜)交替布置，各小导管1其顶部中心位于小导管1的安装中线；其中，斜向布置的小导管1其中心线与水平面的角度为15°～30°；所述小导管1的下端与安装到位的钢沉井下端的距离不小于0.5m。所述小导管1外壁沿轴向间隔开设多环用于注浆的注浆孔；小导管1内注有水泥-水玻璃双液浆。

优选地，所述连系梁2包括横向和纵向配置的钢筋，以及浇筑于一体的混凝土层。本实施例中，所述连系梁2截面宽15cm、高30cm；采用C30混凝土浇筑于一体。

优选地，如图4所示，所述反压装置包括两根传力杆4、上横梁7、千斤顶8和下横梁9，两根传力杆4的下端分别安装在两根连系梁2上；所述上横梁7的两端分别与两根传力杆4的顶部相连；所述千斤顶8与上横梁7连接固定，千斤顶8的驱动端与下横梁9相连，下横梁9位于与钢沉井的顶部，且可与钢沉井的顶部接触。

本实施例中，所述传立杆为下端预埋于连系梁2内的Φ20圆钢，传立杆的上端开设有螺纹，该螺纹段穿过上横梁7端部的端板5后与螺母6连接固定。所述上横梁7由双拼25a工字钢焊接而成。

优选地，如图3和图2所示，所述钢沉井单元3由四块钢板3.1围合而成，钢沉井单元3的四角采用角钢3.2加固；钢板3.1内侧沿横向(或纵向)和竖向间隔设置有用于加固的槽钢A3.3作为受力骨架。本实用新型中，底层钢沉井单元3距离下端0.3米的范围内不设槽钢A3.3加固，以减小下沉阻力，便于沉井下沉。

本实施例中，围合成钢沉井单元3的钢板3.1厚度为1.5cm，四角采用角钢3.24#，厚度5mm的角钢3.2两侧包边焊接；钢板3.1内侧采用5#槽钢A3.3加固作为受力骨架，槽钢A3.3的横向间距(或纵向间距)和竖向间距均为0.5m。

优选地，封底结构包括设于基坑底部的槽钢B(也可为工字钢)、钢筋网片和封底混凝土；所述槽钢B间隔布置，且槽钢B的两端分别与钢沉井的钢板3.1或槽钢A3.3焊接固定；所述钢筋网片铺设在槽钢B的上方，封底混凝土将二者浇筑于一体。优选地，在封底混凝土内预埋插入基坑底部的回填注浆管10。

本实施例中，基坑底部布置12#槽钢B，间距0.5m，两端与沉井钢板3.1(或槽钢A3.3)焊接牢固；槽钢B的面层满铺Φ8,150*150mm的钢筋网片(规格为Φ8,150×150mm，也即制成钢筋网片的钢筋直径为8mm，横向间距和纵向间距均为150mm)；浇筑封底混凝土前，向坑底打入长度为1.5m、间距为1.5m的回填注浆管10。

一种软土区域钢沉井反压下沉支护方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、测量放线：利用测量仪器放出待支护基坑的外轮廓线，沿轮廓线外放30cm作为小导管1的安装中线，布好点位。

步骤二、施工小导管1。

采用Φ42*3.25的钢管作为小导管1，小导管1环向呈梅花型设置注浆孔，孔径5mm，沿长度方向0.2m一环。通过风镐将小导管1打入预定孔位，间距300mm，小导管1下端标高低于钢沉井下端不小于0.5m。小导管1呈竖向、斜向交替设置，其中斜向布置的小导管1倾斜角度为15°～30°。小导管1施工完成后，向小导管1内注入水泥-水玻璃双液浆加固。

步骤三、安装连系梁2。

在基坑对称两侧的小导管1上端设置连系梁2，连系梁2截面宽15cm、高30cm。连系梁2内部纵向和横向进行配筋，并浇筑C30混凝土。连系梁2顶部对称预留3根Φ20的圆钢作为竖向的传力杆4，便于与上横梁7连接，传递反力。传力杆4的上端加工成螺纹状。

步骤四、安装首节钢沉井单元3。

钢沉井单元3采用1.5cm厚钢板3.1围合而成，四角采用角钢3.24#，厚度5mm的角钢3.2两侧包边焊接。钢沉井单元3长度为1m，内侧采用5#槽钢A3.3加固，间距0.5m，作为受力骨架。首节钢沉井单元3底部0.3m区域不设置槽钢A3.3加固，减小下沉阻力，便于下沉。

