CN210086275U - 一种双壁中空沉井基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双壁中空沉井基础，其特征是由井筒内壁和井筒外壁构成具有环形空腔的双壁中空井筒，使吸泥设备能够通过所述环形空腔下放，并使吸泥设备的吸泥头抵达井筒的底脚处，井筒的底脚为刃脚，刃脚是在井筒底脚的内侧壁上整环设置；井筒下沉过程中，利用吸泥设备沉井因内外、侧土压力保持平衡，沿竖直方向精准下沉；受刃脚下方空腔影响，沉井内部土体在重力作用不断崩塌、垂直下陷，对井壁形成竖直向下的负摩阻力，增大沉井下沉时的竖向力，工艺简单、施工便捷，实现快速精准下沉，提高沉井下沉施工的效率，适用于陆上及水中沉井施工。

Description

一种双壁中空沉井基础

技术领域

本实用新型涉及应用在桥梁、房建、市政、矿山、水利和海洋等工程中的一种沉井基础。

背景技术

沉井是在地面上制成，上下敞口、呈空心井筒状，底部有刃脚，通过除去井下及井桶内的土体，依靠自重或配以助沉措施使之沉，达到地下设定的深度，成为地下构筑物，其广泛用于桥梁、房建、市政、矿山、水利和海洋等工程中。

沉井下沉施工要求结构安全、下沉顺利，以及防止偏斜。井筒在下沉过程中不仅要克服来自刃脚的正面阻力，也要克服井壁面与土体之间的摩阻力。随着沉井下沉深度的增加，井壁面摩阻力会不断加大，使之成为制约沉井顺利下沉的主要因素。

为了使沉井顺利下沉，大致可采取两大类措施，一类是增加沉井下沉时的竖向力，比如采用重力式沉井、堆载加重、反压、竖向激振等措施；另一类是减小沉井下沉时所受阻力，尤其是要减少井壁面摩阻力。

为减少井壁面摩阻力，传统的方法按是否除去井筒内土体来划分主要有两种：

第一种是沉井下沉时除去井筒内的土体，以消除井筒内壁面摩阻力，同时在井筒外壁设置减阻材料或措施以减少井筒外壁面摩阻力，如触变泥浆、空气幕、河卵石、井壁涂抹润滑剂和井壁外射水等方法。

第二种是采用中心岛法，在沉井外壁设置台阶，下沉时不除去井筒内土体，在井壁内侧设置挖槽机，边挖槽(槽宽一般为60cm)边注入护壁泥浆，使得井筒内、外侧井壁面均处在泥浆护壁槽中，沉井在自重作用下(或辅以堆载、反压等措施)下沉。沉井下沉到位后，将井壁外侧泥浆置换并固化，同时对刃脚斜面处地基进行加固，用以支承沉井自重。随后开挖沉井的内土体、封底，完成施工。

上述第一种方法为沉井最常见的下沉方法，但对沉井周围土体、地下水位扰动较大，下沉时需要特别注意防止沉井内外因压力差过大造成的涌砂冒泥现象，容易出现沉井大范围偏斜、停沉、突沉甚至井筒断裂等问题，造成工期延误，造价增加；上述第二种方法中，沉井内土体阻止了沉井外部土体涌入井内，避免涌砂冒泥现象的发生，同时限制沉井出现大范围偏斜，对周围土体、地下水位扰动较小，适用于对基础周边土体沉降要求较高的情况下。但该方法使用专用挖槽机，设备造价高、尺寸大，不适宜小型沉井；成槽时需要使用临时泥浆护壁，存在泥浆制备、回收处理、壁后泥浆置换以及潜在的环境污染风险等问题，材料消耗多，成本较高，且无法用于水上施工。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种双壁中空沉井基础，通过定向除去刃脚下方的局部土体，保持沉井两侧土压力平衡，增大沉井下沉时的竖向力，用经济合理的方式实现沉井精准、连续和快速下沉，以提高沉井下沉的施工效率。

本实用新型为解决问题采用如下技术方案：

本实用新型双壁中空沉井基础的特点是：由井筒内壁和井筒外壁构成具有环形空腔的双壁中空井筒，使吸泥设备能够通过所述环形空腔下放，并使吸泥设备的吸泥头抵达井筒的底脚处，所述井筒的底脚为刃脚，所述刃脚是在井筒底脚的内侧壁上整环设置。

