基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法技术

本发明专利技术公开了一种基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，包括以下步骤：步骤一、待沉井首次接高完成后，根据预先计算并预留出的位于核心区域的隔舱数量，从而确定待开挖的多个分区的位置以及中心的核心区域；步骤二、在多个分区下方分别开挖土层，直至沉井整体下沉；步骤三、待沉井下沉至预先指定的位置时，在原沉井的基础上再接高，再次确定待开挖的多个分区的位置；重复步骤二和三，直至沉井下沉至目标位置。该方法该发明专利技术方法优化了沉井下沉阶段结构受力，解决了沉井传统开挖下沉方法中易出现沉井拉裂的问题。

Open pit excavation sinking method based on reserved core soil

The invention discloses a method for sinking caisson excavation partition based on reserved core soil, which comprises the following steps: first, to pick up the first high caisson is completed, according to the number of pre calculated and set aside is located in the core area of the compartment, so as to determine the core area of multiple partitions to be excavated and the location of the center of the step; two, under the multiple partitions were excavating soil, until the sinking of the whole caisson; step three, caisson sinking to the pre specified position, based on the original caisson and then connecting multiple partitions to be high, to determine the location of the excavation again; repeat steps two and three until the sinking to the position of the target. The method of the invention optimizes the structural stress of the caisson sinking stage, and solves the problem that the open caisson is easy to appear in the traditional sinking and sinking method of the open caisson.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沉井开挖下沉领域，尤其涉及一种基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法。
技术介绍
20世纪60年代在南京长江大桥建设中发展了沉井基础；随后在江阴长江大桥北锚碇(沉井平面尺寸69m×51m，高56m)；南京长江四桥北锚碇(沉井平面尺寸69m×58m，高52.8m)；鹦鹉洲长江大桥北锚碇(圆孔环形截面新型沉井外径66m，高43m)；马鞍山长江大桥北锚碇(沉井尺寸为60.2m×55.4m，高41m)等等多个桥梁工程中得到应用。沉井施工经过多年发展，但下沉施工过程中，尤其是工程与水文地质条件复杂时，沉井下沉依然存在下沉停滞、突沉、结构破坏等风险。怎样设计一种沉井开挖方法，使沉井满足结构安全的条件下平稳下沉具有很高的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，包括以下步骤：步骤一、待沉井首次接高完成后，将位于沉井底部的土层划分为多个区域：位于中心的核心区域以及位于其周围的多个分区；根据预先计算并预留出的位于核心区域的隔舱数量，从而确定待开挖的多个分区的位置以及中心的核心区域；步骤二、根据预先计算的多个分区对应的沉井下降所需的一次开挖面积和核心区域预留的一次支撑面积，在多个分区下方分别开挖土层，直至沉井整体下沉；步骤三、待沉井下沉至预先指定的位置时，在原沉井的基础上再接高，再次计算多个分区对应的沉井下沉所需的二次开挖面积和核心区域预留的二次支撑面积，并确定待开挖的多个分区的位置；重复步骤二和三，直至沉井下沉至目标位置。优选的是，所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，步骤二中，在多个分区开挖土层，直至沉井整体下沉，具体为：在多个分区下方开挖土层，若该分区对应的沉井不能下沉，则开挖沉井外壁位置处为半刃脚支撑状态，若沉井依旧不能下沉，在保证结构强度满足需求的基础上逐渐减小预留的核心区域的面积直至沉井下沉。优选的是，所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，步骤二中，在多个分区下方开挖土层，需确保：相邻两个分区，以及分区和核心区域之间隔墙下面的土层不开挖。优选的是，所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，所述多个分区具体为4个。