一种可拆卸滚动下沉式沉井结构及施工工艺

技术领域

本发明涉及沉井工程技术领域，尤其涉及一种可拆卸滚动下沉式沉井结构及施工工艺。

背景技术

沉井技术作为一种易施工且安全性高的地下结构施工方法被广泛应用在各种场所。随着工程应用的增多，所遇到的问题亦逐渐增多，无法依靠沉井自重本身在侧摩阻力大的地层中下沉是施工沉井常见的问题之一。

目前遇到因地层侧阻力过大而导致沉井靠自重无法下沉的情况时，通常会采用压载的方式实现其下沉。但采用这种方式需要在现场堆放大量压载材料，不仅占用大量现场施工空间，在现场布置吊装设备亦增加了施工风险。另外，受施工单位施工水平的不同，时常会因压载不平衡造成沉井倾斜，对沉井的施工控制极为不利。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种可拆卸滚动下沉式沉井结构及施工工艺，通过在下节沉井段外侧壁设置可拆卸的滚动装置，减小整个沉井下沉过程中的侧阻力；且配合锅型开挖方式避免沉井在初始下沉时速度过快，提高施工的可控性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种可拆卸滚动下沉式沉井结构，包括由上节沉井段和下节沉井段浇筑而成的沉井，沉井周向间隔设置多个与之可拆卸连接的滚动装置，所述滚动装置包括至少两个与沉井外壁贴合的竖板，相邻竖板之间连接有多个相互平行且分布于下节沉井段外侧的回转辊。

作为进一步的实现方式，所述竖板与贴合面相背的一侧固定有与回转辊轴线垂直的连接板。

作为进一步的实现方式，所述连接板长度方向间隔开设若干圆孔。

作为进一步的实现方式，所述圆孔内安装轴承，回转辊通过轴承与连接板相连。

作为进一步的实现方式，所述回转辊两端均具有限位板，限位板位于连接板外侧。

作为进一步的实现方式，所述竖板长度大于连接板长度，且竖板顶端高出上节沉井段顶部设定距离。

作为进一步的实现方式，所述竖板沿其长度方向间隔开设若干安装孔，螺栓穿过安装孔与下节沉井段连接。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种可拆卸滚动下沉式沉井结构的施工工艺，包括：

制作下节沉井段，并预留安装孔；

将滚动装置与下节沉井段连接；

按照锅型开挖方式下沉下节沉井段；

待下节沉井段下沉至分节处，施工上节沉井段；

沉井封底后拆下滚动装置，并回填孔洞、封堵安装孔。

作为进一步的实现方式，待上节沉井段砼强度达到设计要求后，进行沉井内部土体开挖，在沉井的自重作用下继续下沉至设计高程后封底。

作为进一步的实现方式，沉井封底后拆卸沉井与滚动装置连接的螺栓，通过吊装连接板的圆孔将滚动装置吊出；之后用砂回填密实孔洞，再用微膨胀水泥灌入沉井安装孔进行封堵。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过在下节沉井段外侧壁设置可拆卸的滚动装置来减小整个沉井下沉过程中的侧阻力，滚动装置可在整个沉井施工完成后进行拆卸拔出，实现重复利用；且相比压载下沉方式，能够减小施工空间。

(2)本发明在设置滚动装置后，下沉时侧阻力大幅度减小，采用锅型开挖方式防止其在初始下沉时速度过快，使沉井下沉处于可控状态，降低施工风险。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的竖板与连接板安装示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的回转辊结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的限位板结构示意图；

其中，1、上节沉井段，2、下节沉井段，3、竖板，3-1、安装孔，4、回转辊，4-1、连接部，4-2、限位板，5、连接板，5-1、圆孔。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种可拆卸滚动下沉式沉井结构，如图1所示，包括沉井和滚动装置，沉井由上节沉井段1和下节沉井段2浇筑而成，所述滚动装置设于沉井外侧并与下节沉井段2可拆卸连接，通过滚动装置使沉井下沉时侧阻力大幅度减小。

进一步的，滚动装置沿沉井周向间隔均匀设置多组，每组滚动装置包括至少两个与沉井外壁贴合的竖板3，当沉井横截面为矩形时，沉井每一个侧面均安装滚动装置，且竖板3为矩形板；当沉井横截面为圆形时，竖板3的横截面为圆弧形。

优选地，所述滚动装置包括两个竖板3，竖板3长度方向与沉井高度方向保持一致，两个竖板3之间通过多个相互平行的回转辊4连接，通过回转辊4的旋转实现滚动下沉。

本实施例以横截面为矩形的沉井为例进行详细说明：

如图2所示，所述竖板3开设有若干安装孔3-1，通过在安装孔3-1中拧入螺栓实现与沉井侧面预留安装孔的可拆卸连接。竖板3的一侧固定有连接板5，在本实施例中，连接板5也为矩形板，其与竖板3所在平面及回转辊4的轴线方向垂直。通过连接板5实现回转辊4的安装。

