防止沉井傾斜的預控方法
2023-04-29 07:43:31 2
專利名稱：防止沉井傾斜的預控方法
技術領域：
本發明屬於土木建築、市政工程領域，尤其涉及防止沉井傾斜的預控方法。
技術背景因地質情況、開挖的不對稱、沉井周邊的荷載不一樣等原因，沉井在下沉過程中，常 出現沉井傾斜，且很難糾偏，甚至影響工程的正常進行和產生安全事故，針對沉井下沉發 生傾斜的問題，傳統的方法是採用不對稱開挖、在沉井上部或沉井外側採用不對稱堆載的 方法進行糾偏，但都是在沉井發生傾斜以後而被動採取的措施。目前，還沒有預先控制沉 井傾斜的方法。 發明內容本發明的目的在於提供一種防止沉井傾斜的預控方法，該方法能預控沉井傾斜現象發生。為了實現上述目的，本發明的技術方案是防止沉並傾斜的預控方法，其特徵在於它 包括如下歩驟1) 、在沉井下沉之前或沉井施工中預計出會現沉井傾斜之前(如軟土、砂層或卵石層 等土中預計出會現沉井傾斜)，在沉井內施工4 10根支撐樁(根據沉井直徑的大小確定， 沉井直徑大者取大值)，支撐樁的底端位於沉井的底部設計標高之下；在4 10根支撐樁的 頂部分別固定鋼結構柱；預製2 6根支撐梁；2) 、當沉井施工進入容易出現沉井傾斜的土層(如軟土、砂層或卵石層等)之前，暫 停進行沉井施工；先在沉井的井壁內側下部沿同一圓周固定安裝4 12個鋼牛腿(鋼牛腿 與井壁採用焊接或螺栓固定；鋼牛腿的豎向間距為0.5 3m，牛腿的數量、環向間距或水平 間距根據沉井直徑的大小而定，直徑大者取大值；鋼牛腿最好是均勻布置)，4 12個鋼牛 腿的下端面位於同一水平面；然後將4 10根鋼結構柱挖出至該容易出現沉井傾斜的土層 上表面以下1 3. 5m，再在鋼牛腿的下方至鋼結構柱上要安裝支撐梁的土方掏出至該容易出 現沉井傾斜的土層上表面以下1 3. 5m，然後再將2 6根支撐梁固定安裝在4 10根鋼結 構柱上(可採用焊接或螺栓固定安裝，支撐梁可採用平行布置，也可採用"井"或"田" 字型布置等多種方式)，2 6根支撐梁位於同一水平面，2 6根支撐梁的端部伸入沉井的 井壁內側的鋼牛腿的下方；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到支撐梁上[支撐梁、 鋼結構柱、支撐樁構成結構架，由於結構架是己調平的，而沉井落在此水平的結構架上， 對沉井進行了調平和控制];暫停進行沉井施工；3) 拆下步驟2)中所有鋼牛腿，將所有鋼牛腿垂直上移0.5 3m並固定安裝在沉井的 井壁內側(垂直上移一次為一段，即沉井下沉一段)，所有鋼牛腿的下端面位於同一水平面； 再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到支撐梁上[由於結構架是己調平的，而沉井落對沉井進行了調平和控制];暫停進行沉井施工；4)重複步驟3)，直至沉井的井壁下端下沉至底部設計標高為止；然後拆除鋼牛腿、支 撐梁，拆除沉井的底部設計標高之上的鋼結構柱、支撐樁(可採用切割方法)。所述的鋼結構柱由2 20節短柱組成，短柱與短柱之間採用焊接或螺栓連接；在沉井 下沉2 10段(層)後，將鋼結構柱上的支撐梁拆除，分別將鋼結構柱的上部拆除2 10 節，然後再固定安裝支撐梁；再開始沉井施工，如此往復。所述的支撐樁為灌注樁，先在沉井內施工灌注樁(灌注樁的頂端位於沉井的底部設計 標高，也可以高於沉井的底部設計標高)；然後在灌注樁的頂部插入鋼結構柱(包含鋼管)， 鋼結構柱的底部固定在灌注樁的頂部。所述的支撐樁是鋼管樁，鋼結構柱與鋼管樁為一體結構。鋼管樁的上部由2 20節短 鋼管組成，短鋼管與短鋼管之間採用螺栓連接(如接頭採用法蘭盤，由螺栓連接)。所述的支撐梁為鋼結構梁或為鋼筋砼結構梁。