优选的是，所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，步骤二和步骤三中，根据地基极限承载力、沉井接高重量及沉井与地层接触面积，通过下沉系数计算公式，计算出多个分区对应的沉井下沉所需的开挖面积和核心区域预留的支撑面积。本专利技术至少包括以下有益效果：1、该专利技术方法优化了沉井下沉阶段结构受力，解决了沉井传统开挖下沉方法中易出现沉井拉裂的问题；2、该专利技术方法把沉井划分为4大分区，在各分区沉井开挖时操作易于实现；3、该专利技术方法对于解决沉井开挖不能下沉以及突沉预防等均有较大益处。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术的沉井底部土层的分区示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1所示，本专利技术提供一种基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，包括以下步骤：步骤一、待沉井首次接高完成后，将位于沉井底部的土层划分为多个区域：位于中心的核心区域1以及位于其周围的多个分区2；在相邻两个分区，以及分区和核心区域之间的界限处建隔墙，并且分别在分区以及核心区域内部建隔墙，从而将沉井分为多个隔舱；根据预先计算并预留出的位于核心区域1的隔舱数量，从而确定待开挖的多个分区2的位置以及中心的核心区域；步骤二、根据预先计算的多个分区2对应的沉井下降所需的一次开挖面积和核心区域1预留的一次支撑面积，在多个分区2下方分别开挖土层，从而使得沉井所受土体支撑作用减小，核心区及沉井外壁隔墙切入土层，沉井整体下沉；步骤三、待沉井下沉至预先指定的位置时，在原沉井的基础上再接高，再次计算多个分区2对应的沉井下沉所需的二次开挖面积和核心区域1预留的二次支撑面积，并确定待开挖的多个分区2的位置；重复步骤二和三，直至沉井下沉至目标位置。所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，步骤二中，在多个分区开挖土层，直至沉井整体下沉，具体为：在多个分区下方开挖土层，若该分区对应的沉井不能下沉，则开挖沉井外壁位置处为半刃脚支撑状态，若沉井依旧不能下沉，在保证结构强度满足需求的基础上逐渐减小预留的核心区域的面积直至沉井下沉。所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，步骤二中，在多个分区下方开挖土层，需确保：相邻两个分区，以及分区和核心区域之间隔墙3下面的土层不开挖。所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，所述多个分区具体为4个。该方法通过把大型沉井划分为位于中心的核心区域和四周的四大分区，在结构受力上等同于把沉井划分为四个“小型沉井”，结构受力方面更加优化；即便当地基极限承载力较大时，也可以先从支撑面积较大的四个分区开挖，四分区开挖后若沉井不下沉，可以逐渐开挖预留核心土舱数使沉井开始下沉，从而避免了沉井按照传统从中心向四周逐步扩散开挖方法开挖时沉井易于拉裂的情况。该专利技术方法对于沉井下沉过程中几何姿态控制、沉井结构受力优化、操作简化、以及对于沉井不能下沉和突沉的预防也均有较大益处。实际施工操作中，(1)首先查阅所在区域地勘资料，确定地基极限承载力及侧摩阻力值；(2)根据沉井接高、下沉组合施工方案，计算沉井首次接高重量；(3)根据沉井下沉系数计算公式，确定开挖面积，反推剩余支撑面积；(4)确定沉井隔墙预留核心土面积及预留位置，划分沉井为核心区域和四大分区，；(5)开挖分区土层，沉井下沉，若不能下沉，逐步开挖外壁为半刃脚支撑至下沉；(6)下沉过程中，确保核心土支撑得有效性，适当开挖核心土，减小核心土与分区土层高差；(7)沉井首次下沉至指定标高，沉井后续接高下沉；(8)再次计算剩余支撑面积及确定沉井四大分区位置；(9)按照沉井首次开挖下沉方法，使接高后沉井下沉至指定标高。尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、待沉井首次接高完成后，将位于沉井底部的土层划分为多个区域：位于中心的核心区域以及位于其周围的多个分区；根据预先计算并预留出的位于核心区域的隔舱数量，从而确定待开挖的多个分区的位置以及中心的核心区域；步骤二、根据预先计算的多个分区对应的沉井下降所需的一次开挖面积和核心区域预留的一次支撑面积，在多个分区下方分别开挖土层，直至沉井整体下沉；步骤三、待沉井下沉至预先指定的位置时，在原沉井的基础上再接高，再次计算多个分区对应的沉井下沉所需的二次开挖面积和核心区域预留的二次支撑面积，并确定待开挖的多个分区的位置；重复步骤二和三，直至沉井下沉至目标位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、待沉井首次接高完成后，将位于沉井底部的土层划分为多个区域：位于中心的核心区域以及位于其周围的多个分区；根据预先计算并预留出的位于核心区域的隔舱数量，从而确定待开挖的多个分区的位置以及中心的核心区域；步骤二、根据预先计算的多个分区对应的沉井下降所需的一次开挖面积和核心区域预留的一次支撑面积，在多个分区下方分别开挖土层，直至沉井整体下沉；步骤三、待沉井下沉至预先指定的位置时，在原沉井的基础上再接高，再次计算多个分区对应的沉井下沉所需的二次开挖面积和核心区域预留的二次支撑面积，并确定待开挖的多个分区的位置；重复步骤二和三，直至沉井下沉至目标位置。2.如权利要求1所述的基于预留核心土的沉井分区开挖下沉方法，其特征在于，步骤二中，在多个分区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿，何超然，张永涛，潘桂林，尤田，杨钊，李德杰，陈培帅，钟永新，余村，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，中交武汉智行国际工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42