细长沉井的施工方法及细长沉井结构

文档序号:1961786 发布日期:2021-12-14 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 细长沉井的施工方法及细长沉井结构 (Construction method of slender open caisson and slender open caisson structure ) 是由 熊向前 张丽莉 熊馨 文登 杨佳鸣 刘建学 苏航 谢新宇 熊宗喜 于 2021-10-28 设计创作,主要内容包括:本公开涉及细长沉井的施工方法及细长沉井结构,该施工方法包括预制多个井管结构,在待挖沉井的位置处机械钻孔以形成预设孔,将相邻的两个井管结构对接,并向井管结构中注入助沉液,将连接在一起的井管结构向预设孔内沉降,并使位于上方的井管结构的顶部显露在预设孔的孔口外,在位于上方的井管结构的顶部再依次对接至少一个井管结构,以在预设孔内下沉形成沉井井筒,沉井井筒的外壁与预设孔的内壁之间具有间隙,向间隙注入第一防水固结层,以将沉井井筒固定在预设孔内。本实施例提供的细长沉井的施工方法适用性广,克服了在有限空间内难以挖设细长沉井的缺陷,施工效率高,适用性高。(The construction method comprises the steps of prefabricating a plurality of well pipe structures, mechanically drilling at a position where an open caisson is to be dug to form a preset hole, butting two adjacent well pipe structures, injecting an auxiliary sinking liquid into the well pipe structures, sinking the connected well pipe structures into the preset hole, exposing the top of the well pipe structure above the preset hole out of an orifice of the preset hole, sequentially butting at least one well pipe structure on the top of the well pipe structure above the preset hole to sink in the preset hole to form an open caisson shaft, forming a gap between the outer wall of the open caisson hole and the inner wall of the preset hole, and injecting a first waterproof bonding layer into the gap to fix the open caisson hole in the preset hole. The construction method of the long and thin open caisson provided by the embodiment has wide applicability, overcomes the defect that the long and thin open caisson is difficult to dig in a limited space, and has high construction efficiency and high applicability.)

细长沉井的施工方法及细长沉井结构

技术领域

本公开涉及建筑施工技术领域,尤其涉及一种细长沉井的施工方法及细长沉井结构。

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后下沉到设计标高,然后经过混凝土封底并填塞井孔,使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。一般在施工大型桥墩的基坑,污水泵站,大型设备基础,人防掩蔽所,盾构拼装井,地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用。

然而,当沉井直径小,深度大,即需要构筑细长沉井时,人工难以在有限空间内作业施工。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本公开提供了一种细长沉井的施工方法及细长沉井结构。

为了实现上述目的,本公开一方面提供了一种细长沉井的施工方法,所述施工方法包括:

预制多个井管结构,其中,相邻的两个所述井管结构中,其中一个井管结构的顶部预制有第一连接部,其中另一个井管结构的底部预制有第二连接部,所述第一连接部上设置有用于悬吊的吊环;

在待挖沉井的位置处机械钻孔,以形成预设孔,其中,所述预设孔内具有泥浆,且所述预设孔的孔径大于所述井管结构的外径;

将相邻的两个所述井管结构对接,并向井管结构中注入助沉液,将连接在一起的井管结构向所述预设孔内沉降,并使位于上方的井管结构的顶部显露在所述预设孔的孔口外,其中,相邻的两个所述井管结构对接时,所述第一连接部和所述第二连接部对接,焊接所述第一连接部和所述第二连接部的连接处,以将相邻的两个所述井管结构连接在一起;

在位于上方的井管结构的顶部再依次对接至少一个井管结构,以在所述预设孔内下沉形成沉井井筒,其中,所述沉井井筒的底部与所述预设孔的孔底接触,所述沉井井筒的顶部高于所述预设孔的孔口所在的平面,且所述沉井井筒的外壁与所述预设孔的内壁之间具有间隙;

向所述间隙注入第一防水固结层,以将所述沉井井筒固定在所述预设孔内。

进一步地,所述井管结构中注入助沉液时,所述助沉液和所述井管结构的重力大于所述泥浆对注有所述助沉液的所述井管结构的浮力。

进一步地,所述第一连接部和/或所述第二连接部上均设置有至少三个扶正器,其中,至少三个所述扶正器分别沿所述第一连接部和所述第二连接部的周向间隔设置。

进一步地,所述将相邻的两个所述井管结构对接的步骤之前,所述施工方法还包括:

在相邻的两个所述井管结构的对接面上涂抹第一防水层。

进一步地,所述第一连接部和所述第二连接部均为环形钢圈;

所述第一连接部的顶端设置有向下倾斜的第一坡面,所述第二连接部的底端设置有向上倾斜的第二坡面,所述第一连接部和所述第二连接部对接时,所述第一坡面和所述第二坡面围合形成用于焊接的坡口。

进一步地,所述将相邻的两个所述井管结构对接,并向井管结构中注入助沉液,将连接在一起的井管结构向所述预设孔内沉降,并使位于上方的井管结构的顶部显露在所述预设孔的孔口外,其中,相邻的两个所述井管结构对接时,所述第一连接部和所述第二连接部对接,焊接所述第一连接部和所述第二连接部的连接处,以将相邻的两个所述井管结构连接在一起的步骤包括:

将相邻的两个所述井管结构对接;

焊接所述第一连接部和所述第二连接部的连接处;

在所述第一连接部和所述第二连接部的连接处的外表面涂抹第二防水层;

待所述第二防水层固结后,将连接在一起的井管结构向所述预设孔内沉降,并使位于上方的井管结构的顶部显露在所述预设孔的孔口外。

在所述第一连接部和所述第二连接部的连接处的外表面涂抹第二防水层。

进一步地,所述第二防水层至少为两层,至少两层所述第二防水层相交。

进一步地,所述将连接在一起的井管结构向所述预设孔内沉降的步骤之前,所述施工方法还包括:

在所述第一连接部和/或所述第二连接部上设置有压浆管,其中,所述压浆管沿所述井管结构的轴向布置;

在所述预设孔内下沉形成沉井井筒时,所述压浆管的底端贯穿所述预设孔的孔底,所述压浆管的顶端显露在所述预设孔的孔口外;

所述向所述间隙注入防水固结层的步骤之后包括:通过所述压浆管向所述预设孔孔底的外部压浆注入第二防水固结层。

进一步地,所述预制多个井管结构的步骤包括:

预制井底,其中,所述井底的顶端设置有公头并预制有第一连接部,所述第一连接部上设置有所述吊环;

预制多个井筒,其中,各所述井筒的顶部设置有与所述公头匹配的母头并预制有第一连接部,各井筒的底部设置有公头并预制有第二连接部。

本公开另一方面提供了一种细长沉井结构,该细长沉井结构是利用上述的细长沉井的施工方法施工而成,该细长沉井结构包括预设孔以及设置在所述预设孔内的沉井井筒;

所述沉井井筒包括至少两个预制的井管结构,至少两个所述井管结构沿所述预设孔的轴向依次对接,相邻的两个所述井管结构中,其中一个井管结构的顶部设置有第一连接部,其中另一个井管结构的底部设置有第二连接部;

相邻的两个所述井管结构对接时,将第一连接部和所述第二连接部的连接处焊接,以将相邻的两个所述井管结构连接在一起;

所述沉井井筒的轴向尺寸大于所述预设孔的孔深,所述预设孔的孔壁和所述沉井结构的外壁之间设置有第一防水固结层。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:

本公开提供的细长沉井的施工方法及细长沉井结构,通过预制多个井管结构并在待挖沉井的位置处机械钻孔形成预设孔,然后将多个井管结构分节对接,并向井管结构内分批注入助沉液以将多个井管结构分节沉降在预设孔内,从而在预设孔内沉降形成一个整体的沉井井筒,再向沉井井筒的外壁和预设孔的内壁之间注入第一防水固结层,即可在待挖沉井的位置处形成细长沉井结构,基于此,本实施例提供的细长沉井的施工方法适用性广,克服了在有限空间内难以挖设细长沉井的缺陷,施工效率高,适用性高。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述细长沉井的施工方法的流程示意图;

图2为利用本公开实施例所述细长沉井的施工方法施工而成的细长沉井结构的结构示意图;

图3为图2中A部的放大图;

图4为本公开实施例所述细长沉井结构的结构的井筒的结构示意图;