本实用新型双壁中空沉井基础的特点也在于：所述井筒是由各节段筒在竖向上接装而成，井筒的底部节段为起始段，在所述井筒内壁和井筒外壁之间设置肋墙，使井筒得以加固；利用所述肋墙将环形空腔沿其环向均匀分隔出各竖向通道，所述吸泥设备是在所述竖向通道中下方，并使吸泥设备的吸泥头抵达井筒的底脚处。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型改进井筒为双壁中空结构，并在双壁中空结构中放置吸泥设备，定向除去刃脚下方的局部土体，保持沉井两侧土压力平衡，增大沉井下沉时的竖向力，用经济合理的方式实现沉井精准、连续、快速下沉，有效提高了沉井下沉的施工效率。

2、本实用新型的沉井基础的下沉施工无污染，对周围土体、地下水位扰动较小，工艺简单，施工便捷，适用于陆上及水中沉井施工。

附图说明

图1为本实用新型双壁中空沉井基础定向取土和精准平衡下沉示意图；

图2为本实用新型中双壁中空沉井基础配合使用吸泥设备结构示意图；

图3为本实用新型中双壁中空沉井基础配合使用吸泥设备的分布示意图；

图中标号：1外壁，2内壁，3肋墙，4吸泥设备，4a吸泥头，5竖向通道，6刃脚，7刃脚下方空腔，8井筒内部土体，9井筒外侧土体。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，本实施例中双壁中空沉井基础是由井筒内壁2和井筒外壁1构成具有环形空腔的双壁中空井筒，使吸泥设备4能够通过环形空腔下放，并使吸泥设备4的吸泥头4a抵达井筒的底脚处，井筒的底脚为刃脚6，刃脚6是在井筒底脚的内侧壁上整环设置。

具体实施中，井筒是由各节段筒在竖向上接装而成，井筒的底部节段为起始段，在井筒内壁2和井筒外壁1之间设置肋墙3，使井筒得以加固；利用肋墙3将环形空腔沿其环向均匀分隔出各竖向通道5，竖向通道5在井筒中上下贯通，吸泥设备4是在竖向通道5中下方，并使吸泥设备4的吸泥头4a抵达井筒的底脚处。

本实施例中双壁中空沉井基础的下沉施工方法是按如下步骤进行：

步骤1、制作井筒的底部节段，使井筒起始节段接高下沉并稳定着床，在各道竖向通道5中下放吸泥设备4；

步骤2、当吸泥设备4的吸泥头4a下方抵达井筒起始节段的底口位置时，利用吸泥设备4定向除去刃脚6下方的局部土体，并在刃脚6下方环状区域中形成刃脚下方空腔7，消除刃脚6所受的土体正面阻力，井筒利用自重下沉；

步骤3：待井筒下沉到位时，继续接高，并继续下放吸泥设备；

步骤4：循环步骤2和步骤3，直至井筒整体下沉至目标位置；

步骤5：除去沉井内部土体，浇筑封底混凝土，完成施工。

在井筒下沉过程中，需要向环形空腔中及时补水，保证环形空腔中的水深满足吸泥设备4正常工作的要求；若遇到下沉受阻，辅以井壁内外侧高压射水或空气幕的助沉措施辅助井筒下沉；也可以在井筒内采取堆载、强夯、激震或炮震的辅助措施，使井筒内土体加快崩塌和下陷，加快施工进度，提高施工效率。

本实用新型施工方法在井筒下沉过程中，井筒内部土体8阻止了井筒外部土体9进入井内，有效避免了涌砂冒泥现象的发生；由于井筒与周围土体间无间隙，两侧土压力平衡，有效限制了井筒在下沉过程中出现横向位移及倾斜，强制沉井沿竖向自行导向、精准下沉；其刃脚下方环状区域内空腔的存在，使井筒内部土体在重力下作用不断崩塌、垂直下陷，其崩塌和下陷的过程恰恰是对井壁形成了竖直向下的负摩阻力，并由此增大了井筒下沉时的竖向力，极大地加快下沉速度，效果显著。

本实用新型方法适用于现浇沉井，也适用于预制装配式沉井，其沉井的平面形状可以为圆形、椭圆形、矩形或圆端形。

Claims (2)

1.双壁中空沉井基础，其特征是：由井筒内壁(2)和井筒外壁(1)构成具有环形空腔的双壁中空井筒，使吸泥设备(4)能够通过所述环形空腔下放，并使吸泥设备(4)的吸泥头(4a)抵达井筒的底脚处，所述井筒的底脚为刃脚，所述刃脚是在井筒底脚的内侧壁上整环设置。

2.根据权利要求1所述的双壁中空沉井基础，其特征是：所述井筒是由各节段筒在竖向上接装而成，井筒的底部节段为起始段，在所述井筒内壁(2)和井筒外壁(1)之间设置肋墙(3)，使井筒得以加固；利用所述肋墙(3)将环形空腔沿其环向均匀分隔出各竖向通道，所述吸泥设备是在所述竖向通道中下方，并使吸泥设备(4)的吸泥头抵达井筒的底脚处。

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