一种节段拼装圆形沉井及其施工方法与流程

本发明涉及一种沉井及其施工方法，尤其涉及一种节段拼装圆形沉井及其施工方法，属于装配式沉井。

背景技术：

1、随着地下空间建设飞速发展，使城市中心区域的沉井工程得到广泛应用，如排水隧道、轨道交通排风井、地下停车库和竖向逃生井等。传统沉井工程一般采用现浇工艺，需要在施工现场绑扎钢筋、架设模板支架、浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后方可下沉，因此，传统沉井工程具有施工周期长、占地面积广、周边环境影响大等缺点。

2、现有技术中，公开(公告)号为：cn 107700510a的专利文件公开了一种预装配式沉井，包括预制体，预制体包括第一预制板和第二预制板，第一预制板和第二预制板之间通过中部连接部分连接，且第一预制板和第二预制板底部通过底部连接部分连接，中部连接部分顶面与第一预制板和第二预制板侧壁共同构成配合槽，配合槽侧壁上设有贯穿第一预制板和第二预制板、配合槽的第一装配孔；底部连接部分上固定有配合凸起，配合凸起上设有第二装配孔，与一般现场沉井从制造到封底需用40天对比，预制装配式沉井生产工艺研发使项目施工中不会因钢筋骨架焊接以及等待混凝土强度而拖延总体工期，可最大限度的减少施工对道路交通及居民生活的影响，保持施工现场的整洁、有序；但配合凸起的截面较小，运输、安装过程容易破损。

3、现有技术中，公开(公告)号为：cn 115387370a的专利文件公开了一种套箍式预制沉井管环结构及其施工方法，包括：预制的若干片管片，若干片管片拼接连接形成管环；设于每环中一管片的外弧面上的张拉台；一端锚固于张拉台上的预应力筋，预应力筋绕设于管环上，预应力筋的另一端穿设于张拉台上且经张拉后锚固于张拉台上，通过预应力筋将管环箍紧固定。该发明由预制的若干片管片拼装而成，采用预应力筋张拉锚固，使每环的若干片管片在预应力筋环向作用力下形整体受力体系，克服了沉井现浇工艺因需在施工现场绑扎钢筋、架设模板支架、浇筑混凝土而导致的施工周期长、占地面积广、周边环境影响大的缺点，解决了现有预制装配式沉井管环结构整体稳定性较差而容易产生水土渗漏的问题；但一个若干片管片组合而成的节段，其纵向连接处具有有渗水的可能，且没有整片预制管片效果好。

4、现有技术中，公开(公告)号为：cn 108589778 a的专利文件公开了一种预制装配式沉井，包括内套筒和外套筒，所述外套筒套在所述内套筒的外部，所述内套筒和外套筒分别由若干块的弧形板组成，在弧形板的两端分别带有凹槽和凸起，在内套筒和外套筒之间留有预应力孔，预应力孔内装有预应力钢丝绳。相对于现有技术，组成内套筒和外套筒的弧形板都事先在工厂上预制，通过两侧的凸起和凹槽可以非常快速的组装，上下层之间的内套筒和外套筒通过预应力钢丝绳连接在一起，不会因钢筋骨架焊接以及等待混凝土强度而拖延总体工期，可最大限度的减少施工对道路交通及居民生活的影响，保持施工现场的整洁、有序，具备极大的应用价值；但弧形板凸起的部分截面较小，运输、安装过程容易破损，下层节段与上层节段的连接仅依靠上层节段的重量与钢丝绳拉紧，其水平连接缝处可能存在渗水的可能。

5、综上所述，需要一种可以实现快速稳定安装、整体性强且具有较好防水效果的节段拼装圆形沉井及其施工方法。

技术实现思路

1、在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

2、鉴于此，为解决现有技术中的传统浇筑沉井施工周期长且装配式沉井防水性能较差的问题，本发明提供一种节段拼装圆形沉井及其施工方法。

3、技术方案一如下：一种节段拼装圆形沉井，包括预制轻质高强混凝土体，所述预制轻质高强混凝土体包括下部轻质高强混凝土圆形板、中部轻质高强混凝土圆形板、上部轻质高强混凝土圆形板和刃脚；

