阅读说明：本技术 沉井w形开挖下沉施工方法 (The W-shaped excavation sinking construction method of open caisson ) 是由 张永涛 陈培帅 贺祖浩 李德杰 孔茜 邱敏 罗会武 石章入 饶为胜 姚翔川 黄威 于 2019-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种沉井W形开挖下沉施工方法,施工步骤包括：S1,在待施工区域上方设置沉井；S2,通过计算将沉井的多个隔舱划分为：开挖区域、预留区域和辅助区域；S3,首先从开挖区域取土使沉井整体下沉,在沉井整体下沉的同时,从预留区域和辅助区域取土,保证开挖区域土体和其它两区域土体之间一定高度差；S4,当沉井下沉至设计接高位置处时,在沉井的顶部接高；接高后通过计算调整各区域的隔舱数量；S5,重复S3～S4直至沉井下沉至设计标高位置处；其中,S3中若从开挖区域取土后,沉井不下沉,开挖辅助区域直至沉井整体下沉。本发明具有施工简单、安全性高的特点,可广泛应用于桥梁中大型沉井下沉施工技术领域。(The invention discloses a kind of W-shaped excavation sinking construction methods of open caisson, and construction procedure includes: S1, and open caisson is arranged in overlying regions to be onstructed；S2 is divided multiple compartments of open caisson by calculating are as follows: excavation area domain, reserved area and auxiliary area；S3 takes soil to make open caisson integral sinking from excavation region first, while open caisson integral sinking, takes soil from reserved area and auxiliary area, and it is poor to guarantee to excavate certain altitude between the region soil body and other two regions soil body；S4 connects height when well sinking to design connects at high position at the top of open caisson；Pass through the compartment quantity for calculating and adjusting each region after connecing height；S5 repeats S3~S4 until at well sinking to designed elevation position；Wherein, if open caisson does not sink after taking soil from excavation region in S3, auxiliary area is excavated until open caisson integral sinking.The present invention has the characteristics that construction is simple, highly-safe, can be widely applied to the medium-and-large-sized caisson sinking construction technical field of bridge.)

沉井W形开挖下沉施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁中大型沉井下沉施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种沉井W形开挖下沉施工方法。

背景技术

沉井基础埋置深度大、整体性强、稳定性好，近年来在大跨度桥梁锚碇中得到广泛应用。沉井的下沉施工方法虽然经过多年发展和改良，但在施工过程中仍然也存在停滞、突沉、结构破坏等问题，尤其是地质和水文条件复杂的情况下，下沉施工存在更大的风险。因此需要设计一种安全高效的沉井开挖施工方法，使沉井满足结构安全的条件下平稳下沉。

发明内容

本发明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。

本发明还有一个目的是提供一种施工简单、安全性高的沉井W形开挖下沉施工方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种沉井W形开挖下沉施工方法，施工步骤包括：

S1，在待施工区域上方设置大型多孔沉井；

S2，通过计算将沉井的多个隔舱划分为三个区域：开挖区域、预留区域和辅助区域；预留区域由位于沉井中部的多个隔舱和位于沉井的四边的两端的多个隔舱组成，辅助区域由位于沉井的四边的剩余的多个隔舱组成，开挖区域由除预留区域、辅助区域外的剩余多个隔舱组成；

S3，首先从开挖区域对应的多个隔舱的下方开挖取土使沉井整体下沉，在沉井整体下沉的同时，从预留区域对应的多个隔舱的下方和辅助区域对应的多个隔舱的下方开挖取土，且使预留区域、辅助区域下方的土体表面始终高于开挖区域的下方的土体底面一定高度；

S4，当沉井下沉至设计接高位置处时，在沉井的顶部接高；接高后通过计算调整开挖区域、预留区域和辅助区域的各自对应的隔舱数量；

S5，重复S3～S4直至沉井下沉至设计标高位置处；

其中，在S3中，从开挖区域对应的多个隔舱下方开挖取土后，若不能使沉井整体下沉时，开挖辅助区域对应的多个隔舱下方的土层直至沉井整体下沉。

优选地，S2和S4中的计算均以地基极限承载力、沉井接高重量及沉井与地层接触面积为理论依据，并采用下沉系数计算公式，计算得到开挖区域的面积、预留区域的面积和辅助区域的面积，以确定开挖区域、预留区域和辅助区域各自对应的隔舱数量。

优选地，在S3中从开挖区域对应的多个隔舱下方开挖取土后，若不能使沉井整体下沉时，在开挖辅助区域对应的多个隔舱下方的土层之前，开挖位于开挖区域的隔墙下方的土层，使隔墙由全刃脚支撑状态变成半刃脚支撑状态，进而使沉井整体下沉。

优选地，在开挖区域和辅助区域下方开挖取土时，需确保：开挖区域和预留区域之间、辅助区域和预留区域之间、开挖区域和辅助区域之间隔墙下方的土层不开挖。

优选地，在S3中从开挖区域对应的多个隔舱下方开挖取土后，若不能使沉井整体下沉时，且在开挖辅助区域对应的多个隔舱下方的土层后仍不能使沉井整体下沉时，在结构强度满足的基础上逐渐减小预留区域所对应的隔舱数量，直至沉井整体下沉，且预留区域的隔舱数量成对减少，且每对隔舱以沉井中心点对称。

优选地，从开挖区域、预留区域和辅助区域中取土时，至少同时开挖同一区域内的一对隔舱，且一对隔舱以沉井的中心点对称。

优选地，在S3中保证预留区域、辅助区域下方的土体表面始终高于开挖区域下方的土体底面0.8m～1.5m。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的施工方法把沉井划分为3种区域，在各区域沉井隔舱开挖取土操作简单，便于高效的施工；