支撐梁的高度為0. 3 1. 0m。本發明的有益效果是支撐梁伸入沉井井壁內的鋼牛腿以下，因為支撐梁是己調平的 (所有支撐梁位於同一水平面)，而每次沉井一段(梁高0. 5m時是每次沉井0. 5 3m)深度 後，沉井都依靠鋼牛腿在支撐梁上進行了調平修正，下沉另一段時，先將該層(段)的支 承鋼牛腿拆除，結構架不動[支撐梁、鋼結構柱、支撐樁構成結構架]，下一段沉井到位後， 上部的沉井井壁上的鋼牛腿又會落在該結構架上，如此往復。把沉井傾斜不可控的情況變 成可控，把傾斜以後糾偏變成事先進行預控(使原先傳統的沉井易出現不可控的傾斜問題 和沉井傾斜以後的被動糾偏的問題，變成了沉井傾斜是可控的和預先主動控制的)，避免了 沉井傾斜的現象發生(該方法能預控沉井傾斜現象發生)。為方便施工，為使結構架不至於架設得很高同時減少結構架立柱的長細比，可以在沉 井下沉若干段(層)後，將結構架上的支撐梁拆除，同時也將結構架的鋼結構柱拆除若干 段，然後，再在沉井過程中的某一標高再安裝支撐梁。
圖1是本發明實施例1的灌注樁和鋼結構柱的布置圖； 圖2是本發明實施例1的支撐梁、灌注樁、鋼結構柱、鋼牛腿的布置圖； 圖3是圖2沿A—A線的剖視圖；圖4是本發明實施例U的支撐梁、鋼管樁、鋼牛腿的布置圖； 圖5是圖4沿B — B線的剖視圖；圖中l一第一鋼結構柱，2 —第二鋼結構柱，3 —第三鋼結構柱，4一第四鋼結構柱，5 一併壁，6—第一鋼結構梁，7—第二鋼結構梁，8 —第一灌注樁，9一第二灌注樁，10-鋼牛 腿，11-第一鋼管樁，12-第二鋼管樁，13-第三鋼管樁，14-第四鋼管樁。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不 僅僅局限於下面的實施例。實施例1:止沉並傾斜的預控方法，它包括如下步驟-1) 、在沉井下沉之前，先在沉井內施工第一灌注樁8、第二灌注樁9、第三灌注樁、 第四灌注樁，4根灌注樁距井壁5內邊0.5m距離均布(淨距)，相互之間成9(T ， 4根灌注 樁的底端位於沉井的底部設計標高之下(4根灌注樁的深度應達到滿足受力要求)，4根灌 注樁的頂端位於沉井的底部設計標高；然後在4根灌注樁的頂部分別插入鋼結構柱(鋼結 構柱固定在灌注樁的頂部，分別為第一鋼結構柱l、第二鋼結構柱2、第三鋼結構柱3、第 四鋼結構柱4);鋼結構柱由IO節短柱組成，短柱與短柱之間採用螺栓連接(如接頭採用法 蘭盤，由螺栓連接)；準備2根支撐梁，支撐梁採用鋼結構梁(先預製好，即第一鋼結構梁 6、第二鋼結構梁7);2) 當沉井施工進入容易出現沉井傾斜的土層(如軟土、砂層或卵石層等)之前，暫停 進行沉井施工；先在沉井的井壁內側下部沿同一圓周固定安裝4個鋼牛腿10 (鋼牛腿採用 焊接或螺栓與井壁固定，沿井壁5均布)，4個鋼牛腿的下端面位於同一水平面；然後將4 根鋼結構柱挖出至該容易出現沉井傾斜的土層上表面以下2.5m (支撐梁的高度為0.5m)， 再在鋼牛腿的下方至鋼結構柱要安裝鋼結構梁的土方掏出至該容易出現沉井傾斜的土層上 表面以下2. 5m，再將2根鋼結構梁(第一鋼結構梁6、第二鋼結構梁7)固定安裝在4根 鋼結構柱上(可採用焊接或螺栓固定安裝，鋼結構梁採用平行布置；第一鋼結構梁6固定 安裝在第一鋼結構柱l、第二鋼結構柱2上，第二鋼結構梁7固定安裝在第三鋼結構柱3、 第四鋼結構柱4上)，2根鋼結構梁的上端面位於同一水平面，2根鋼結構梁的端部伸入沉 井的井壁內側對應的鋼牛腿的下方；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到鋼結構 梁上[鋼結構梁、鋼結構柱、灌注樁構成結構架，由於結構架是已調平的，而沉井落在此水 