对环境微扰动的沉井下沉施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种对环境微扰动的沉井下沉施工方法,具体施工步骤是：1．灌注桩反力地锚施工，2．沉井开始下沉前的准备工作，3．安装反力拉杆，4．调整穿心千斤顶的压力大小，5．先压沉后取土，6．压沉施工过程，7．压沉至设计标高后拆除压沉设备，进行沉井后续施工。本发明提供了一种新式的沉井下沉施工方法，本发明与传统沉井下沉方式相比，千斤顶纠偏与出土结合，提高了沉井的整体稳定性和安全性，能够有效地控制沉井下沉姿态，沉井下沉均匀平稳，且精度更高；通过反力装置调节沉井的下沉系数，可大幅提高沉井下沉速度、缩短工期，提高工作效率，节约工期节省成本；可实现沉井内部预留土塞，能减少沉井下沉对周边土体的扰动，有效保护周边环境。
【专利说明】对环境微扰动的沉井下沉施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑施工用的沉井下沉施工方法，尤其是一种对环境微扰动的沉井高效下沉施工方法。
【背景技术】
[0002]沉井由于其结构稳定，造价较低等特点已经广泛应用到供水、排水、电力等市政、工业领域。一方面，随着沉井下沉施工工艺的逐步提高，沉井应用的地下空间越来越复杂、非常规穿越领域越来越宽广等。另一方面，由于沉井下沉施工对周边环境扰动过大的问题一直不能很好的解决，限制了其在敏感地段或复杂土层外部条件下的应用。加之人们对环境保护意识的增强，现有沉井下沉技术越来越难以满足日益提高的施工要求。因此沉井下沉工艺必将有所改革。目前的沉井下沉施工工艺在超深以及减少扰动方面存在着较大的缺陷，产生的原因就在于下沉系数的不足。若在不排水下沉并在井内保留一定的土塞厚度条件下沉井下沉仍然具有足够的下沉系数，则可大大提高施工效率、降低成本并减少了对外部土体的扰动。此外，传统的沉井下沉施工工艺容易产生倾斜和突沉，且下沉施工工期较长，施工效率不高。在此背景下，急需研究开发新式的沉井下沉施工方法，使沉井具有足够的下沉系数，该下压力足以消除土层对其产生的种种不利影响，即能够主导沉井的下沉，力口快施工效率，并减少对环境的影响。
【发明内容】
[0003]本发明是要解决现有沉井下沉技术越来越难以满足日益提高的施工要求，容易产生倾斜和突沉，下沉施工工期较长，施工效率不高，对环境影响较大等问题，而提供一种对环境微扰动的沉井下沉施工方法。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是:
一种对环境微扰动的沉井下沉施工方法，具体施工步骤是:
O灌注桩反力地锚施工
施工钻孔灌注桩形成反力地锚，并保证桩的中心的位置与穿心千斤顶中心位置重合；
2)沉井开始下沉前的准备工作
沉井开始下沉前，所用设备和系统安装到位，并对穿心千斤顶液压系统进行调试；
3)安装反力拉杆
根据沉井下沉高度配置反力拉杆，从地面钻孔灌注桩顶相接至沉井承压“牛腿”处，反力拉杆安装时，反力杆件上端应与沉井壁上承压“牛腿”之间预留IOcm的距离，使沉井在开始掏砖胎膜时能够有一定的自沉深度；
4)调整穿心千斤顶的压力大小
依据沉井高差和倾斜的测量结果，调整每个点的千斤顶的压力大小，慢慢对沉井进行纠偏作业；
5)先压沉后取土 穿心千斤顶开始慢慢对沉井施加压力，在顶力至预定值无法下沉时，开始井内吸泥；施工时探杆穿过穿心千斤顶后在千斤顶上端利用大螺母锚固在千斤顶油缸上端；当需要压沉时，千斤顶油缸向上伸出顶住螺母，探杆拉紧后，使千斤顶对井壁上承压“牛腿”产生一个向下的压力，促使沉井下沉；
6)压沉施工