沉井预留安装孔的排布方式、直径可以根据实际施工要求而定，例如：沉井侧壁的预留两列安装孔，相邻两列安装孔的间距为7cm，每排安装孔竖向间距50cm，最上排安装孔距离沉井顶1m，最下排安装孔不超过封底顶面。

进一步的，竖板3的顶端超出上节沉井段1顶面一定距离，其低端距上节沉井段1底面一定距离；连接板5的长度小于竖板3长度，其顶端靠近分节处，底端与竖板3的底端平齐；通过连接板5使对应下节沉井段2的外侧安装回转辊4。

在本实施例中，竖板3和连接板5的厚度不小于1cm，竖板3的宽度不小于15cm，竖板3长度为沉井底至地面高度减去封底高度；连接板5的宽度为8cm，长度为下节沉井段2高度减去封底高度。

所述连接板5沿其长度方向间隔开设有圆孔5-1，通过在圆孔5-1中安装轴承实现与回转辊4的转动连接。其中，连接板5位于竖板3与贴合面(与沉井相贴合的面)相背的一侧，以使回转辊4设置于竖板3外侧。

在本实施例中，安装孔3-1的直径为2cm，安装孔3-1边缘车丝；圆孔5-1直径为5cm，相邻圆孔5-1的间距为15cm。当然，所述安装孔3-1、圆孔5-1的规格也可以调整为其他数值。

进一步的，如图3所示，回转辊4的两端具有直径小于回转辊主体的连接部4-1，连接部4-1与限位板4-2相连；所述连接部4-1用于安装轴承(例如圆柱滚子的向心滚动轴承)，限位板4-2位于连接板5外侧，以对回转辊4起到限位作用。

在本实施例中，限位板4-2为如图4所示的圆板，其具有一定厚度(例如厚度为1cm)，且圆板的轴线与回转辊4轴线重合，其直径与回转辊主体直径相同。可以理解的，在其他实施例中，限位板4-2也可以为其他形状，只要能够起到阻挡回转辊4轴向移动即可。

优选地，所述竖板3、连接板5、限位板4-2均为金属板，例如钢板，连接板5与竖板3焊接固定，限位板4-2与回转辊4焊接固定。

由于沉井下沉深度越大所受到的侧阻力越大，本实施例通过在下节沉井段2外侧壁设置可拆卸的滚动装置来减小整个沉井下沉过程中的侧阻力，滚动装置可在整个沉井施工完成后进行拆卸拔出，实现重复利用。

实施例二：

本实施例提供了一种可拆卸滚动下沉式沉井结构的施工工艺，对于实施例一所述的沉井结构，包括以下步骤：

步骤一：根据项目实际情况及地层参数计算沉井划分为上节沉井段1、下节沉井段2的分节高度。

步骤二：根据沉井长度、宽度及计算出的分节高度，准备滚动装置部件，在竖板3、连接板5上开好孔后，将二者焊接固定；在连接板5内固定轴承。

步骤三：现场制作下节沉井段2，在绑扎下节沉井段2钢筋时预留安装孔，做好保护措施避免安装孔被堵，浇筑下节沉井段砼并待砼强度达到设计要求。

步骤四：安装滚动装置，将竖板3的安装孔3-1对准下节沉井段2预留安装孔，用螺栓穿过安装孔拧紧，并采用螺母拧紧固定；安装好回转辊4。

步骤五：开始下节沉井段2下沉，为了保证下节沉井段2的初始下沉速度，在开挖沉井内部土体时采用锅型开挖方式，即先从沉井中间取土预留周围土体，待沉井下沉一定深度侧阻力增加，无法继续下沉时再开挖周围土体。

步骤六：待下节沉井段2下沉至分节处，施工上节沉井段1，待上节沉井段砼强度达到设计要求后，继续进行开挖，在上节沉井段1自重作用下继续下沉至设计高程后封底。

步骤七：沉井封底后在沉井内部拧下螺母并拧出螺栓，待全部螺栓被拧出后，用吊装设备将滚动装置吊出并及时用砂回填密实孔洞，最后用微膨胀水泥灌入沉井的安装孔进行封堵，完成沉井剩余工程。

本实施例通过设置滚动装置加锅型开挖土体的方式，使沉井的下沉处于可控状态，相比压载下沉方式，能够减小压载所需的施工空间，并降低施工风险。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。