图5为本公开实施例所述细长沉井结构的结构的井底的结构示意图;

图6为本公开实施例所述细长沉井结构的井底和第一井筒的装配图;

图7为图6的俯视图。

其中,1、井管结构;11、井底;12、井筒;21、第一连接部;211、第一坡面;22、第二连接部;221、第二坡面;23、坡口;3、吊环;4、预设孔;5、第一防水固结层;6、第一防水层;7、第二防水层;8、压浆管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。

实施例一

本实施例提供了一种细长沉井的施工方法,参考图1中所示,该施工方法包括:

S101、预制多个井管结构1,其中,相邻的两个井管结构1中,其中一个井管结构1的顶部预制有第一连接部21,其中另一个井管结构1的底部预制有第二连接部22,第一连接部21上设置有用于悬吊的吊环3。

参考图3至图6中所示,井管结构1包括井底11和井筒12。

井底11和井筒12以及相邻的两个井筒12之间均通过第一连接部21和第二连接部22连接在一起。

具体实现时,井底11的顶部设置有第一连接部21,各井筒12的顶部设置有第一连接部21,各井筒12的底部设置有第二连接部22。

S102、在待挖沉井的位置处机械钻孔,以形成预设孔4,其中,预设孔4内具有泥浆,且预设孔4的孔径大于井管结构1的外径。

具体地,机械钻孔可以采用正循环、反循环或冲击钻进钻孔,根据具体的使用工况可以任意选用,在此不做过多限制。

可以理解的是,预设孔4内的泥浆对井管结构1的浮力使得井管结构1的下沉速度可控,避免井管结构1在下沉时与预设孔4的孔壁触碰,从而有助于将预设孔4的孔壁保护好。

S103、将相邻的两个井管结构1对接,并向井管结构1中注入助沉液,将连接在一起的井管结构1向预设孔4内沉降,并使位于上方的井管结构1的顶部显露在预设孔4的孔口外,其中,相邻的两个井管结构1对接时,第一连接部21和第二连接部22对接,焊接第一连接部21和第二连接部22的连接处,以将相邻的两个井管结构1连接在一起。

示例性地,通过吊环3将井底11和第一井筒12悬挂好,其中,第一井筒12位于井底11的上方;将井底11和第一井筒12拼接好,将井底11顶部的第一连接部21和第一井筒12底部的第二连接部22焊接在一起从而将井底11和第一井筒12对接好;然后向第一井筒12内注入助沉液,并将连接在一起的井底11和第一井筒12向预设孔4内沉降,并使第一井筒12的顶部显露在预设孔4的孔口外,以方便在该第一井筒12的上方继续对接第二井筒12。

其中,沉降时将连接在一起的井管结构1垂直沉降,以避免井管结构1触碰预设孔4的孔壁。

S104、在位于上方的井管结构1的顶部再依次对接至少一个井管结构1,以在预设孔4内下沉形成沉井井筒,其中,沉井井筒的底部与预设孔4的孔底接触,沉井井筒的顶部高于预设孔4的孔口所在的平面,且沉井井筒的外壁与预设孔4的内壁之间具有间隙。

如果预设孔4较深,需要多个井筒12时,多个井筒12采用步骤S104并沿预设孔4的轴向依次布置在井底11的上方。

示例性地,在第一井筒12的上方通过吊环3悬挂好第二井筒12,并将第二井筒12的底部和第一井筒12的顶部拼接好,将第一井筒12顶部的第一连接部21和第二井筒12底部的第二连接部22焊接在一起从而将第一井筒12和第二井筒12对接好;然后向第一井筒12、第二井筒12组成的沉井井筒内注入助沉液,并将连接在一起的井底11、第一井筒12和第二井筒12继续向预设孔4内沉降,并使第二井筒12的顶部显露在预设孔4的孔口外,以方便在该第二井筒12的上方继续对接第三井筒12。

S105、向间隙注入第一防水固结层5,以将沉井井筒固定在预设孔4内。

当在预设孔4内已经沉降布置好沉井井筒时,由于沉井井筒的外径小于预设孔4的孔径,即沉井井筒的外径和预设孔4的内壁之间具有间隙,此时,在间隙的顶部向间隙缓慢注入第一防水固结层5,例如水泥浆,可将沉井井筒牢靠地固定在预设孔4内,防水性能优良。

