沉井下沉装置、沉井结构和沉井下沉方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及沉井技术领域，公开了一种沉井下沉装置、沉井结构和沉井下沉方法，本发明专利技术中，通过千斤顶利用基桩摩擦力使管节对沉井本体加载下沉，本沉井结构通过功能层、金属刃脚以及沉井结构利用自身加载的空间姿态控制系统的协同作用，可相应减轻沉井自重和减小壁厚，利用金属刃脚的踏面远小于传统刃脚踏面，使得加载中的拖拽力更多地用于增强金属刃脚的土体切割下沉效果，下沉姿态的控制更为精准。由于沉井本体的井壁与框架结构在地面上制作并一次浇注整体成型，使得沉井本体的井壁可直接作为地下室的外墙，框架结构则作为地下室主体结构的支撑体系，确保了民用建筑设计所要求的主体结构的框架柱受力中心与对应基桩承压中心竖向准确对接。心竖向准确对接。心竖向准确对接。

【技术实现步骤摘要】
沉井下沉装置、沉井结构和沉井下沉方法


[0001]本专利技术涉及沉井
，特别是涉及一种沉井下沉装置、沉井结构和沉井下沉方法。

技术介绍

[0002]沉井是在地面上制作的无盖、无底的结构体，在挖出井内的土体后，靠沉井的自身重量克服摩阻力下沉到设计位置，经封底后沉井可形成地下空间，并作为地下构筑物或地下基础使用。
[0003]长期以来，传统沉井技术比较适用于一些特殊基坑工程，特别是工业基础建设中得以应用，得益于其具有两大特征优势：靠沉井结构的三维空间刚度，可直接作为基坑围护结构使用；另外，沉井比较适用于浅水域、软土等地区地质复杂条件的施工工程。然而，由于沉井结构在靠自身体重下沉过程中，空间姿态不可控而出现突沉、超沉、倾斜、中心偏移、井内涌土、井外塌陷等施工安全问题，导致中心位置严重偏移，与此同时，沉井本体结构体内的内应力剧烈变化，造成其几何姿态的变形、扭转、开裂甚至断裂等结构质量安全问题。上述两大主要问题造成沉井技术百年来无法在民用建筑地下结构工程施工中推广应用。原因是，民用建筑地下结构工程非常重要的传递上部荷载的结构柱受力中心与对应基桩承压中心要在设计要求范围内对接在桩承台中。另外，民用建筑地下工程的主体结构质量要满足长期安全使用要求，而导致目前民用建筑，特别是高层建筑的地下结构工程的施工普遍还是使用传统基坑支护技术，但是所有基坑支护、支撑结构工程随着基坑越深，安全问题越大，建造成本越高，工期越长。更为无奈的是，这些基坑支护、支撑构件都是地下主体结构工程的临时设施，当建筑地下主体结构逐渐建至地面时，这些由大量钢筋、水泥制成的临时支撑构件将由下往上配合拆除，作为建筑垃圾运走处理，临时支护构件将作为地下障碍物永久留在地面下，既造成大量建材和人力资源的浪费，又不利于环保和节能减排发展趋势。因此，至今已建或将开发的民用建筑地下设施工程，都受到基坑支护开挖深度的限制等影响，基本无法按规划设计要求完成地下设施配套需要，造成今天城市停车场紧张，容易导致暴雨水淹等严重社会安全问题。为解决以上问题，迫切需要研发出新的建筑地下结构工程的施工技术方法。
[0004]目前，公开号为CN101851930B的中国专利申请中，公开了一种沉井的下沉装置及具有该装置的沉井的下沉方法，这种沉井结构中，千斤顶如何拖拽沉井下沉，是沉井能够实现可控下沉的关键性因素，但上述专利中并没有公开如何具体使千斤顶拖拽沉井实现下沉，并且，上述专利中采用的是传统沉井刃脚，使得沉井结构在下沉施工过程中受土体的阻力较大，会直接影响拖拽下沉的效果，甚至当拖拽力小于沉井下沉的摩阻力时无法起到助沉作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种沉井下沉装置、沉井结构和沉井下沉方法，对沉井结构
