一种沉井助沉施工方法

文档序号:1901538 发布日期:2021-11-30 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种沉井助沉施工方法 (Sinking-assisting construction method for open caisson ) 是由 朱渊博 范乃曦 王一伟 于 2021-07-24 设计创作,主要内容包括:本申请涉及沉井工程技术的领域,尤其是涉及一种沉井助沉施工方法,其包括如下步骤:施工剩余沉井井壁;冲孔桩机就位;冲孔桩机循环施工至沉井内环形成槽;沉井压沉作业,将辅助压沉装置安装于沉井的上端,所述辅助压沉装置至少具有抵抗冲锤锤击的功能、具有调整并固定于沉井上端位置的功能,冲锤锤击所述辅助压沉装置位于沉井中心的位置。相较于在沉井上端放置钢材和多块浇筑砼的方式,辅助压沉装置和冲锤的配合,降低施工人员来回吊装钢材和多块浇筑砼的劳动强度,同时降低浇筑砼放置于钢材上时重量不均使沉井侧倾的风险,从而降低沉井下沉过程中易倾斜的风险。(The application relates to the field of open caisson engineering technology, in particular to an open caisson sinking-assisting construction method, which comprises the following steps: constructing the wall of the residual open caisson; the punching pile machine is in place; circularly constructing the punching pile machine to an inner ring forming groove of the open caisson; sinking well sinking operation, installing an auxiliary sinking device at the upper end of the sinking well, wherein the auxiliary sinking device at least has the functions of resisting the hammering of a hammer impact, adjusting and fixing the auxiliary sinking device at the upper end of the sinking well, and the hammer impact hammers the auxiliary sinking device at the center of the sinking well. Compared with the mode of placing steel and a plurality of pouring concrete at the upper end of the open caisson, the auxiliary press-sinking device is matched with the impact hammer, so that the labor intensity of constructors for lifting the steel and the plurality of pouring concrete back and forth is reduced, and meanwhile, the risk that the open caisson is inclined due to uneven weight when the pouring concrete is placed on the steel is reduced, and the risk that the open caisson is easy to incline in the sinking process is reduced.)

一种沉井助沉施工方法

技术领域

本申请涉及沉井工程技术的领域,尤其是涉及一种沉井助沉施工方法。

背景技术

沉井是井筒状的结构物,它是以井内挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力下沉到设计标高,然后经过混凝土粉底并填塞井孔,使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。

沉井主要包括套井、井壁、刃脚,井壁通过分段施工浇筑而成。刃脚位于井壁的下端,一般做成刀刃状的刃脚,起到的作用是减少沉井下沉阻力。沉井在下沉过程中,一般由底部地基反力以及井壁与土体之间的摩擦力组成,当沉井下沉深度较深,地基反力和侧摩阻力有可能阻碍沉井顺利下沉得到重要因素。压重下沉是辅助沉井下沉的有效手段之一,在沉井下沉过程中,通过将压钢轨或型钢放置于沉井的上端,接触沉井砼,在钢材上叠放多块浇筑砼,依靠多块浇筑砼的重量,实现辅助沉井下沉的效果。

针对上述中的相关技术,发明人认为将多块浇筑砼依次放置于钢材上时,钢材上的浇筑砼重量存在分布不均的现象,易导致沉井下沉过程中倾斜的风险。

发明内容

为了降低沉井下沉过程中易倾斜的风险,本申请提供一种沉井助沉施工方法。

本申请提供的一种沉井助沉施工方法采用如下的技术方案:

一种沉井助沉施工方法,包括如下步骤:

S1:施工剩余沉井井壁,根据沉井下沉停滞位置距离,设计井底标高,控制沉井井壁施工高度,一次施工到位;

S2:冲孔桩机就位,吊车将冲孔桩机的机架放置于整平后的地面,并调式安装起吊系统,将冲锤吊起于井壁的内侧上方;

S3:冲孔桩机循环施工至沉井内环形成槽,冲孔桩机起吊冲锤,冲锤冲击井壁刃脚下方土体至沉井设计深度,移动冲孔桩机沿沉井外围环形移动,循环冲孔,以使刃脚下方土体形成环形槽体;

S4:沉井压沉作业,将辅助压沉装置安装于沉井的上端,所述辅助压沉装置至少具有抵抗冲锤锤击的功能、具有调整并固定于沉井上端位置的功能,冲锤锤击所述辅助压沉装置位于沉井中心的位置。