2、本发明的施工方法中设置了辅助区域，可兼顾考虑大型沉井开挖不能下沉、下沉量过大等常见问题；

3、本发明的施工方法中分区施工下沉、成对隔舱开挖方式、成对预留区减小方式均能优化沉井下沉过程中结构的受力，避免了传统的开挖方式从中心向四周逐步开挖造成沉井的拉裂的情况。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明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为本发明的施工区域划分示意图；

图2为本发明的首次下沉开挖示意图；

图3为本发明的沉井接高示意图；

图4为本发明半刃脚支撑开挖方式示意图；

图5为本发明的预留区域开挖示意图；

附图标记：1、开挖区域；2、预留区域；3、辅助区域；4、隔舱；5、隔墙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明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。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-5所示，本发明提供一种沉井W形开挖下沉施工方法，其施工步骤包括：

S1，在待施工区域上方设置大型多孔沉井，其内部横纵向设有相互垂直的多面隔墙5，从而将沉井分为多个隔舱4；

S2，通过计算将沉井的多个隔舱4划分为三个区域：开挖区域1、预留区域2和辅助区域3；预留区域2由位于沉井中部的多个隔舱4和位于沉井的四边的两端的多个隔舱4组成，辅助区域3由位于沉井的四边的剩余的多个隔舱4组成，开挖区域1由除预留区域2、辅助区域3外的剩余多个隔舱4组成；

S3，首先从开挖区域1对应的多个隔舱4的下方开挖取土使沉井整体下沉，在沉井整体下沉的同时，从预留区域2对应的多个隔舱4的下方和辅助区域3对应的多个隔舱4的下方开挖取土，且使预留区域2、辅助区域3下方的土体表面始终高于开挖区域1的下方的土体底面一定高度；

S4，当沉井下沉至设计接高位置处时，在沉井的顶部接高；接高后通过计算调整开挖区域1、预留区域2和辅助区域3的各自对应的隔舱4数量；

S5，重复S3～S4直至沉井下沉至设计标高位置处；

其中，在S3中，从开挖区域1对应的多个隔舱4下方开挖取土后，若不能使沉井整体下沉时，开挖辅助区域3对应的多个隔舱4下方的土层直至沉井整体下沉。

在该种技术方案中，如附图1所示，把大型多孔沉井划分为三大分区；如附图2、3、4、5所示，沉井施工过程中截面下方的土体，按纸张平面的左右方向依次呈现高、低、高、低、高的姿态，则为沉井W形开挖下沉施工方法。

在另一种技术方案中，S2和S4中的计算均以地基极限承载力、沉井接高重量及沉井与地层接触面积为理论依据，并采用下沉系数计算公式，计算得到开挖区域1的面积、预留区域2的面积和辅助区域3的面积，以确定开挖区域1、预留区域2和辅助区域3各自对应的隔舱4数量。

在该种技术方案中，为保证沉井下土层以W形开挖，则所述开挖区域1的隔舱4数量至少为2个，预留区域2的位于沉井中部的隔舱4数量至少为1个，预留区域2的位于沉井的每个边的两端的隔舱4数量至少为2个，辅助区域3的隔舱4数量至少为2个。

在另一种技术方案中，在S3中从开挖区域1对应的多个隔舱4下方开挖取土后，若不能使沉井整体下沉时，在开挖辅助区域3对应的多个隔舱4下方的土层之前，开挖位于开挖区域1的隔墙5下方的土层，使隔墙5由全刃脚支撑状态变成半刃脚支撑状态，进而使沉井整体下沉。

在该种技术方案中，隔墙5下方分为全刃脚支撑和半刃脚支撑，所述全刃脚支撑为开挖位于开挖区域1的隔舱4下方中部的土层，且隔舱4四周的隔墙5下方土层不开挖；若全刃脚支撑不能使沉井整体下沉，使用半刃脚支撑，其为开挖位于开挖区域1的隔舱4下方中部的土层和四周隔墙5下方土层，进而使沉井整体下沉。

在另一种技术方案中，在开挖区域1和辅助区域3下方开挖取土时，需确保：开挖区域1和预留区域2之间、辅助区域3和预留区域2之间、开挖区域1和辅助区域3之间隔墙5下方的土层不开挖。

在另一种技术方案中，在S3中从开挖区域1对应的多个隔舱4下方开挖取土后，若不能使沉井整体下沉时，且在开挖辅助区域3对应的多个隔舱4下方的土层后仍不能使沉井整体下沉时，在结构强度满足的基础上逐渐减少预留区域2所对应的隔舱4数量，直至沉井整体下沉，且预留区域2的隔舱4数量成对减少，且每对隔舱4以沉井中心点对称。

在该种技术方案中，为了保证沉井下沉时的稳定，需要保证预留区域2的多个隔舱4以沉井中心点对称，所以当需要减少预留区域2所对应的隔舱4数量时，应成对的以沉井中心对称减少。

在另一种技术方案中，从开挖区域1、预留区域2和辅助区域3中取土时，至少同时开挖同一区域内的一对隔舱4，且一对隔舱4以沉井的中心点对称。

在该种技术方案中，为了保证沉井下沉时的稳定，需要保证开挖各个区域内的隔舱4时以沉井中心点对称开挖。

在另一种技术方案中，在S3中保证预留区域2、辅助区域3下方的土体表面始终高于开挖区域1下方的土体底面0.8m～1.5m。

在该种技术方案中，保持在一定高度差是为了使沉井能够连续下沉，同时高度差也可以保证沉井下方稳定的土体支撑。

尽管本发明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发明的领域，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，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。