和下沉装置进行优化，借助管节发挥出拖拽式沉井加载下沉作用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种沉井下沉装置，用于沿竖直方向将沉井本体下沉至地下预定深度，包括预制桩、法兰盘、弹性片、第一抱箍、预定千斤顶、管节、第一紧固组件，以及第二紧固组件；预制桩用于部分埋入至地下；所述预制桩沿竖直方向设置且顶部具有用于露出至地上的预定端部；法兰盘具有上表面和下表面；所述法兰盘的下表面支撑在所述预定端部的端面上；弹性片的数量为多个；多个所述弹性片的第一端与所述法兰盘固定连接，在远离所述法兰盘的第二端，相邻的所述弹性片之间具有缝隙；第一抱箍套设在多个所述弹性片外侧并用于分别将多个所述弹性片箍紧在所述预制桩的侧面上；预定千斤顶分别具有基座和连接在所述基座上并能够沿所述竖直方向伸缩的伸缩部；所述基座支撑在所述法兰盘的上表面上；管节数量为多个，多个所述管节用于设置在沉井本体上并分别沿所述竖直方向依次可拆卸连接；第一紧固组件用于将处于最下端的所述管节可拆卸地连接在所述伸缩部上；第二紧固组件用于将处于最上端的所述管节可拆卸地连接在所述沉井本体上；其中，所述预定千斤顶为螺旋千斤顶，所述预定千斤顶能够对处于最下端的所述管节施加向上的支撑力F1或向下的拖拽力F2；当所述预定千斤顶施加支撑力F1时，所述预定千斤顶对所述预制桩施加向下的反作用力，使所述预制桩受到地下土层对其向上的第一静摩擦力F3，所述第一静摩擦力F3的最大值大于F1；当所述预定千斤顶施加拖拽力F2时，所述预定千斤顶对所述预制桩施加向上的反作用力，使所述预制桩受到地下土层对其向下的第二静摩擦力F4，所述第二静摩擦力F4的最大值大于F2。
[0007]本专利技术第一方面的一种沉井下沉装置与现有技术相比，其有益效果在于：
[0008]本实施例通过选用预定千斤顶，伸缩部为预定千斤顶的螺杆结构，在伸缩时，驱动螺杆结构旋转，以将旋转运动转化为螺杆的直线运动，实现伸缩部的伸缩。通过使用预定千斤顶，一方面，方便实现伸缩部的双向伸缩，以便于拖拽沉井本体的下沉；另一方面，预定千斤顶的精度极高，在施工时能够准确地使得伸缩部伸缩至恰当位置，沉井本体始终由受到多个预定千斤顶的伸缩部的作用力，使得沉井本体能够平稳地、受控制地逐渐下沉，从而避免了传统施工方法中出现的突沉、超沉、重心偏移、平面旋转、歪向歪沉、变形断裂、井内涌土、井外塌陷等重大安全和质量事故，即，提高了沉井本体下沉的稳定性。综上，预定千斤顶保证能够对管节起到足够强度的临时支撑作用，对沉井本体实现可控下沉起到了关键性作用，沉井的下沉得到了十分妥当的控制。
[0009]预定千斤顶能够起到承载沉井本体和拖拽沉井本体下沉的功能。在沉井本体需要静止时，预定千斤顶和预制桩辅助支撑沉井本体；在沉井本体下沉时，若沉井本体的自重不足以驱动沉井本体下沉时，无需额外设置其他施力结构驱动沉井下沉，直接通过原本用于辅助支撑沉井本体的预定千斤顶通过多个管节拖拽沉井本体，实现沉井下沉。
[0010]进一步地，本实施例中，通过将预制桩与地下土层之间的最大静摩擦力F设置为大于预定千斤顶能够通过所述第一紧固组件向处于最下端的管节施加向下的拖拽力F，能够保证预定千斤顶在拖拽沉井下沉的过程中，预制桩不会出现在预定千斤顶的向下拖拽力F的反作用力下向上升起，导致预制桩状态不稳的情况发生。
[0011]此外，本实施例在对沉井本体处可控状态下，通过千斤顶利用基桩摩擦力对沉井本体实施拖拽下沉，特别当在沉井下沉遇到地质土层软硬不均、浅薄硬层或接高前受阻未到位等停沉特殊工况时，只要启动拖拽下沉，可起到立竿见影的助沉作用，而且所动用的加
载资源少、工艺操作简便，是一种巧妙、快捷有效的沉井加载下沉方法。特别指出的是，只有可控并带金属刃脚的沉井本体才能有上述效果，因为金属刃脚在沉井下沉中的刃脚踏面极小，产生的下沉阻力也很小。而在现有沉井钢筋混凝土刃脚的踏面大、下沉阻力较大的情况下，由于拖拽力和下沉摩阻力相互抵消，严重影响下沉效果，如果受力分析和施工操作出差错，不仅起不到助沉效果，反而对基桩安全造成威胁。这就是现沉井技术与本申请的技术的不同之处。