4、所述下部轻质高强混凝土圆形板、中部轻质高强混凝土圆形板、上部轻质高强混凝土圆形板顶端均设置有间隔分布的吊环；

5、所述下部轻质高强混凝土圆形板顶部内壁设置有间隔分布的顶部楔形体凹槽；

6、所述中部轻质高强混凝土圆形板顶部和底部的内壁分别设置有间隔分布的楔形体凹槽，且顶部的楔形体凹槽和底部的楔形体凹槽上下错位布置；

7、所述上部轻质高强混凝土圆形板底部内壁设置有间隔分布的底部楔形体凹槽；

8、所述楔形体凹槽的槽壁设置有装配孔；

9、所述下部轻质高强混凝土圆形板和中部轻质高强混凝土圆形板之间、中部轻质高强混凝土圆形板和上部轻质高强混凝土圆形板之间均通过楔形体插销和楔形体凹槽连接，并通过螺栓配合装配孔固定；

10、所述下部轻质高强混凝土圆形板的底面和刃脚的顶面连接，刃脚的斜面和底面设置有钢板，刃脚内壁设置有刃脚凹槽；

11、所述下部轻质高强混凝土圆形板、中部轻质高强混凝土圆形板、上部轻质高强混凝土圆形板顶端均设置有止水带凹槽。

12、进一步地，所述预制轻质高强混凝土体为钢筋笼和轻质高强混凝土组合而成的预制轻质高强混凝土体。

13、技术方案二如下：一种技术方案一所述的节段拼装圆形沉井的实施方法，包括以下步骤：

14、s1.按实际设计需求选用钢筋笼和轻质高强混凝土材料对预制轻质高强混凝土体进行预制，得到下部轻质高强混凝土圆形板、中部轻质高强混凝土圆形板、上部轻质高强混凝土圆形板和刃脚；

15、s2.确定沉井垫层的预设位置并预挖基坑，进行沉井垫层浇筑；

16、s3.等待沉井垫层硬化达到设定的强度要求后，进行土体回填；

17、s4.进行下部轻质高强混凝土圆形板与刃脚的配置处理和刃脚安装固定；

18、具体的：沿着下部轻质高强混凝土圆形板的刃脚斜面和底部焊接钢板，刃脚通过内部钢筋焊接和下部轻质高强混凝土圆形板连接，将下部轻质高强混凝土圆形板通过吊环吊送置于回填后的沉井垫层，将刃脚安装固定于预设位置；

19、s5.进行下部轻质高强混凝土圆形板的下沉预处理和下沉；

20、具体的：将遇水膨胀橡胶条安装于下部轻质高强混凝土圆形板的止水带凹槽中，对下部轻质高强混凝土圆形板的吊环进行切割，在下部轻质高强混凝土圆形板及其刃脚的外壁涂刷防水材料，先通过人工或者机械挖松中央土体，再在刃脚区域范围内进行土体开挖，使得底部配置刃脚的下部轻质高强混凝土圆形板节段缓慢下沉，直到下沉至预设距离范围；

21、s6.将中部轻质高强混凝土圆形板与下部轻质高强混凝土圆形板连接，进行中部轻质高强混凝土圆形板的下沉预处理和下沉；

22、具体的：将楔形体插销嵌入至下部轻质高强混凝土圆形板顶部的楔形体凹槽中，再将中部轻质高强混凝土圆形板通过其吊环吊送置于下部轻质高强混凝土圆形板上方进行吊装连接，将中部轻质高强混凝土圆形板的底部楔形体凹槽对准下部轻质高强混凝土圆形板的嵌入的楔形体插销缓慢放下，通过其自身重力，使得楔形体插销完全嵌入至中部轻质高强混凝土圆形板的底部楔形体凹槽中，通过螺栓和装配孔将下部轻质高强混凝土圆形板和中部轻质高强混凝土圆形板进行固定连接，并将遇水膨胀橡胶条安装于中部轻质高强混凝土圆形板的止水带凹槽中，对中部轻质高强混凝土圆形板的吊环进行切割，在中部轻质高强混凝土圆形板外壁涂抹防水材料，通过在刃脚区域范围内挖土下沉使得下部轻质高强混凝土圆形板和中部轻质高强混凝土圆形板下沉至预设距离范围；

