【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下工程施工，特别涉及一种钢沉井垂直连续压入接力装置及其施工方法。
技术介绍
1、随着城市建设的发展，中心城区既有管网密集，临近的建构筑物的保护及避让，对新建闹市中心城区工作井及管网工程施工带来了新的挑战。传统明挖围护及常规混凝土沉井、钻孔排桩、地连续墙等工艺因其占地大，施工过程对周边环境影响大而制约着闹市中心城区工作井施工。因此急需开发一种施工占地小周期短，造价低且开挖风险低、周边环境影响小的工作井快速施工方法，以解决日益增长的工作井需求与复杂城市环境的矛盾。
2、针对传统围护及沉井工法的弊端和不足，本领域技术人员研究出单壁压入式预制钢沉井施工工法，并在现实施工中加以应用，该工艺主要为借助压沉钢梁、锚索、地梁、穿心千斤顶等构成压力体系，通过穿心千斤顶提供一个向下的压力将沉井压入土体，下沉到位后在沉井底部填充混凝土进行封底。一方面，通过对反力下压系统，能够主导下沉，消除土层等不利影响；另一方面，薄壁压入式预制钢沉井薄壁钢筒挤土效应及摩阻力较混凝土沉井小，结合配重反压系统可实现井筒压沉到位后再开挖取土，避免了掏空刃脚现象，使沉井在保持较高的土塞同时仍然具有足够的下沉系数，对周围地基和临近建筑物影响小，实现了环境低影响高效节能施工。
3、虽然单壁压入式钢沉井有着较好的优势，然而其随着工程现场应用也发现，随着钢沉井的深度增大，钢沉井的下沉阻力也大大增大。例如，三个项目的现场钢沉井钢梁下压反力记录表如下：
4、
5、通过现场钢沉井下压反力可知，随着深度增大，下部土层摩阻力逐步
6、针对单壁压入式钢沉井依靠地面提供下压反力，存在下压反力不足，井壁宜产生失稳问题。本领域技术人员一直在寻找解决的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种钢沉井垂直连续压入接力装置及其施工方法，能够解决单壁压入式钢沉井依靠地面提供下压反力，存在下压反力不足，井壁宜产生失稳问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种钢沉井垂直连续压入接力装置，所述钢沉井垂直连续压入接力装置包括：
3、第一级钢沉井，包括若干第一级钢沉井节段，所有第一级钢沉井节段竖向拼装构成第一级钢沉井；
4、第n级钢沉井，设置于所述第n-1级钢沉井的内测，所述第n级钢沉井包括若干第n级钢沉井节段，所有第n级钢沉井节段竖向拼接构成第n级钢沉井；其中，所述第n-1级钢沉井的直径比第n级钢沉井的直径大200m～300m；n＝h/h，n为钢沉井的分级数和钢沉井的数量，h为单次下压深度，取值范围为14～16m；h为钢沉井下沉总高度，n大于或等于2的整数；
5、配重锁定构件，包括：一配重环梁、若干设置于所述配重环梁内测的预埋钢埋件面板、以及若干连接钢板，所述配重环梁设置于所述第一级钢沉井的外侧，每三块连接钢板的一端垂直固定于临近的预埋钢埋件面板上，另一端垂直固定于所述第一级钢沉井的井壁上；
6、n-1个钢沉井间隙封闭构件，包括：若干间隙注浆管和一封顶梁，所有间隙注浆管设置于相邻两级钢沉井的间隙中，所述封顶梁的下部和外侧分别通过预埋钢筋与第n级钢沉井的顶端和第n-1级钢沉井的内壁连接；
7、若干支撑牛腿，所述第n级钢沉井的每个第n级钢沉井节段的上端口和下端口分别焊接有一支撑牛腿；
8、4(n-1)个反力钢牛腿构件，焊接于第n-1级钢沉井的最下节段顶端内壁上，第n-1级钢沉井的顶端内壁均匀环设四个反力钢牛腿构件，每个反力钢牛腿构件包括三个反力钢牛腿；
9、4(n-1)个双级液压千斤顶，第n-1级钢沉井的顶端内壁上的每个反力钢牛腿构件的底部均垂直安装一双级液压千斤顶，安装后的双级液压千斤顶的顶端与第n级钢沉井的顶端的支撑牛腿相抵。
10、可选的，在所述的钢沉井垂直连续压入接力装置中，所述双级液压千斤顶包括：一级活塞杆、二级活塞杆、球头座以及油缸缸筒，所述二级活塞杆的一端与所述球头座连接，所述二级活塞杆的另一端套接于所述一级活塞杆中，所述一级活塞杆远离所述二级活塞杆的一端套接于所述油缸缸筒中。
11、可选的，在所述的钢沉井垂直连续压入接力装置中，所述油缸缸筒的直径为360mm，所述一级活塞杆的直径为270mm，所述二级活塞杆的直径为170mm，所述双级液压千斤顶的最大顶伸量范围为3500mm～4000mm。
12、可选的，在所述的钢沉井垂直连续压入接力装置中，所述支撑牛腿包括：钢板本体和设置于所述钢板本体端部的端头垫板。
13、可选的，在所述的钢沉井垂直连续压入接力装置中，所述钢板本体的厚度为20mm，倒角坡度控制小于或等于1:6，所述端头垫板的厚度为20mm。
14、可选的，在所述的钢沉井垂直连续压入接力装置中，每个间隙注浆管为φ48花纹钢管，其上开设注浆孔间距小于或等于600mm。
15、可选的，在所述的钢沉井垂直连续压入接力装置中，所述封顶梁的宽为500mm，高为600mm。