[0012]此外，本实施例采用了多个管节依次拼接的方式实现对沉井本体进行支撑，这种结构在沉井下沉需要拆卸管节时，操作者可以直接通过低空作业拆卸最下端的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉井下沉装置，用于沿竖直方向将沉井本体下沉至地下预定深度，其特征在于，包括：预制桩，用于部分竖直地埋入至地下；所述预制桩的顶部具有用于露出至地上的预定端部；法兰盘，具有上表面和下表面；所述法兰盘的下表面支撑在所述预定端部的端面上，法兰盘具有中心孔；弹性片，数量为多个；多个所述弹性片环绕所述预制桩外侧设置并分别连接在所述法兰盘上，多个所述弹性片的第一端与所述法兰盘固定连接，在远离所述法兰盘的第二端，相邻的所述弹性片之间具有缝隙；第一抱箍，套设在多个所述弹性片外侧并用于分别将多个所述弹性片箍紧在所述预制桩的端部侧面上；预定千斤顶，分别具有基座和连接在所述基座上并能够沿所述竖直方向伸缩的伸缩部；所述基座支撑在所述法兰盘的上表面上，所述伸缩部可插入所述法兰盘的中心孔内；多个管节，设置在沉井本体上并分别沿所述竖直方向依次可拆卸连接；第一紧固组件，用于将处于最下端的所述管节可拆卸地连接在所述伸缩部上；以及第二紧固组件，用于将处于最上端的所述管节可拆卸地连接在所述沉井本体上；其中，所述预定千斤顶为螺旋千斤顶，所述预定千斤顶能够对处于最下端的所述管节施加向上的支撑力F1或向下的拖拽力F2；当所述预定千斤顶施加支撑力F1时，所述预定千斤顶对所述预制桩施加向下的反作用力，使所述预制桩受到地下土层对其向上的第一静摩擦力F3，所述第一静摩擦力F3的最大值大于F1；当所述预定千斤顶施加拖拽力F2时，所述预定千斤顶对所述预制桩施加向上的反作用力，使所述预制桩受到地下土层对其向下的第二静摩擦力F4，所述第二静摩擦力F4的最大值大于F2。2.根据权利要求1所述的沉井下沉装置，其特征在于，所述第一抱箍包括两个箍片；两个所述箍片围合形成供多个所述弹性片设置的柱状空间。3.根据权利要求2所述的沉井下沉装置，其特征在于，还包括用于垂直安装在地面上的第一板体、用于垂直安装在地面上的第二板体，以及多个第一螺栓；所述第一板体和所述第二板体平行设置，所述第一板体和所述第二板体之间形成间隙；两个所述箍片分别设于所述间隙内，其中一个所述箍片设于所述第一板体上，其中另一个所述箍片设于所述第二板体上；所述第一板体上设有多个第一孔，所述第二板体上设有多个第二孔；多个所述第一孔、第二孔，以及第一螺栓一一对应，各所述第一螺栓的一端分别穿过对应的所述第一孔并与所述第一板体固定连接，各所述第一螺栓的另一端分别穿过对应的第二孔并与所述第二板体固定连接。4.根据权利要求3所述的沉井下沉装置，其特征在于，还包括第三板体和具有用于旋入至地下且呈螺旋状的第一锚定片的第一螺旋锚；所述第三板体分别垂直连接于所述第一板体和所述第二板体，所述第一螺旋锚处于所
述第一板体和所述第二板体之间，所述第一螺旋锚沿所述竖直方向设置，所述第一螺旋锚穿过所述第三板体并与所述第三板体固定连接。5.根据权利要求1所述的沉井下沉装置，其特征在于，所述预制桩、法兰盘、第一抱箍，以及预定千斤顶均设有多个，多个所述预制桩、法兰盘、第一抱箍，以及预定千斤顶一一对应；多个所述预制桩环向间隔设置，多个所述预制桩围成供所述沉井本体设置的沉降空间。6.根据权利要求5所述的沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆中，
申请(专利权)人：张庆中，
类型：发明
国别省市：