(1)在进行压沉过程中，千斤顶油缸向上顶住上端锚固螺母，反力拉杆传递压力至抗拔桩，同时上承压“牛腿”受到向下的压力，促使沉井下沉，当沉箱下沉一个油缸行程后，千斤顶油缸缩回，将上端螺母下旋20cm，如此往复；
(2)在每下沉约1.7m深度后，需拆除一节替换拉杆，将上部工作拉杆与下一段替换拉杆连接，开始下一个压沉循环，直至沉至设计标高。在下沉施工过程中，并注意观测测量的高度。
[0005]7)压沉至设计标高后拆除压沉设备，进行沉井后续施工。
[0006]上述沉井压沉施工方法还可通过对钻孔桩桩身外部进行注浆，来提高桩体桩体与土体的粘结强度，从而大幅提闻粧的抗拔力。
[0007]上述压沉沉井施工方法中，为了使沉井具备更高的下沉系数调节空间，通过增加土塞来达到抗涌的目的，平衡井内外土体的压力，防止发生沉井外土体涌入井内的现象。
[0008]上述压沉沉井施工方法中，采用触变泥浆助沉法，通过设置外围泥浆套起着减少摩擦力和维护土壁稳定的作用。
[0009]本发明的有益效果是:本发明提供了一种新式的沉井下沉施工方法，本发明与传统沉井下沉方式相比，千斤顶纠偏与出土结合，提高了沉井的整体稳定性和安全性，能够有效地控制沉井下沉姿态，沉井下沉均匀平稳，且精度更高；通过反力装置调节沉井的下沉系数，可大幅提高沉井下沉速度、缩短工期，提高工作效率，节约工期节省成本；可实现沉井内部预留土塞，能减少沉井下沉对周边土体的扰动，有效保护周边环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的沉井压沉施工各装置布置示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图与具体实施实例，进一步阐述本发明。
[0012]如图1所示，本发明的对环境微扰动的沉井高效下沉施工方法，具体施工方法及步骤是:
(I)施工钻孔灌注桩6形成反力地锚，必须对桩的垂直度进行严格控制，保证桩的中心的位置与穿心千斤顶I中心位置重合。
[0013](2)沉井开始下沉前，各个系统应安装到位，并对千斤顶液压系统进行相应的设备调试。
[0014](3)根据沉井下沉高度配置反力拉杆，从地面钻孔灌注桩顶相接至沉井承压“牛腿”处。反力拉杆安装时，杆件上端应与沉井壁7上承压“牛腿”之间预留IOcm左右的距离，使沉井在开始掏砖胎膜时能够有一定的自沉深度。
[0015](4)依据沉井高差和倾斜的测量结果，调整每个点的穿心千斤顶I的压力大小，慢慢对沉井进行纠偏作业。
[0016](5)先压沉后取土。穿心千斤顶I开始慢慢对沉井施加压力，在顶力至预定值无法下沉时，开始井内吸泥。施工时探杆穿过穿心千斤顶I后在千斤顶上端利用大螺母锚固在千斤顶油缸上端。当需要压沉时，千斤顶油缸向上伸出顶住螺母，探杆拉紧后，使穿心千斤顶I对井壁7上的承压“牛腿”产生一个向下的压力，促使沉井下沉。
[0017](6)在进行压沉过程中，千斤顶油缸向上顶住上端锚固螺母，反力拉杆传递压力至抗拔桩。同时承压“牛腿”受到向下的压力，促使沉井下沉。当沉箱下沉一个油缸行程后(约20cm),千斤顶油缸缩回，将上端螺母下旋约20cm，如此往复。
[0018](7)上、下拉杆之间的连接螺母尺寸较大，不能穿过承压“牛腿”的拉杆预留孔，在每下沉约1.7m深度后，需拆除一节替换拉杆3 (长度1.7m)，将上部工作拉杆2 (长度3.7m)与下一段替换拉杆3连接，开始下一个压沉循环，直至沉至设计标高。在下沉施工过程中，应注意观测测量的高度。
[0019](8)压沉至设计标高后拆除压沉设备，进行沉井后续施工。
[0020]上述沉井压沉施工方法还可通过对钻孔桩桩身外部进行注浆，大幅提高桩体桩体与土体的粘结强度，从而大幅提高桩的抗拔力；采取压沉沉井施工工艺，沉井具备更高的下沉系数调节空间，可通过增加适当的土塞来达到抗涌的目的，平衡井内外土体的压力，从而防止发生沉井外土体涌入井内的现象；触变泥浆助沉法是一种较好的助沉减阻方法，通过设置外围泥浆套起着减少摩擦力和维护土壁稳定的作用。