平的結構架上，對沉井進行了調平和控制];暫停進行沉井施工；3) 拆下步驟2)所有鋼牛腿，將所有鋼牛腿垂直上移2m固定安裝在沉井的井壁內側， 所有鋼牛腿的下端面位於同一水平面；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到鋼結 構梁上[由於結構架是已調平的，而沉井落在此水平的結構架上，對沉井進行了調平和控 制];暫停進行沉井施工；4) 重複步驟3)，直至沉井的井壁下端下沉至沉井底部的設計標高為止；然後拆除鋼牛 腿、鋼結構梁和鋼結構柱(卸去螺栓，也可採用切割)，澆築沉井底板砼。實施例2:與實施例1基本相同，不同之處在於步驟3)將所有鋼牛腿垂直上移0. 5 m固定安 裝在沉井的井壁內側。 實施例3:與實施例l基本相同，不同之處在於步驟3)將所有鋼牛腿垂直上移3m固定安裝在 沉井的井壁內側。 實施例4:與實施例l基本相同，不同之處在於鋼牛腿為8個，鋼結構梁為4根。 實施例5:與實施例l基本相同，不同之處在於灌注樁為6根，鋼牛腿為12個，鋼結構梁為6根。
實施例6:
與實施例1基本相同，不同之處在於鋼結構柱由2節短柱組成，短柱與短柱之間採 用螺栓連接(如接頭採用法蘭盤，由螺栓連接)。 實施例7:
與實施例l基本相同，不同之處在於在沉井下沉5段(層)後，將鋼結構柱上的鋼 結構梁拆除，將鋼結構柱的上部拆除5節，然後再安裝鋼結構梁；再開始沉井施工，如此 往復。
實施例8:
與實施例l基本相同，不同之處在於鋼結構柱由20節短柱組成，短柱與短柱之間採 用螺栓連接(如接頭採用法蘭盤，由螺栓連接)；在沉井下沉10段(層)後，將鋼結構柱 上的鋼結構支撐梁拆除，將鋼結構柱的上部拆除10節，然後再安裝鋼結構梁；再在沉井下 沉10段(層)後，將鋼結構柱上的鋼結構支撐梁拆除，將鋼結構柱的上部拆除10節，然 後再安裝鋼結構支撐梁。
實施例9:
與實施例l基本相同，不同之處在於所述的支撐梁採用鋼筋砼結構梁。 實施例10:
與實施例l基本相同，不同之處在於4根灌注樁的頂端高於沉井的底部設計標高，在 澆築沉井底板砼前，拆除沉井底部的設計標高以上的灌注樁。 實施例11:
如圖4、圖5所示，防止沉井傾斜的預控方法，它包括如下步驟-
1) 、鋼結構柱與鋼管樁為一體結構(將鋼管樁和鋼結構柱一體化施工)；在沉井下沉之 前，先在沉井內施工第一鋼管樁11、第二鋼管樁12、第三鋼管樁13、第四鋼管樁14， 4 根鋼管樁距井壁5內邊0.5ra距離均布(淨距)，相互之間成90。 ， 4根鋼管樁的底端位於沉 井的底部設計標高之下，4根鋼管樁的上部位於沉井的底部設計標高之上；4根鋼管樁的上 部分別由IO節短鋼管組成，短鋼管與短鋼管之間採用螺栓連接(如接頭採用法蘭盤，由螺 栓連接)。準備2根支撐梁，支撐梁採用鋼結構梁(先預製好，即第一鋼結構梁6、第二鋼 結構梁7);
2) 當沉井施工進入容易出現沉井傾斜的土層(如軟土、砂層或卵石層等)之前，暫停 進行沉井施工；先在沉井的井壁內側下部沿同一圓周固定安裝4個鋼牛腿10 (鋼牛腿採用 焊接或螺栓與井壁固定，沿井壁5均布)，4個鋼牛腿的下端面位於同一水平面；然後將4 根鋼管樁挖出至該容易出現沉井傾斜的土層上表面以下2.5m (支撐梁的高度為0.5m)，再 在鋼牛腿的下方至鋼管樁要安裝鋼結構梁的土方掏出至該容易出現沉井傾斜的土層上表面 以下2. 5m，再將2根鋼結構梁(第一鋼結構梁6、第二鋼結構梁7)固定安裝在4根鋼管 樁上(可採用焊接或螺栓固定安裝，鋼結構梁採用平行布置；第一鋼結構梁6固定安裝在
