【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沉井施工，具体地指一种沉井下沉与水下封底的辅助装置及施工方法。
技术介绍
1、沉井施工是一种区别于传统支护开挖的地下工程施工方法。通过在地面浇筑钢筋混凝土井壁，利用井壁作为支挡结构，通过井内挖土使井壁下沉入土中，最终封底后形成一个地下结构，通常用于地下泵房或桥梁基础等结构的施工中。
2、当地质条件复杂或沉井尺寸较大时，通过计算预测的沉井结构下沉力和土体摩阻力常常不准确，现有技术在实际施工过程中只能通过缓慢下沉、实时测量、及时纠偏的方式进行施工，但是这种施工方式存在如下问题：
3、第一，施工效率低，一旦出现前期未探明的摩阻力较大的地层，存在下沉困难，对工期有较大影响；
4、第二，井体倾斜，威胁井体结构安全；
5、当地下水位较高时，通常需要人工潜入水下进行沉井的封底，并需要利用封底混凝土作为抗浮结构的一部分，但是人工潜入水下施工存在如下问题：
6、第一，潜水员在水下布置预留锚固钢筋容易导致钢筋间距偏离设计要求较大；
7、第二，水下施工危险，施工效率低下。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种沉井下沉与水下封底的辅助装置及施工方法，能够根据工程实际问题，分场景针对性地提供解决方案，有效解决沉井施工中诸如下沉困难、井体倾斜、人工在水下封底混凝土中设置锚固钢筋困难等问题，达到提高沉井施工效率和提高沉井结构安全性的目的。
2、为达到上述目的，本专利技术所设计的一种沉井下沉与
3、所述气幕立管、环管、以及支管内部填充有高压压缩空气，使沉井下沉施工时井壁与外侧土体之间形成环状气幕，加速沉井下沉；
4、所述井壁上端井口处设置有横向布置的贝雷架，所述贝雷架底部吊装有若干根钢丝绳，每根所述钢丝绳底端悬挂有竖直布置的锚固钢筋，若干根所述锚固钢筋通过横向设置的柔性钢丝网编织定位成整体，所述锚固钢筋下端位于水下封底混凝土内部，所述锚固钢筋上端位于锚固底板内部。
5、进一步地，在地面上沿所述沉井井壁外周开挖有灌砂槽，所述灌砂槽内部填充有用于减少沉井下沉摩擦阻力的砂性降摩阻料。
6、更进一步地，所述贝雷架上设置有用于静压助沉、或静压纠偏的袋装土，所述袋装土为标准重量。
7、更进一步地，所述环管上设置有间隔布置的隔断，所述隔断用于将环管分割为小段。
8、进一步地，所述锚固钢筋的数量、间距和规格应根据沉井尺寸和抗浮计算确定。
9、更进一步地，所述钢丝绳与锚固钢筋之间采用绑扎或焊接连接。
10、本专利技术还设计一种沉井下沉与水下封底的施工方法，适用于上述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特别之处在于，包括如下步骤：
11、s1)进行沉井下沉施工时，若发现沉井下沉困难，则进入步骤s2)；若发现沉井倾斜，则进入步骤s3)；若进行沉井水下封底，则进入步骤s4)；
12、s2)在地面上沿着沉井四周开挖灌砂槽，并填入砂性降摩阻料，进行灌砂助沉措施；和/或在气幕立管中通入高压压缩空气，进行气幕助沉措施，并观察沉井下沉情况；
13、若沉井下沉速度仍过慢或无法下沉，则在沉井井沿上安装贝雷架，搭设成为装载平台，进行静压助沉措施，直到施加至贝雷架上的均匀荷载大于沉井井壁与土体之间的摩阻力，沉井恢复正常下沉；
14、若沉井下沉速度恢复正常，则无需在沉井井沿上安装贝雷架；
15、s3)若此时未进行上述步骤s2)的灌砂助沉、气幕助沉、以及静压助沉施工，则在沉井井沿上安装贝雷架，搭设成为装载平台，进行静压纠偏措施，在贝雷架持续加载不均匀荷载使沉井向反方向倾斜，直至沉井姿态恢复，继续正常下沉；
16、若此时已进行上述步骤s2)的灌砂助沉、气幕助沉、以及静压助沉施工，则停止气幕助沉措施，进行静压纠偏措施，在贝雷架持续卸载不均匀荷载使沉井向反方向倾斜，直至沉井姿态恢复，继续正常下沉；
17、s4)在沉井井沿上安装贝雷架，搭设成为作业平台；根据设计确定锚固钢筋的数量和长度，编织柔性钢丝网，使水平网上每个节点处固定竖直的锚固钢筋，在每根锚固钢筋顶部设置钢丝绳，通过钢丝绳将钢丝网吊起，并下降到设计高度，将钢丝绳顶端与贝雷架固定，浇筑水下封底混凝土，抽干井底存水，完成沉井水下封底施工。
18、进一步地，s2)中，所述静压助沉措施具体为，采用吊车将袋装土按照均匀、对称、分层的方式堆载在贝雷架上，持续加载袋装土直到所施加荷载大于沉井井壁与土体之间的摩阻力，沉井恢复正常下沉。
19、更进一步地，s3)中，当未进行灌砂助沉、气幕助沉、以及静压助沉施工时，所述静压纠偏措施具体为，采用吊车将袋装土堆载在贝雷架上，并按照倾斜方向的反方向进行堆载，持续加载直到所施加不均匀荷载使沉井向反方向倾斜，并根据沉井姿态调整袋装土的数量，直至沉井姿态恢复，继续正常下沉；
20、当已进行灌砂助沉、气幕助沉、以及静压助沉施工，所述静压纠偏措施具体为，采用吊车对倾斜方向的袋装土进行卸载，持续卸载直到所施加不均匀荷载使沉井向反方向倾斜，并根据沉井姿态调整袋装土的数量，直至沉井姿态恢复，继续正常下沉。
21、更进一步地，s4)中，钢丝绳顶端与贝雷架固定时，在贝雷架上调节钢丝绳与贝雷架的固定位置，使得钢丝网按设计要求展开，保证锚固钢筋的间距满足设计要求。
22、本专利技术的优点在于：
23、1、本专利技术将辅助装置设计为气幕助沉装置、灌砂助沉构造、静压助沉/纠偏装置、水下封底辅助装置；其中，气幕助沉装置、灌砂助沉构造、静压助沉/纠偏装置可根据地质条件和下沉难度的不同选择部分或全部实施，具有极高的灵活性；对地质条件较好、下降难度较小的沉井施工，可仅采取灌砂助沉，成本极低廉的同时可获得较好的减阻效果；对地质条件较好但下沉难度较大的沉井施工可采取气幕助沉；对地质条件较复杂且下沉难度较大的沉井施工，可综合采取上述措施；静压助沉/纠偏装置在助沉的同时可调节堆载重量进行及时纠偏，解决沉井施工中的井体倾斜的问题，可有效提高施工效率；
