一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，包括下部的首节部分预应力混凝土沉井段和位于其上的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段，首节部分预应力混凝土沉井段（1）采用部分预应力混凝土结构，布置有预应力钢束的中部纵横向内隔墙形成部分预应力“十字”梁,该“十字梁”与同样布置预应力的井墙形成能有效抵御复杂的受力工况的部分预应力混凝土“梁格”，首节沉井下沉至指定位置，再接高后续各个标准节段并依次下沉至指定位置，直至完成终沉。本实用新型专利技术提高了采用“大锅底”开挖下沉中沉井结构安全性与抗开裂性能，特别适用于4000‑10000m

【技术实现步骤摘要】
一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础
本技术涉及大型桥梁基础结构
，特别是涉及一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础。
技术介绍
目前工程上常用的沉井有钢沉井、钢壳混凝土、低标号的钢筋混凝土沉井等，对于大型桥梁沉井基础，随着沉井平面面积的增加，沉井下地基土不均匀性的影响越发显著，施工过程中受力复杂，开裂等问题显著增加。大型沉井基础若采用传统的“大锅底”开挖下沉时，由于其相对高度小而竖向抗弯刚度较小（大型沉井巨大的平面尺寸更加剧了此效应），沉井结构在自重作用下隔墙底部混凝土结构受力很大，会发生大范围开裂现象，危及沉井结构的安全并影响其耐久性。因此，如何对4000-10000m2的大型矩形、圆形、椭圆形、端圆形沉井基础，尤其是采用“大锅底”开挖下沉沉井基础进行抗裂设计成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，能提高4000-10000m2的大型矩形、圆形、椭圆形、端圆形沉井基础采用“大锅底”开挖下沉中沉井结构安全性与抗开裂性能。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，它包括下部的首节部分预应力混凝土沉井段和位于其上的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段，其中，首节部分预应力混凝土沉井段采用部分预应力混凝土结构，该结构由布置在沉井四周的井墙和纵横交叉布置在沉井中部的内隔墙组成，其中，所述井墙和内隔墙均采用C40-C60高强度等级混凝土配合后张法预应力体系，井墙和内隔墙中设置有预应力钢束,布置有预应力钢束的中部纵横向内隔墙形成部分预应力“十字”梁,该“十字梁”与同样布置预应力的四周井墙形成能有效抵御复杂的受力工况的部分预应力混凝土“梁格”。所述的首节部分预应力混凝土沉井段的底部设置有钢刃脚，首节部分预应力混凝土沉井段的中上部设置有双凸缘构造。所述的首节部分预应力混凝土沉井段在矩形沉井首节四角点支撑、圆形沉井首节四点支撑、端圆形或椭圆形园端部支撑的工况下，其井墙的预应力度为允许拉应力但不开裂，对应为A类预应力构件，内隔墙预应力度为允许开裂但裂缝宽度不超限，对应为B类预应力构件。所述的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段的预应力混凝土沉井结构或者钢筋混凝土沉井结构由布置在沉井四周的井墙和布置在沉井中部的内隔墙组成，接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段的井墙和内隔墙分别与首节部分预应力混凝土沉井段的井墙和内隔墙匹配，其中，预应力混凝土沉井结构的井墙和内隔墙中根据沉井结构需要设置或不设置预应力钢束。所述的首节部分预应力混凝土沉井段四周井墙底部的外包钢刃脚为内侧单斜坡刃脚，内隔墙底部的外包钢刃脚为两侧斜坡刃脚，首节部分预应力混凝土沉井段四周井墙和内隔墙底部的外包钢刃脚均采外包1-3cm厚的钢板的钢筋混凝土结构，该外包钢板内侧焊接普通钢筋或搭接加强钢板与内部混凝土钢筋网相连。所述的首节部分预应力混凝土沉井段四周井墙中下部内侧布置双凸缘构造，首节部分预应力混凝土沉井段内隔墙中下部两侧布置双凸缘构造，且在所述双凸缘构造的凸缘内布置有加强钢筋形成圈梁结构，双凸缘构造的作用在于嵌固沉井就位后浇筑的封底混凝土使之与首节沉井结构的有效连接，并提升首节沉井结构的整体性、承载能力及抗裂性能。所述的预应力钢束布置于四周井墙及中部内隔墙墙体的底部，并分散锚固于井墙的墙端部，所述的预应力钢束呈向井墙的两端向上弯起的方式布置，采用后张法进行张拉，其中，首节部分预应力混凝土沉井段中的预应力钢束于刃脚上方35cm-200cm处张拉，多排布置，一排布置2-4束，每束包含7-19根公称直径15.2mm预应力钢绞线，该预应力钢绞线的抗拉强度为1720-1960MPa。所述的四周井墙及中部内隔墙墙体中布置预应力钢束的保护层的厚度不小于0.2m，同时该预应力钢束弯起点距端部锚固点距离不小于2m，弯起角度不大于30度。所述的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段上浇筑有沉井盖板。一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础的施工方法，它包含以下步骤：S1、根据工程需求设计平面面积为4000-10000m2的大型重力式沉井基础尺寸，确定沉井纵横向隔墙的数量；S2、根据纵横向隔墙的数量确定出沉井仓室数量，平面面积相对较小的单井仓的预应力钢绞线采用“十字”形布置，平面面积相对较大的双井仓的预应力钢绞线采用“双十字”形布置；S3、根据沉井仓室数量来确定首节部分预应力混凝土沉井段和接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段的长度；S4、安装沉井支架、模板、钢刃脚及预应力塑料波纹管，绑扎钢筋并浇筑沉井初首节部分预应力混凝土沉井段混凝土，混凝土养护完成后采用后张法张拉预应力钢脚线并锚固；S5、各井孔同时开挖取土，形成中间深四周浅的“大锅底”支承条件，首节沉井段初始下沉至指定标高，之后接高第一个标准节段至指定标高，以此循环，最终达到沉井终沉，混凝土封底，填充并浇筑井盖。