通过采用上述技术方案,先施工沉井剩余井壁,有利于提高沉井自重,也有利于增加混凝土强度上升,为后续沉井受压下沉提供良好的自身条件。在冲锤冲击冲击井壁内侧的土体后,刃脚迎面阻力减少,使后续沉井受压下沉时,沉井能顺利地下沉至设计标高。施工人员将辅助装置安装于沉井的上端后,冲孔桩机起吊冲锤锤击辅柱压沉装置位于沉井中心的位置,辅助压沉装置将受到冲锤的冲击力传递至沉井的上端,使冲锤的冲击力成为下推沉井的推力,从而实现辅助沉井下沉的效果。相较于在沉井上端放置钢材和多块浇筑砼的方式,辅助压沉装置和冲锤的配合,降低施工人员来回吊装钢材和多块浇筑砼的劳动强度,同时降低浇筑砼放置于钢材上时重量不均使沉井侧倾的风险,从而降低沉井下沉过程中易倾斜的风险。

可选的,所述辅助压沉装置包括多块调节块、弹性块和用于被冲锤锤击的锤击架;所述调节块插接于井壁上端的边缘,多块所述调节块沿井壁的周向排布设置;所述弹性块设置于所述调节块远离沉井上端的表面;所述锤击架设置有多个限位筒;多个所述限位筒与多块调节块一一对应;所述限位筒远离所述锤击架的一端供所述弹性块插设。

通过采用上述技术方案,施工人员将多块调节块沿沉井的周向插接于沉井上端的边缘,而后施工人员使用吊机将锤击架悬吊于沉井的上方,随后使用吊机,配合人工将限位筒对准弹性块,使弹性块插设于限位筒内,而后撤离吊机,施工人员再使用冲孔桩机起吊冲锤,锤击锤击架位于沉井中心位置的架体,弹性块吸收锤击架的震动,弹性块将锤击架受到冲锤的锤击力传递至与沉井上端插接的调节块,使冲锤的冲击力成为下推沉井的推力。通过弹性块的吸能,降低锤击架的震动直接传递至沉井上端的风险,从而降低井壁受冲锤冲击力震碎的风险,改善沉井压重下沉过程中井壁存在裂痕的问题。

可选的,所述调节块的表面开设有供井壁边缘插设的凹槽;所述凹槽相对的内侧壁均固定连接有压缩弹簧;所述压缩弹簧远离凹槽侧壁的一端固定连接有抵接板;所述抵接板远离所述压缩弹簧的板面供井壁抵接。

通过采用上述技术方案,压缩弹簧和抵接板的配合,使得调节块能插接于不同厚度的沉井边缘,提高调节块适应不同边缘厚度的沉井的适配能力。

可选的,所述调节块的侧壁设置有观察板;所述观察板用于抵接沉井外周侧的土体。

通过采用上述技术方案,在冲锤锤击锤击架时,沉井逐渐下沉,当观察板抵接于沉井周侧的土体后,操纵冲孔桩机的施工人员便可知晓沉井以下沉至设计标高,从而停止操纵冲锤锤击锤击架,使沉井下沉至标高的位置可视化,改善沉井下沉高度超过设计标高的问题。

可选的,所述观察板铰接于所述调节块的侧壁;所述观察板面向沉井下端的板面设置有醒目的标记。

通过采用上述技术方案,当观察板抵接于沉井周侧的土体并翻转后,施工人员通过醒目的标记,便可直观地知晓沉井以下沉至设计标高。一方面铰接于调节块侧壁的观察板,降低观察板被沉井周侧的土体覆盖的风险,另一方面,标记便于施工人员辨识观察板的位置和状态。

可选的,所述限位筒的侧壁贯穿开设有至少两个通孔;所述限位筒设置有穿过至少两个所述通孔的限位杆;所述限位杆的周侧螺纹连接有限制所述限位杆脱离所述限位筒的螺母;所述弹性块的周侧设置有供所述限位杆穿过的通道。

通过采用上述技术方案,限位杆和螺母的配合,将弹性块和限位筒连结成一体,降低锤击架受弹性块的弹性作用而反弹脱离弹性块的风险,提高锤击架和弹性块的连接稳定性。

可选的,所述锤击架背离限位筒的一侧设置有固定杆;所述固定杆远离所述锤击架的一端固定有拉绳;所述拉绳的自由端固定有重力块;所述固定杆的周侧同轴套设有角度套;所述角度套的内壁供沉井倾斜角度超过规定角度范围时的所述重力块抵接。