24、2、本专利技术中的水下封底辅助装置利用静压助沉/纠偏装置中的贝雷架施工平台，将预先绑扎有锚固钢筋的柔性钢丝网以整体或分片吊装安装方式吊装至沉井底部，浇筑水下封底混凝土，然后抽干井底存水，完成沉井水下封底施工，大大减少水下施工的成本，提高施工安全性，避免了潜水员水下布置预留锚固钢筋而导致钢筋间距偏离设计要求大、以及水下施工危险性高等问题，能有效提高封底锚固构造的可靠性；
25、本专利技术沉井下沉与水下封底的辅助装置及施工方法，能够根据工程实际问题，分场景针对性地提供解决方案，有效解决沉井施工中诸如下沉困难、井体倾斜、人工在水下封底本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：包括间隔设置在沉井井壁(1)内部或外侧的多个气幕立管(10)，每个所述气幕立管(10)由井壁(1)上端延伸至井壁(1)下端，所述气幕立管(10)底端连通有环管(11)，所述环管(11)环绕在井壁(1)四周，所述环管(11)外侧连通有抵接至井壁(1)外侧土体的支管(13)；
2.根据权利要求1所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：在地面(9)上沿所述沉井井壁(1)外周开挖有灌砂槽(7)，所述灌砂槽(7)内部填充有用于减少沉井下沉摩擦阻力的砂性降摩阻料(8)。
3.根据权利要求2所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：所述贝雷架(2)上设置有用于静压助沉、或静压纠偏的袋装土(3)，所述袋装土(3)为标准重量。
4.根据权利要求3所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：所述环管(11)上设置有间隔布置的隔断(12)，所述隔断(12)用于将环管(11)分割为小段。
5.根据权利要求1所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：所述锚固钢筋(5)的数量、间距和规格
6.根据权利要求5所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：所述钢丝绳(4)与锚固钢筋(5)之间采用绑扎或焊接连接。
7.一种沉井下沉与水下封底的施工方法，适用于如权利要求1～6任一项所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的沉井下沉与水下封底的施工方法，其特征在于：S2)中，所述静压助沉措施具体为，采用吊车将袋装土(3)按照均匀、对称、分层的方式堆载在贝雷架(2)上，持续加载袋装土(3)直到所施加荷载大于沉井井壁(1)与土体之间的摩阻力，沉井恢复正常下沉。
9.根据权利要求8所述的沉井下沉与水下封底的施工方法，其特征在于：S3)中，当未进行灌砂助沉、气幕助沉、以及静压助沉施工时，所述静压纠偏措施具体为，采用吊车将袋装土(3)堆载在贝雷架(2)上，并按照倾斜方向的反方向进行堆载，持续加载直到所施加不均匀荷载使沉井向反方向倾斜，并根据沉井姿态调整袋装土的数量，直至沉井姿态恢复，继续正常下沉；
10.根据权利要求9所述的沉井下沉与水下封底的施工方法，其特征在于：S4)中，钢丝绳(4)顶端与贝雷架(2)固定时，在贝雷架(2)上调节钢丝绳(4)与贝雷架(2)的固定位置，使得钢丝网(6)按设计要求展开，保证锚固钢筋(5)的间距满足设计要求。
...【技术特征摘要】
1.一种沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：包括间隔设置在沉井井壁(1)内部或外侧的多个气幕立管(10)，每个所述气幕立管(10)由井壁(1)上端延伸至井壁(1)下端，所述气幕立管(10)底端连通有环管(11)，所述环管(11)环绕在井壁(1)四周，所述环管(11)外侧连通有抵接至井壁(1)外侧土体的支管(13)；
2.根据权利要求1所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：在地面(9)上沿所述沉井井壁(1)外周开挖有灌砂槽(7)，所述灌砂槽(7)内部填充有用于减少沉井下沉摩擦阻力的砂性降摩阻料(8)。
3.根据权利要求2所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：所述贝雷架(2)上设置有用于静压助沉、或静压纠偏的袋装土(3)，所述袋装土(3)为标准重量。
4.根据权利要求3所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：所述环管(11)上设置有间隔布置的隔断(12)，所述隔断(12)用于将环管(11)分割为小段。
5.根据权利要求1所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，其特征在于：所述锚固钢筋(5)的数量、间距和规格应根据沉井尺寸和抗浮计算确定。
6.根据权利要求5所述的沉井下沉与水下封底的辅助装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：段凯，刘博文，龚本洲，廖亚新，尹文锋，勒浮兵，张慧文，徐永涛，石广，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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