16、可选的，在所述的钢沉井垂直连续压入接力装置中，所述预埋钢埋件面板的数量为8块，沿着所述配重环梁内测环向均匀分布，所述连接钢板的数量为24块。
17、本专利技术还提供一种钢沉井垂直连续压入接力装置的施工方法，所述钢沉井垂直连续压入接力装置的施工方法包括：
18、s1、第一级钢沉井的下放和锁定：基于配重环梁，采用传统压入方法将所有第一级钢沉井节段依次逐节拼装下放，待拼接构成的第一级钢沉井下放至预定位置后，将第一级钢沉井锁定于配重环梁上；
19、s2、第一级钢沉井开挖施工：在预留安全土塞高度的同时，进行第一级钢沉井内土方开挖；
20、s3、反力钢牛腿构件安装：在所述第n-1级钢沉井的顶端内壁上沿环向均匀焊接四个反力钢牛腿构件；其中，n＝h/h，n为钢沉井的分级数，h为单次下压深度，取值范围为14～16m；h为钢沉井下沉总高度，n为大于或等于2的整数；
21、s4、双级液压千斤顶安装：在每个反力钢牛腿构件的底部端头垫板下垂直安装一双级液压千斤顶；
22、s5、第n级钢沉井的下放：在距离第n-1级钢沉井的内测，采用传统压入方法将所有第n级钢沉井节段依次逐节拼装下放，第n级钢沉井的顶端的支撑牛腿与双级液压千斤顶的顶端相抵；
23、s6、双级液压千斤顶进行顶推下压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述双级液压千斤顶包括：一级活塞杆、二级活塞杆、球头座以及油缸缸筒，所述二级活塞杆的一端与所述球头座连接，所述二级活塞杆的另一端套接于所述一级活塞杆中，所述一级活塞杆远离所述二级活塞杆的一端套接于所述油缸缸筒中。
3.如权利要求2所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述油缸缸筒的直径为360mm，所述一级活塞杆的直径为270mm，所述二级活塞杆的直径为170mm，所述双级液压千斤顶的最大顶伸量范围为3500mm～4000mm。
4.如权利要求1所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述支撑牛腿包括：钢板本体和设置于所述钢板本体端部的端头垫板。
5.如权利要求4所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述钢板本体的厚度为20mm，倒角坡度控制小于或等于1:6，所述端头垫板的厚度为20mm。
6.如权利要求1～5中任一项所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，每个间隙注浆管为φ4
7.如权利要求1～5中任一项所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述封顶梁的宽为500mm，高为600mm。
8.如权利要求1～5中任一项所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述预埋钢埋件面板的数量为8块，沿着所述配重环梁内测环向均匀分布，所述连接钢板的数量为24块。
9.一种钢沉井垂直连续压入接力装置的施工方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的钢沉井垂直连续压入接力装置的施工方法，其特征在于，在S6中，双级液压千斤顶的工作参数如下：
...【技术特征摘要】
1.一种钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述双级液压千斤顶包括：一级活塞杆、二级活塞杆、球头座以及油缸缸筒，所述二级活塞杆的一端与所述球头座连接，所述二级活塞杆的另一端套接于所述一级活塞杆中，所述一级活塞杆远离所述二级活塞杆的一端套接于所述油缸缸筒中。
3.如权利要求2所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述油缸缸筒的直径为360mm，所述一级活塞杆的直径为270mm，所述二级活塞杆的直径为170mm，所述双级液压千斤顶的最大顶伸量范围为3500mm～4000mm。
4.如权利要求1所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，其特征在于，所述支撑牛腿包括：钢板本体和设置于所述钢板本体端部的端头垫板。
5.如权利要求4所述的钢沉井垂直连续压入接力装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李吉勇，杨子松，罗云峰，韩泽亮，金仁兴，张哲彬，蔡素素，刘桂荣，范斌，郑憧，黄泽涛，高俊，吴斌，
申请(专利权)人：上海市基础工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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