通过采用上述技术方案,当重力块和角度套的内壁抵接时,施工人员便可知晓此时沉井的倾斜角度超过规定的角度范围,便可适时调整冲锤锤击锤击架的位置,降低沉井下沉过程中倾斜的风险,使沉井下沉过程中的倾斜角度处于可控范围内。

可选的,所述角度套远离所述锤击架的一端开设有多个活动槽;所述活动槽沿所述固定杆的轴向延伸设置;多个所述活动槽沿所述角度套的周向延伸设置;所述角度套的外周侧抵接有可退式扎带;所述可退式扎带用于收束所述角度套远离所述锤击架的一端。

通过采用上述技术方案,可退式扎带收束角度套远离锤击架的一端,使角度套与重力块的抵接距离可调,从而使角度套适应倾斜角度处于不同标准下的沉井,进而使不同施工标准下的施工人员,均能使用角度套和重力块的配合,来观察沉井倾斜角度是否位于规定角度范围内。

可选的,所述角度套的外周侧设置有供所述可退式扎带插设的限位槽体。

通过采用上述技术方案,限位槽体的引入,在冲锤锤击锤击架时,降低可退式扎带受锤击架的震动从角度套外周侧脱离的风险,提高可退式扎带与角度套的连接稳定性。

可选的,所述可退式扎带包括锁扣件和扎带本体;所述锁扣件供所述扎带本体穿过;所述锁扣件的表面设置有基准线;所述扎带本体的表面设置有多个角度标识;多个所述角度标识沿所述扎带本体的长度方向等间距排布设置;所述基准线供所述角度标识对准。

通过采用上述技术方案,施工人员将扎带本体穿过锁扣件后,根据沉井允许的倾斜角度范围,拉动扎带本体,使基准线对准相应符合标准的角度标识,便可将角度套的端部收束至沉井允许的倾斜角度范围内,现场施工人员便可直观地知晓沉井的倾斜角度是否位于允许的角度范围内,同时提高调节可退式扎带收束角度套的效率,使角度套的端部位于沉井允许的倾斜角度范围内。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

相较于在沉井上端放置钢材和多块浇筑砼的方式,辅助压沉装置和冲锤的配合,降低施工人员来回吊装钢材和多块浇筑砼的劳动强度,同时降低浇筑砼放置于钢材上时重量不均使沉井侧倾的风险,从而降低沉井下沉过程中易倾斜的风险;

通过弹性块的吸能,降低锤击架的震动直接传递至沉井上端的风险,从而降低井壁受冲锤冲击力震碎的风险,改善沉井压重下沉过程中井壁存在裂痕的问题;

当重力块和角度套的内壁抵接时,施工人员便可知晓此时沉井的倾斜角度超过规定的角度范围,便可适时调整冲锤锤击锤击架的位置,降低沉井下沉过程中倾斜的风险,使沉井下沉过程中的倾斜角度处于可控范围内。

附图说明

图1是一种沉井助沉施工方法的流程图。

图2是一种沉井助沉施工结构示意图。

图3是辅助压沉装置的结构示意图。

图4是用于展示辅助压沉装置的结构爆炸示意图。

图5是图3在A部的放大图。

附图标记说明:1、沉井;2、辅助压沉装置;21、调节块;211、凹槽;212、观察板;22、弹性块;221、通道;23、锤击架;3、压缩弹簧;4、抵接板;5、限位筒;51、通孔;6、限位杆;61、螺母;7、固定杆;71、拉绳;711、重力块;8、角度套;81、活动槽;82、弹性片;9、限位槽体;10、可退式扎带;101、锁扣件;102、扎带本体;103、基准线;104、角度标识。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种沉井助沉施工方法。参照图1、图2,一种沉井助沉施工方法包括如下步骤:

S1:施工剩余沉井1井壁,根据沉井1下沉停滞位置距离,设计井底标高,控制沉井1井壁施工高度,一次施工到位:

a. 模板支设,井壁模板釆用钢组合式定型模板或木定型模板组装而成。沉井1支模可先支井体内模,竖缝处用方木支撑在内部脚手架上,再支外模,外模竖缝处亦用木方或脚手钢管杆使用拉紧螺栓紧固,有防渗要求的,在螺栓中间设止水板,模板间缝隙刮腻子,模板与已浇筑砼接触处垫泡沫塑料带,降低漏浆风险。

b. 钢筋绑扎,使用吊车将沉井钢筋垂直吊装就位,用人工绑扎,或在沉井1近旁预先绑扎钢筋骨架或网片,用吊车进行大块安装。

c. 混凝土浇筑,用混凝土运输搅拌车运送混凝土,混凝土泵车沿沉井1周围进行分布均匀的浇筑。

d. 终凝后的井壁的端部凿毛并冲洗处理,重复上述步骤a至c,直至沉井1的井壁浇筑至设计标高。

S2:冲孔桩机就位:a.冲孔桩机进场施工前,先平整场地。b.根据沉井1尺寸与沉井1施工距离要求,在井顶处用红色油漆做好标记,以使每次冲孔位置定位准确。c.吊车将冲孔桩机的机架放置于整平后的地面,并调式安装起吊系统,将冲锤吊起于井壁的内侧上方,距离井壁内侧200mm,定位后与原定位置偏差不大于20mm。d.冲击成孔,冲孔桩机使用冲锤先开孔,开孔阶段提锤高度低且冲击次数多,以使孔壁受水平力的挤压而密实,开孔阶段结束之后,开始正常冲孔,提高提锤高度和冲锤速度。

S3:冲孔桩机循环施工至沉井1内环形成槽:a.冲孔桩机起吊冲锤,冲锤冲击井壁刃脚下方土体至沉井1设计深度。b.移动冲孔桩机沿沉井1外围环形移动,循环冲孔,直至第一个冲孔位与最后一个冲孔位相接,以使刃脚下方土体形成环形槽体。

S4:沉井1压沉作业:a.将辅助压沉装置2安装于沉井1的上端,所述辅助压沉装置2至少具有抵抗冲锤锤击的功能、具有调整并固定于沉井1上端位置的功能。b.冲锤锤击所述辅助压沉装置2位于沉井1中心的位置,直至沉井1下沉至设计标高。

参照图3、图4,上述方法中运用的辅助压沉装置2包括多块调节块21、弹性块22和用于被冲锤锤击的锤击架23,其中调节块21的数量可以是三块,可以是四块,也可以是四块及以上。多块调节块21沿井壁的周向排布设置,调节块21的表面开设有供井壁边缘插设的凹槽211,以使调节块21插接于井壁上端的边缘。凹槽211相对的内侧壁均固定连接有压缩弹簧3,压缩弹簧3远离凹槽211侧壁的一端固定连接有抵接板4,抵接板4远离压缩弹簧3的板面供井壁抵接,抵接板4的边缘设置有倒角,借此设计,使得调节块21能插接于不同厚度的沉井1边缘,提高调节块21适应不同边缘厚度的沉井1的适配能力。

参照图3、图4,弹性块22固定连接于调节块21背离凹槽211槽底的一面,以在调节块21插接于沉井1边缘时,弹性块22远离沉井1上端的表面。弹性块22可以是橡胶块,也可以是弹簧。

参照图4,锤击架23固定连接有多个限位筒5,多个限位筒5与多块调节块21一一对应,限位筒5远离锤击架23的一端供弹性块22插设。限位筒5的侧壁贯穿开设有两个通孔51,两个通孔51以限位筒5的轴线对称设置,弹性块22的表面设置有与通孔51相对的通道221,限位筒5设置有穿过通道221和两个通孔51的限位杆6,限位杆6的周侧螺纹连接有两颗螺母61,两颗螺母61分别位于限位杆6的两端,螺母61抵接于限位筒5的外周侧,以限制限位筒5和弹性块22分离。

参照图4,锤击架23背离限位筒5的一侧竖直固定连接有固定杆7,固定杆7的周侧套设有角度套8,角度套8固定连接于锤击架23,角度套8的材质可以是塑料,也可以是铁。需要说明的是,角度套8的内径大于固定杆7的外径。固定杆7的顶端固定连接有拉绳71,拉绳71可以是鱼线,可以是棉麻绳,拉绳71远离固定杆7端部的一端固定连接有重力块711,重力块711可以是铅锤,也可以是铁块。角度套8的内壁供重力块711的侧壁抵接。在锤击架23处于水平状态时,重力块711位于角度套8的内部且不与角度套8的内壁抵接。