[0021]本发明应用实施实例:
上海某超大型顶管工程三座工作井，外径Φ24πι的钢筋混凝土圆形沉井，高度为18.68m ;外径为Φ19.8m的钢筋混凝土圆形沉井，高度为18.59m ;平面尺寸为18.2X11.2m的矩形钢筋混凝土沉井，高度为18.52m。三座沉井均是三次制作，一次下沉，且是国内首次应用沉井压入式下沉施工工艺。
[0022]应用本发明的对环境微扰动的沉井高效下沉施工方法，控制沉井姿态容易且精度很高，终沉高差小于千分之三；下沉速度快，通过压沉装置，增加沉井的下沉系数，大幅提高了沉井下沉速度，在实际应用中达到了最快一天三米的速度；对外部土体扰动小，通过反力系统使得沉井刃脚贯入土层的深度更深，从而使得沉井内在保持更高的土塞同时仍然具有足够的下沉系数，案例中距离沉井7m处的重要管线沉降仅为4mm。应用本发明不仅完成了下沉施工任务，而且极大的提高了施工效率及质量，为以后超深、复杂地质并且环境保护要求较高的沉井工程开拓了宝贵经验。
【权利要求】
1.一种对环境微扰动的沉井下沉施工方法，其特征在于，具体施工步骤是: 1)灌注桩反力地锚施工 施工钻孔灌注桩形成反力地锚，并保证桩的中心的位置与穿心千斤顶中心位置重合； 2)沉井开始下沉前的准备工作 沉井开始下沉前，所用设备和系统安装到位，并对穿心千斤顶液压系统进行调试； 3)安装反力拉杆 根据沉井下沉高度配置反力拉杆，从地面钻孔灌注桩顶相接至沉井承压“牛腿处”，反力拉杆安装时，反力杆件上端应与沉井壁上承压“牛腿”之间预留IOcm的距离，使沉井在开始掏砖胎膜时能够有一定的自沉深度； 4)调整穿心千斤顶的压力大小 依据沉井高差和倾斜的测量结果，调整每个点的穿心千斤顶的压力大小，慢慢对沉井进行纠偏作业； 5)先压沉后取土 穿心千斤顶开始慢 慢对沉井施加压力，在顶力至预定值无法下沉时，开始井内吸泥；施工时探杆穿过穿心千斤顶后在千斤顶上端利用大螺母锚固在千斤顶油缸上端；当需要压沉时，千斤顶油缸向上伸出顶住螺母，探杆拉紧后，使千斤顶对井壁上承压“牛腿”产生一个向下的压力，促使沉井下沉； 6)压沉施工过程 (1)在进行压沉过程中，千斤顶油缸向上顶住上端锚固螺母，反力拉杆传递压力至抗拔桩，同时上承压“牛腿”受到向下的压力，促使沉井下沉，当沉箱下沉一个油缸行程后，千斤顶油缸缩回，将上端螺母下旋20cm，如此往复； (2)在每下沉约1.7m深度后，需拆除一节替换拉杆，将上部工作拉杆与下一段替换拉杆连接，开始下一个压沉循环，直至沉至设计标高； 在下沉施工过程中，并注意观测测量的高度； 7)压沉至设计标高后拆除压沉设备，进行沉井后续施工。
2.根据权利要求1所述的对环境微扰动的沉井下沉施工方法，其特征在于:上述沉井压沉施工方法还可通过对钻孔桩桩身外部进行注浆，来提高桩体桩体与土体的粘结强度，从而大幅提闻粧的抗拔力。
3.根据权利要求1所述的对环境微扰动的沉井下沉施工方法，其特征在于:上述压沉沉井施工方法中，为了使沉井具备更高的下沉系数调节空间，通过增加土塞来达到抗涌的目的，平衡井内外土体的压力，防止发生沉井外土体涌入井内的现象。
4.根据权利要求1所述的对环境微扰动的沉井下沉施工方法，其特征在于:上述压沉沉井施工方法中，采用触变泥浆助沉法，通过设置外围泥浆套起着减少摩擦力和维护土壁稳定的作用。
【文档编号】E02D23/08GK104018512SQ201410261230
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】李耀良, 张海锋, 罗云峰, 王涛, 徐玉夏 申请人:上海市基础工程集团有限公司