步骤五、安装反力装置。

在钢沉井顶面架设双拼22a工字钢作为下横梁9，下横梁9沿钢沉井边中线布置，两侧设置钢筋限位。下横梁9中间布置千斤顶8，千斤顶8顶部布置上横梁7，上横梁7由双拼25a工字钢焊接而成。上横梁7两侧分别布置有传力杆4，传力杆4通过两端的螺栓与上横梁7上的端板5连接。

步骤六、首节钢沉井单元3反压下沉。

反力装置安装完成后，启动千斤顶8平稳施压。当钢沉井单元3下沉出现倾斜时，停止施压，卸载，采用局部堆载、锤击的方式纠偏。下沉速率控制在1m/d。

步骤七、钢沉井单元3拼装。

首节钢沉井单元3下沉至通道内标高时，拆除反力装置后拼装第二节钢沉井单元3，二者接口区域采取满焊，同时确保竖向槽钢A3.3连通，确保受力骨架的稳定性。当基坑深度较深时，角落部位还需设置角撑进行加固。拼装完成后，安装反力装置，继续反压下沉，直至第二节钢沉井单元3下沉到设计标高。依次顺序安装其他钢沉井单元3，直至钢沉井安装完成。

步骤八、分层开挖。

采用人工进行开挖，先开挖钢沉井中间区域的土体，再开挖边部区域的土体。钢沉井内土体进行分块分层开挖，0.3m/每层。基坑内设置排水泵进行抽排，确保满足开挖需要。安排两班作业人员，24小时作业，确保土方开挖不中断，降低地下水抽排量和泥沙流失量。

当开挖过程中若钢沉井下沉较大，对未设置连系梁2的两边小导管1进行注浆加固，以增大钢沉井与土体间的摩阻力，保持钢沉井的稳定性。

步骤九、下沉封底。

开挖土体至设计标高后，钢沉井下端口采用封闭结构封底，具体为：在坑底布置12#槽钢B，间距0.5m，两端与钢沉井的钢板3.1(或槽钢A3.3)焊接牢固，面层满铺Φ8,150*150的钢筋网片；向坑底打入回填注浆管10L＝1.5m，间距1.5m，最后浇筑封底混凝土。

步骤十、回填注浆加固。

封底混凝土强度达到80％后，通过回填注浆管10对坑底进行注浆加固，注入水泥-水玻璃双液浆，然后对小导管1四面选取部分进行注浆加固。

最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种软土区域钢沉井反压下沉支护系统，其特征在于，包括设于待支护基坑外围的小导管、由多节钢沉井单元竖向对正且依次连接而成的钢沉井，以及用于将钢沉井压入基坑的反压装置，所述小导管有多根，沿小导管的安装中线间隔布置，形成矩形框结构；矩形框结构相对的两侧设有连系梁，同侧的小导管上端均与该侧的连系梁相连；所述钢沉井设于矩形框内侧的基坑内，钢沉井下端口采用封闭结构封底；所述反压装置安装在基坑上方，且与连系梁连接固定；所述反压装置的驱动端与钢沉井的顶部接触，反压装置的驱动端推动钢沉井竖直下沉。

2.如权利要求1所述的支护系统，其特征在于，小导管呈竖向、斜向交替布置，各小导管其顶部中心位于小导管的安装中线；小导管外壁沿轴向间隔开设多环用于注浆的注浆孔；小导管内注有水泥-水玻璃双液浆。

3.如权利要求1所述的支护系统，其特征在于，斜向布置的小导管其中心线与水平面的角度为15°～30°。

4.如权利要求1所述的支护系统，其特征在于，所述反压装置包括两根传力杆、上横梁、千斤顶和下横梁，两根传力杆的下端分别安装在两根连系梁上；所述上横梁的两端分别与两根传力杆的顶部相连；所述千斤顶与上横梁连接固定，千斤顶的驱动端与下横梁相连，下横梁位于与钢沉井的顶部，且可与钢沉井的顶部接触。

5.如权利要求1所述的支护系统，其特征在于，所述钢沉井单元由四块钢板围合而成，钢沉井单元的四角采用角钢加固；钢板内侧沿横向和竖向间隔设置有用于加固的槽钢A作为受力骨架。

6.如权利要求1所述的支护系统，其特征在于，所述连系梁包括横向和纵向配置的钢筋，以及浇筑于一体的混凝土层。

7.如权利要求1所述的支护系统，其特征在于，封闭结构包括设于基坑底部的槽钢B、钢筋网片和封底混凝土；所述槽钢B间隔布置，且槽钢B的两端分别与钢沉井的钢板或槽钢A焊接固定；所述钢筋网片铺设在槽钢B的上方，封底混凝土将二者浇筑于一体。

8.如权利要求7所述的支护系统，其特征在于，在封底混凝土内预埋插入基坑底部的回填注浆管。

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