参照图3、图4,在锤击架23处于倾斜状态时,重力块711随锤击架23的倾斜而倾斜,需要说明的是,当弹性块22插设于限位筒5内时,说明此时锤击架23已安装于沉井1的上端,锤击架23倾斜意味着沉井1倾斜,当沉井1的倾斜角度超过允许的倾斜角度范围外,重力块711抵接于角度套8的内壁。设计重力块711和角度套8的意义在于,便于现场施工人员快速知晓沉井1的倾斜角度是否超过规定的角度范围,便可适时调整冲锤锤击锤击架23的位置,降低沉井1下沉过程中倾斜的风险,使沉井1下沉过程中的倾斜角度处于可控范围内。

参照图3、图5,角度套8远离锤击架23的一端开设有多个活动槽81,活动槽81沿固定杆7的轴向延伸设置,多个活动槽81以角度套8的轴心圆周阵列设置,以使角度套8远离锤击架23的一端形成有多块弹性片82,每块弹性片82远离锤击架23的一端均能向靠近或远离固定杆7的方向摆动。角度套8的外周侧一体成型有限位槽体9,限位槽体9沿角度套8的周向延伸设置,需要说明的是,每块弹性片82位于角度套8的外周侧均设置有限位槽体9。角度套8设置有插设于限位槽体9的可退式扎带10,通过可退式扎带10收束角度套8远离锤击架23的一端,使得角度套8的内径处于可调节状态,借此设计,使不同施工标准下的施工人员,可以调节角度套8的内径,改变角度套8的内壁与重力块711的抵接距离,以使角度套8适应倾斜角度处于不同标准下的沉井1,进而使不同施工标准的沉井1均能搭配角度套8和重力块711使用,来观察沉井1倾斜角度是否位于规定角度范围内。

参照图3、图5,可退式扎带10包括锁扣件101和扎带本体102,锁扣件101供扎带本体102穿过。锁扣件101的表面喷涂或镭射有基准线103。扎带本体102供限位槽体9的内侧壁抵接,扎带本体102的表面喷涂或镭射有多个角度标识104,多个角度标识104沿扎带本体102的长度方向等间距排布设置。基准线103供角度标识104对准,借此设计,根据沉井1允许的倾斜角度范围,握持锁扣件101并拉动扎带本体102,使基准线103对准相应符合标准的角度标识104,便可将角度套8的端部收束至沉井1允许的倾斜角度范围内。

参照图3,在本实施例中,为便于操纵冲孔桩机的施工人员能知晓沉井1是否下沉到位,调节块21的侧壁铰接有观察板212,观察板212用于抵接沉井1外周侧的土体。观察板212用于与土体接触的板面设置有醒目的标记,标记可以是红油漆喷涂的图案,也可以是粘贴的红色或反光图案。当观察板212抵接于沉井1周侧的土体并翻转后,施工人员通过醒目的标记,便可直观地知晓沉井1以下沉至设计标高,同时便于施工人员辨识观察板212的位置和状态。

本申请实施例一种沉井助沉施工方法的实施原理为:施工人员将多块调节块21沿沉井1的周向依次插接于沉井1上端的边缘,而后施工人员使用吊机将锤击架23悬吊于沉井1的上方,随后使用吊机,配合人工将限位筒5对准弹性块22,使弹性块22插设于限位筒5内,通过限位杆6和螺母61,将弹性块22和限位筒5连结成一体。而后撤离吊机,施工人员再使用冲孔桩机起吊冲锤,锤击锤击架23位于沉井1中心位置的架体,弹性块22吸收锤击架23的震动,弹性块22将锤击架23受到冲锤的锤击力传递至与沉井1上端插接的调节块21,使冲锤的冲击力成为下推沉井1的推力。在冲锤连续锤击锤击架23的中途,施工人员先暂停冲孔桩机起吊冲锤锤击锤击架23,观察重力块711与角度套8的位置关系,若重力块711与角度套8的内壁未处于抵接状态,便可继续使用冲锤锤击锤击架23,若重力块711与角度套8的内壁处于抵接状态时,施工人员移动冲孔桩机,使用冲锤锤击锤击架23远离重力块711的架体,矫正倾斜状态的沉井1,从而使沉井1的倾斜状态处于可控范围内。施工人员继续使用冲孔桩机连续锤击锤击架23,当施工人员观察到观察板212翻转后,便可停止使用冲孔桩机,此时沉井1以下沉至设计标高。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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