23、s7.根据沉井设计需求，添加中部轻质高强混凝土圆形板数量形成中部轻质高强混凝土圆形板节段，进行中部轻质高强混凝土圆形板节段的预处理和下沉；

24、具体的：新添加的每一个中部轻质高强混凝土圆形板采用s6的吊装连接和固定连接方式，使新添加的中部轻质高强混凝土圆形板与其上一个中部轻质高强混凝土圆形板连接，形成中部轻质高强混凝土圆形板节段，将遇水膨胀橡胶条安装于中部轻质高强混凝土圆形板节段的止水带凹槽中，对中部轻质高强混凝土圆形板节段的吊环进行切割，在中部轻质高强混凝土圆形板节段外壁涂抹防水材料，通过在刃脚区域范围内挖土下沉使得下部轻质高强混凝土圆形板和中部轻质高强混凝土圆形板节段下沉至预设距离范围；

25、s8.将上部轻质高强混凝土圆形板与中部轻质高强混凝土圆形板节段连接，进行上部轻质高强混凝土圆形板预处理和整体沉井下沉；

26、具体的：将楔形体插销嵌入至中部轻质高强混凝土圆形板节段顶部的楔形体插销，将上部轻质高强混凝土圆形板通过其吊环吊送置于中部轻质高强混凝土圆形板节段上方进行吊装连接，上部轻质高强混凝土圆形板的底部凹槽对准中部轻质高强混凝土圆形板节段的楔形体插销，通过其自身重力，使得楔形体插销完全嵌入至上部轻质高强混凝土圆形板的底部楔形体凹槽中，通过螺栓和装配孔将上部轻质高强混凝土圆形板和中部轻质高强混凝土圆形板节段进行固定连接，对上部轻质高强混凝土圆形板的吊环进行切割，在上部轻质高强混凝土圆形板外壁涂抹防水材料，通过在刃脚区域范围内挖土使得整体沉井下沉，直至刃脚底部下沉至设计标高处；

27、s9.对刃脚凹槽及其以下部分进行封底处理。

28、进一步地，所述s2中，预挖的基坑大小大于预设的沉井的直径尺寸。

29、进一步地，所述s8中，先在沉井底层绑扎钢筋，再浇筑混凝土形成底部结构，使底部结构顶面与刃脚凹槽的上缘平齐，且底部结构与刃脚凹槽及其以下部分形成整体结构。

30、本发明的有益效果如下：本发明采用预制轻质高强混凝土体进行沉井装配，其自重轻、强度高、整体性强、可靠性高，且易操作，成本低；本发明通过将预制的上部轻质高强混凝土圆形板、中部轻质高强混凝土圆形板、下部轻质高强混凝土圆形板和刃脚按所述的施工方法进行装配，与现场浇筑沉井相比极大的缩短了工期，可最大限度的减少施工对道路交通及居民生活的影响，具备极大的应用价值；本发明布置形式灵活，可以通过添加中部轻质高强混凝土圆形板数量增设自重满足所需的下沉深度，沉井结构的轻质高强混凝土圆形板尺寸和楔形体凹槽的数量和位置也可以结合实际需要进行调整，便于标准化施工与构件生产；本发明的轻质高强混凝土圆形板之间均通过楔形体插销和楔形体凹槽连接，通过螺栓和装配孔进行装配固定，采用插销和插孔此类传统榫头式连接方式，便于施工，降低了施工难度，提升了施工效率，且结构稳定、抗震性高；本发明上部轻质高强混凝土圆形板、中部轻质高强混凝土圆形板、下部轻质高强混凝土圆形板顶端均设置安装遇水膨胀橡胶条的止水带凹槽，且施工过程中外壁均涂抹防水材料，避免了渗水导致的中央土体坍塌。