通过上述技术方案,本实施例提供的细长沉井的施工方法,通过预制多个井管结构1并在待挖沉井的位置处机械钻孔形成预设孔4,然后将多个井管结构1分节对接,并向井管结构1内分批注入助沉液以将多个井管结构1分节沉降在预设孔4内,从而在预设孔4内沉降形成一个整体的沉井井筒,再向沉井井筒的外壁和预设孔4的内壁之间注入第一防水固结层5,即可在待挖沉井的位置处形成细长沉井结构,基于此,本实施例提供的细长沉井的施工方法适用性广,克服了在有限空间内难以挖设细长沉井的缺陷,施工效率高,适用性高。

本实施例采用的是漂浮悬吊法,具体使用时,在将连接在一起的井管结构1向预设孔4内沉降之前,向井管结构1中注入助沉液,当向井管结构1中注入助沉液时,助沉液和井管结构1的重力大于泥浆对注有助沉液的井管结构1的浮力,此时,井管结构1内的助沉液可以平衡井管结构1外的泥浆浮力,从而可以使井管结构1缓慢沉入直至预设孔4的孔底。

其中,助沉液可以是任意合适的液体,例如清水等,只要助沉液和井管结构1的重力能够大于泥浆的浮力即可,在此不做过多限制。

进一步地,为了保证井管结构1可以垂直沉降,在第一连接部21和/或第二连接部22上均设置有至少三个扶正器(未图示),其中,至少三个扶正器分别沿第一连接部21和第二连接部22的周向间隔设置。

其中,扶正器可以仅固定在第一连接部21上,也可以仅固定在第二连接部22上,当然,扶正器也可以部分固定在第一连接部21上,部分固定在第二连接部22上,根据具体的施工环境可以任意选用,在此不作过多限制。

另外,扶正器可以直接焊接在第一连接部21或第二连接部22上,当然,也可以通过铁丝等紧固件固定在第一连接部21或第二连接部22上。

进一步地,在步骤S103之前,该施工方法还包括:

在相邻的两个井管结构1的对接面上涂抹第一防水层6。

本领域普通技术人员容易理解的是,相邻的两个井管结构1通常通过公头和母头拼接在一起,此时,公头和母头即为相邻的两个井管结构1的对接面,在将相邻的两个井管结构1对接之前,在公头和母头上分别涂抹第一防水层6,待第一防水层6固结前,将相邻的两个井管结构1对接在一起,从而有助于提高相邻的两个井管结构1之间的防水性能。

其中,第一防水层6可以由任意合适的材料制成,例如在相邻的两个井管结构1的对接面上涂抹改性沥青油。

在本实施例中,第一连接部21和第二连接部22均为环形钢圈,为了方便焊接,参见图3中所示,在第一连接部21的顶端设置有向下倾斜的第一坡面211,在第二连接部22的底端设置有向上倾斜的第二坡面221,第一连接部21和第二连接部22对接时,第一坡面211和第二坡面221围合形成用于焊接的坡口23。

在坡口23内满焊即可将第一连接部21和第二连接部22焊接固定在一起,连接稳定,可靠性高。

优选地,第一连接部21的顶端设置有向下倾斜45°的第一坡面211,第二连接部22的底端设置有向上倾斜45°的第二坡面221,当第一连接部21和第二连接部22对接时,焊接采用45°坡口23满焊,连接稳定,可靠性高,连接强度高。

在本实施例中,步骤S103的步骤具体包括:

步骤一、将相邻的两个井管结构1对接。

具体的,将相邻的两个井管结构1对接之前,在相邻的两个井管结构1的对接面上涂抹有第一防水层6,例如改性沥青油,有助于提高防水性能。

步骤二、焊接第一连接部21和第二连接部22的连接处。

具体的,第一连接部21的靠近第二连接部22的一侧向下倾斜45°有第一坡面211,第二连接部22的靠近第一连接部21的一侧向上倾斜45°有第二坡面221,第一坡面211和第二坡面221围合形成坡口23,焊接时采用45°坡口23满焊,连接稳定,可靠性高,连接强度高。