本技术的有益效果是：1、适用于平面面积为4000-10000m2的大型矩形、圆形、椭圆形、端圆形沉井基础，尤其是采用传统“大锅底”开挖下沉的沉井基础。2、克服了传统“大锅底”下沉方法的缺点，能充分发挥“大锅底”开挖下沉的优势。既能保证沉井结构的受力安全，又能在下沉全过程采用“大锅底”下沉，加快了沉井下沉速度，从而减少工期并降低施工整体费用。3、引入部分预应力体系，增强了沉井结构的整体性与抗裂性，有利于沉井结构的安全性及耐久性。4、在井壁底部区域增设预应力钢绞线，还可抵御基底土体局部坍塌、翻砂等施工风险，从而使大型沉井结构安全、快速地下沉至指定位置。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术两侧斜坡刃脚的结构示意图；图3为本技术内侧单斜坡刃脚的结构示意图；图4为本技术矩形单“十字”预应力钢束布置平面示意图；图5为本技术矩形双“十字”预应力钢束布置平面示意图；图6为本技术椭圆单“十字”预应力钢束布置平面示意图。图中，1—首节部分预应力混凝土沉井段，2—接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段，3—预应力钢束，4—两侧斜坡刃脚，5—内侧单斜坡刃脚，6-沉井盖板，7-内部混凝土钢筋网，8-墙端部。具体实施方式下面将结合附图和实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，它包括下部的首节部分预应力混凝土沉井段1和位于其上的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段2，其中，首节部分预应力混凝土沉井段1采用部分预应力混凝土结构，该结构由布置在沉井四周的井墙和纵横交叉布置在沉井中部的内隔墙组成，其中，所述井墙和内隔墙均采用C40-C60高强度等级混凝土配合后张法预应力体系，纵横交叉布置的内隔墙将沉井分隔很多仓室，为加强结构，有效的增强了沉井的稳定性，井墙和内隔墙中设置有预应力钢束3,布置有预应力钢束的中部纵横向内隔墙形成部分预应力“十字”梁,该“十字梁”与同样布置预应力的四周本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，其特征在于，它包括下部的首节部分预应力混凝土沉井段（1）和位于其上的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段（2），其中，首节部分预应力混凝土沉井段（1）采用部分预应力混凝土结构，该结构由布置在沉井四周的井墙和纵横交叉布置在沉井中部的内隔墙组成，其中，所述井墙和内隔墙均采用C40‑C60高强度等级混凝土配合后张法预应力体系，井墙和内隔墙中设置有预应力钢束（3）, 布置有预应力钢束的中部纵横向内隔墙形成部分预应力“十字”梁, 该“十字梁”与同样布置预应力的四周井墙形成能有效抵御复杂的受力工况的部分预应力混凝土“梁格”。

【技术特征摘要】
1.一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，其特征在于，它包括下部的首节部分预应力混凝土沉井段（1）和位于其上的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段（2），其中，首节部分预应力混凝土沉井段（1）采用部分预应力混凝土结构，该结构由布置在沉井四周的井墙和纵横交叉布置在沉井中部的内隔墙组成，其中，所述井墙和内隔墙均采用C40-C60高强度等级混凝土配合后张法预应力体系，井墙和内隔墙中设置有预应力钢束（3）,布置有预应力钢束的中部纵横向内隔墙形成部分预应力“十字”梁,该“十字梁”与同样布置预应力的四周井墙形成能有效抵御复杂的受力工况的部分预应力混凝土“梁格”。2.根据权利要求1所述的一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，其特征在于，所述的首节部分预应力混凝土沉井段（1）的底部设置有钢刃脚，首节部分预应力混凝土沉井段（1）的中上部设置有双凸缘构造。3.根据权利要求1所述的一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，其特征在于，所述的首节部分预应力混凝土沉井段（1）在矩形沉井首节四角点支撑、圆形沉井首节四点支撑、端圆形或椭圆形园端部支撑的工况下，其井墙的预应力度为允许拉应力但不开裂，对应为A类预应力构件，内隔墙预应力度为允许开裂但裂缝宽度不超限，对应为B类预应力构件。4.根据权利要求1所述的一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，其特征在于，所述的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段（2）的预应力混凝土沉井结构或者钢筋混凝土沉井结构由布置在沉井四周的井墙和布置在沉井中部的内隔墙组成，接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段（2）的井墙和内隔墙分别与首节部分预应力混凝土沉井段的井墙和内隔墙匹配，其中，预应力混凝土沉井结构的井墙和内隔墙中根据沉井结构需要设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：施洲，姜兴洪，韦庆冬，李冰，冯传宝，甄宗标，陈向东，吕大财，秦搏聪，李思阳，
申请(专利权)人：西南交通大学，中国铁路上海局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51