6第一鋼管樁ll、第二鋼管樁12上，第二鋼結構梁7固定安裝在第三鋼管樁13、第四鋼管 樁14上)，2根鋼結構梁的上端面位於同一水平面，2根鋼結構梁的端部伸入沉井的井壁內 側對應的鋼卞腿的下方；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到鋼結構梁上[鋼結構 梁、鋼管樁構成結構架，由於結構架是已調平的，而沉井落在此水平的結構架上，對沉井 進行了調平和控制];暫停進行沉井施工；
3) 拆下步驟2)所有鋼牛腿，將所有鋼牛腿垂直上移2m固定安裝在沉井的井壁內側， 所有鋼牛腿的下端面位於同一水平面；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到鋼結 構梁上[由於結構架是已調平的，而沉井落在此水平的結構架上，對沉井進行了調平和控 制];暫停進行沉井施工；
4) 重複步驟3)，直至沉井的井壁下端下沉至沉井底部的設計標高為止；然後拆除鋼牛 腿、鋼結構梁(卸去螺栓，也可採用切割)，拆除沉井底部的設計標高以上的鋼管樁(可採 用切割)，最後澆築沉井底板砼。
實施例12:
與實施例11基本相同，不同之處在於第一鋼管樁11、第二鋼管樁12、第三鋼管樁 13、第四鋼管樁14的上部分別由2節短鋼管組成，短鋼管與短鋼管之間採用螺栓連接(如 接頭採用法蘭盤，由螺栓連接)。
實施例13:
與實施例11基本相同，不同之處在於第一鋼管樁11、第二鋼管樁12、第三鋼管樁
13、第W鋼管樁14的上部分別由20節短鋼管組成，短鋼管與短鋼管之間採用螺栓連接(如 接頭採用法蘭盤，由螺栓連接)。
實施例14:
防止沉井傾斜的預控方法，它包括如下步驟
1) 、在沉井施工中預計出會現沉井傾斜之前(如軟土、砂層或卵石層等)，先在沉井內 施工第一灌注樁、第二灌注樁、第三灌注樁、第四灌注樁、第五灌注樁、第六灌注樁，6根
灌注樁距井壁內邊1. Om(淨距)距離布置，6根灌注樁的底端位於沉井的底部設計標高之下， 6根灌注樁的頂端位於沉井的底部設計標高;然後在6根灌注樁的頂部分別插入鋼結構柱(鋼 結構柱固定在灌注樁的頂部，分別為第一鋼結構柱、第二鋼結構柱、第三鋼結構柱、第四 鋼結構柱、第五鋼結構柱、第六鋼結構柱)；鋼結構柱由20節短柱組成，短柱與短柱之間 採用螺栓連接(如接頭採用法蘭盤，由螺栓連接)；準備6根支撐梁，支撐梁採用鋼結構梁 (先預製好，即第一鋼結構梁、第二鋼結構梁、第三鋼結構梁、第四鋼結構梁、第五鋼結 構梁、第六鋼結構梁)；
2) 、當沉井施工將要進入容易出現沉井傾斜的土層時(如軟土、砂層或卵石層等)，暫 停進行沉井施工；先在沉井的井壁內側下部沿同一圓周固定安裝12個鋼牛腿(鋼牛腿採用 焊接或螺栓與井壁固定)，12個鋼牛腿的下端面位於同一水平面；然後將6根鋼結構柱挖出 至該容易出現沉井傾斜的土層上表面以下2.5m (支撐梁的高度為0.5m)，再在鋼牛腿的下 方至鋼結構柱要安裝鋼結構梁的土方掏出至該容易出現沉井傾斜的土層上表面以下2. 5m，再將6根鋼結構梁安裝在6根鋼結構柱上(可採用焊接或螺栓固定安裝)，6根鋼結構梁的 上端面位於同一水平面，6根鋼結構梁的端部伸入沉井的井壁內側對應的12個鋼牛腿的下
方；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到鋼結構梁上[鋼結構梁、鋼結構柱、含灌
注樁構成結構架，由於結構架是已調平的，而沉井落在此水平的結構架上，對沉井進行了
調平和控制];暫停進行沉井施工；
3) 拆下步驟2)所有鋼牛腿，將所有鋼牛腿垂直上移2m固定安裝在沉井的井壁內側， 所有鋼牛腿的下端面位於同一水平面；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到鋼結 構梁上[由於結構架是已調平的，而沉井落在此水平的結構架上，對沉井進行了調平和控 制];暫停進行沉井施工；