步骤三、在第一连接部21和第二连接部22的连接处的外表面涂抹第二防水层7。

具体的是,在第一连接部21和第二连接部22的连接处的外表面,即第一连接部21和第二连接部22的连接处的远离井筒12结构的一面上涂抹第二防水层7,其中,第二防水层7可以由任意合适的材料制成,例如改性沥青油,有助于提高第一连接部21和第二连接部22连接处的防水性能。

步骤四、待第二防水层7固结后,将连接在一起的井管结构1向预设孔4内沉降,并使位于上方的井管结构1的顶部显露在预设孔4的孔口外,以方便在位于上方的井管结构1的上方继续对接井管结构1。

进一步地,第二防水层7可以是一层,当然,第二防水层7也可以是至少两层,即第二防水层7也可以是多层,当第二防水层7为多层时,多层第二防水层7中至少有两层相交。

示例性地,在第一连接部21和第二连接部22的连接处的外表面上涂抹两层改性沥青油,其中,两层改性沥青油垂直十字相交。

进一步地,将连接在一起的井管结构1向预设孔4内沉降的步骤之前,该施工方法还包括:

在第一连接部21和/或第二连接部22上设置有压浆管8,其中,压浆管8沿井管结构1的轴向布置。

具体地,压浆管8既可以固定在第一连接部21上,也可以固定在第二连接部22上,根据具体的使用环境可以任意选用,在此不做过多限制。

在执行步骤S104时,当在预设孔4内下沉形成沉井井筒时,压浆管8的底端贯穿预设孔4的孔底,压浆管8的顶端显露在预设孔4的孔口外,以方便与注浆器连接。

在步骤S105之后,该施工方法还包括:通过压浆管8向预设孔4孔底的外部压浆注入第二防水固结层(未图示)。

具体地,注浆器通过压浆管8向预设孔4孔底的下方高压注入第二防水固结层,例如水泥浆,从而可以消除预设孔4孔底的沉渣对承载力及沉降的不利影响,提高沉井井筒的井底11地基持力层的承载力,减少沉井井筒内设备安装后上部荷载引起的沉降,确保设备的正常工作。

进一步地,步骤S101的步骤具体包括:

步骤一、预制井底11,其中,井底11的顶端设置有公头并预制有第一连接部21,第一连接部21上设置有吊环3,吊环3用于漂浮悬吊沉降井底11。

井底11为采用P8级防渗混凝土预制而成。

步骤二、预制多个井筒12,其中,各井筒12的顶部设置有与公头匹配的母头并预制有第一连接部21,各井筒12的底部设置有公头并预制有第二连接部22,其中,井筒12顶部的第一连接部21上设置有用于悬吊沉降的吊环3。

井筒12为采用P8级防渗混凝土预制而成。

可以理解的是,吊环3可以在布置钢筋时同时布置有吊环3,当然,也可以当井底11和井筒12预制好之后,在井底11和井筒12的第一连接部21上焊接吊环3,

其中,各第一连接部21上设置有至少两个吊环3,至少两个吊环3沿第一连接部21周向间隔设置。

在此需要说明的是,步骤S101中的步骤一和步骤二没有先后顺序的区别,也就是说,可以先预制井底11,再预制井筒12,当然如果人工和物资充沛,也可以同时预制井底11和井筒12。

实施例二

参考图2至图7中所示,本实施例提供了一种细长沉井结构,该细长沉井结构是利用上述的细长沉井的施工方法施工而成,该细长沉井结构包括预设孔4以及设置在预设孔4内的沉井井筒;

沉井井筒包括至少两个预制的井管结构1,至少两个井管结构1沿预设孔4的轴向依次对接,相邻的两个井管结构1中,其中一个井管结构1的顶部设置有第一连接部21,其中另一个井管结构1的底部设置有第二连接部22;

相邻的两个井管结构1对接时,将第一连接部21和第二连接部22的连接处焊接,以将相邻的两个井管结构1连接在一起;

沉井井筒的轴向尺寸大于预设孔4的孔深,预设孔4的孔壁和沉井结构的外壁之间设置有第一防水固结层。

本实施例中具体的技术特征与上述实施例相同,并能带来相同或者类似的技术效果,在此不再一一赘述,具体可参照上述实施例的描述。

需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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