4) 重複步驟3)，直至沉井的井壁下端下沉至底部設計標高為止；然後拆除鋼牛腿、鋼 結構梁和鋼結構柱(卸去螺栓，也可採用切割)，最後澆築沉井的底板砼。
權利要求
1. 防止沉井傾斜的預控方法，其特徵在於它包括如下步驟1)、在沉井下沉之前或沉井施工中預計出會現沉井傾斜之前，在沉井內施工4～10根支撐樁，支撐樁的底端位於沉井的底部設計標高之下；在4～10根支撐樁的頂部分別固定鋼結構柱；預製2～6根支撐梁；2)、當沉井施工進入容易出現沉井傾斜的土層之前，暫停進行沉井施工；先在沉井的井壁內側下部沿同一圓周固定安裝4～12個鋼牛腿，4～12個鋼牛腿的下端面位於同一水平面；然後將4～10根鋼結構柱挖出至該容易出現沉井傾斜的土層上表面以下1～3.5m，再在鋼牛腿的下方至鋼結構柱上要安裝支撐梁的土方掏出至該容易出現沉井傾斜的土層上表面以下1～3.5m，然後再將2～6根支撐梁固定安裝在4～10根鋼結構柱上，2～6根支撐梁位於同一水平面，2～6根支撐梁的端部伸入沉井的井壁內側的鋼牛腿的下方；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到支撐梁上；暫停進行沉井施工；3)拆下步驟2)中所有鋼牛腿，將所有鋼牛腿垂直上移0.5～3m並固定安裝在沉井的井壁內側，所有鋼牛腿的下端面位於同一水平面；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到支撐梁上；暫停進行沉井施工；4)重複步驟3)，直至沉井的井壁下端下沉至底部設計標高為止；然後拆除鋼牛腿、支撐梁，拆除沉井的底部設計標高之上的鋼結構柱、支撐樁。
2. 根據權利要求1所述的防止沉井傾斜的預控方法，其特徵在於:所述的鋼結構柱由2 20節短柱組成，短柱與短柱之間採用焊接或螺栓連接；在沉井下沉2 10段後，將鋼結構柱 上的支撐梁拆除，分別將鋼結構柱的上部拆除2 10節，然後再固定安裝支撐梁；再丌始沉 井施工，如此往復。
3. 根據權利要求1所述的防止沉井傾斜的預控方法，其特徵在於所述的支撐樁為灌 注樁，先在沉井內施工灌注樁；然後在灌注樁的頂部插入鋼結構柱，鋼結構柱的底部固定在 灌注樁的頂部。
4. 根據權利要求1所述的防止沉井傾斜的預控方法，其特徵在於所述的支撐樁是鋼 管樁，鋼結構柱與鋼管樁為一體結構。
5. 根據權利要求1所述的防止沉井傾斜的預控方法，其特徵在於所述的支撐梁為鋼 結構梁。
6. 根據權利要求1所述的防止沉井傾斜的預控方法，其特徵在於所述的支撐梁為鋼 筋砼結構梁。
全文摘要
本發明涉及防止沉井傾斜的預控方法。防止沉井傾斜的預控方法，其特徵在於它包括如下步驟在沉井下沉之前或沉井施工中預計出會現沉井傾斜之前，在沉井內施工4～10根支撐樁，在支撐樁的頂部固定鋼結構柱；當沉井施工進入容易出現沉井傾斜的土層之前，暫停進行沉井施工；先在沉井的井壁內側下部沿同一圓周固定安裝4～12個鋼牛腿，然後挖土1～3.5m深，支撐梁固定安裝在鋼結構柱上，支撐梁的端部伸入沉井的井壁內側的鋼牛腿的下方；再開始沉井施工，直到沉井下沉至鋼牛腿落到支撐梁上；將所有鋼牛腿垂直上移0.5～3m並固定安裝在沉井的井壁內側，直至沉井的井壁下端下沉至底部設計標高為止；然後拆除鋼牛腿、支撐梁，拆除沉井的底部設計標高之上的鋼結構柱、支撐樁。該方法能對沉井傾斜進行預控。
文檔編號E02D23/08GK101503879SQ20091006107
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月10日 優先權日2009年3月10日
發明者平 王 申請人:中國第一冶金建設有限責任公司