一种外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井

技术领域

本发明涉及基坑工程、地下建筑工程、岩土工程、防灾工程技术技术领域，具体涉及一种外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井。

背景技术

现有沉井工程施工过程中，沉井技术下沉的方法主要为上压牵引式。该方法主要是预制井段，在施工现场依靠沉井自重，开挖刃脚处土体，使沉井下沉。但由于工程地质条件复杂，且加压部位在地面以上，无法准确控制沉井的下沉路径，上述沉井方法很可能导致沉井蛇形或偏斜，同时刃脚位置控制和测量困难。沉井偏斜等问题一旦发生，难以补救，会产生严重的后果。

因此，上述沉井技术下沉的方法无法有效满足沉井技术的安全施工要求，亟待研究新的下沉工艺和方法解决相关问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井。

本发明提供了一种外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井，具有这样的特征，包括：限位爬架系统，用于使沉井按照预定导轨进行爬架式下沉，包括抗拔管桩、刃脚环以及链条；挖土系统，与限位爬架系统相连接，用于开挖土体，为沉井下沉提供空间；自控牵引系统，与限位爬架系统相连接，用于为沉井的下沉提供动力，包括链条驱动器、电力装置以及十字梁传力装置。其中，刃脚环的局部开有工作窗，用于安装链条和链条驱动器。链条安装在链条驱动器上。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：其中，抗拔管桩为带齿的压入式抗拔管桩，施工时将带齿的一侧朝向沉井，然后按一定间距高精度压入，作为沉井的限位导轨。链条安装在工作窗内，链条的齿与抗拔管桩的齿相耦合，从而使链条在转动过程中带动沉井按照预定导轨进行爬架式下沉。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：其中，挖土系统为单臂绞吸头，该单臂绞吸头设置在十字梁传力装置上，并在沉井内部工作，用于开挖刃脚外土体，并配合限位爬架系统和自控牵引系统为沉井的下沉提供空间。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：其中，单臂绞吸头包括绞头和绞吸臂。施工过程中绞头进行旋转将泥土打碎，绞吸臂装有排渣管，将绞散的土体吸出。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：其中，链条驱动器用于驱使链条进行转动。电力装置用于为链条驱动器提供电能。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：其中，十字梁传力装置为十字形，每一端均与工作窗相连通，用于将链条驱动器提供的牵引式下沉力传输到其他方向，并为链条驱动器的安装及平移取出提供移动轨道。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：其中，自控牵引系统还包括控制线，用于将链条驱动器和电力装置电连接。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：钢板，为带有插销的钢板，预留在工作窗内部，其尺寸与工作窗的尺寸相适配，用于在施工结束时利用插销将钢板固定于沉井侧壁，从而封闭工作窗，避免漏水问题。

在本发明提供的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井中，还可以具有这样的特征：其中，外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井的使用方法为：步骤1，施工之前，首先预制抗拔管桩、刃脚环以及插销钢板；步骤2，现场高精度压入抗拔管桩，带齿的一侧朝向沉井，作为沉井的限位导轨；步骤3，在工作窗内安装链条及其链条驱动器，将链条的齿和坑外抗拔管桩的齿咬合在一起，控制线和电力装置沿着十字梁传力装置引到中心，并与挖土系统一起引出地面；步骤4，沉井开始，挖土系统工作挖除刃脚外土体，并同步控制和开启各个链式架构，通过咬合齿与抗拔桩的相互作用，获得下压力，牵引式拉着沉井刃脚环下沉，并保持沉井均匀下沉，直到沉井下沉到设计标高；步骤5，在施工结束后，使用脱钩机构将自控牵引系统和链条沿十字梁传力装置平移出来，并上吊，最后再启动钢板，封闭施工口。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井，因为包括：限位爬架系统，用于使沉井按照预定导轨进行爬架式下沉，包括抗拔管桩、刃脚环以及链条；挖土系统，与限位爬架系统相连接，用于开挖土体，为沉井下沉提供空间；自控牵引系统，与限位爬架系统相连接，用于为沉井的下沉提供动力，包括链条驱动器、电力装置以及十字梁传力装置。其中，刃脚环的局部开有工作窗，用于安装链条和链条驱动器。链条安装在链条驱动器上。

因此，本发明的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井在施工之前预制一侧带齿的抗拔管桩和局部开工作窗的刃脚环。现场压入管桩，作为限位导轨，并在工作窗安装链条，和坑外管桩咬合。在搅吸头开挖土体后，利用十字梁中心的控制线和电力装置控制链式架构，牵引式拉着沉井刃脚下沉。重复上述步骤，直至沉井下沉至要求标高。最后启动钢板，封闭施工口。这样可以实现沉井均匀下沉，满足施工要求，保证施工进度。同时提升沉井下沉的自动化程度，降低时间和成本，也对保证沉井下沉过程中土体开挖的施工安全有重大意义。

综上，本发明用于沉井工程的下沉，运用限位爬架系统、单臂绞吸头、自控牵引系统以及插销钢板等装置实现沉井工程的精准下沉，对提升沉井工程的施工效率、降低时间和成本、实现牵引下沉的自动化以及保证沉井工程的施工安全有重大意义。

附图说明

图1是本发明的实施例中外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井的俯视示意图；

图2是本发明的实施例中外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井在施工过程中的剖面示意图；

图3是本发明的实施例中外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井在施工结束时的剖面示意图；以及

图4是本发明的实施例中外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井的使用方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井以及洗井方法作具体阐述。

本实施例提供了一种外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井100。

图1是本发明的实施例中外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井的俯视示意图。

图2是本发明的实施例中外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井在施工过程中的剖面示意图。

图3是本发明的实施例中外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井在施工结束时的剖面示意图。

如图1～3所示，本实施例的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井100包括限位爬架系统10、挖土系统20、自控牵引系统30以及钢板40。

限位爬架系统10用于使沉井按照预定导轨进行爬架式下沉，包括抗拔管桩11、刃脚环12以及链条13。

抗拔管桩11是在工厂预制的一侧带齿的抗拔管桩，施工时将带齿的一侧朝向沉井，然后按一定间距高精度压入，作为沉井的限位导轨。

刃脚环12的局部开有工作窗121，在与预制抗拔管桩11可以耦合的位置，按间距对刃脚环12进行局部开窗，为链条13及其驱动装置的安装预留空间。

链条13安装在工作窗121内，链条13的齿与抗拔管桩11的齿相耦合，从而使链条13在转动过程中带动沉井按照预定导轨进行爬架式下沉。

挖土系统20与限位爬架系统10相连接，用于开挖土体，为沉井下沉提供空间。本实施例中，挖土系统20为单臂绞吸头21，该单臂绞吸头21设置在十字梁传力装置33上，并在沉井内部工作，用于开挖刃脚外土体，并配合限位爬架系统10和自控牵引系统30为沉井的下沉提供空间。单臂绞吸头21包括绞头和绞吸臂。施工过程中绞头进行旋转将泥土打碎，绞吸臂装有排渣管，将绞散的土体吸出。

自控牵引系统30与限位爬架系统20相连接，用于为沉井的下沉提供动力，包括链条驱动器31、电力装置32、十字梁传力装置33以及控制线34。

链条驱动器31用于驱使链13条进行转动，链条13安装在链条驱动器31上，链条13的齿与抗拔管桩11的齿进行耦合。电力装置32用于为链条驱动器31提供电能。控制线34将链条驱动器31和电力装置32电连接，便于在沉井中心操纵控制链条驱动器31。十字梁传力装置33为十字形架，每一端均与工作窗121相连通，用于将链条驱动器31提供的牵引式下沉力传输到其他方向，并为链条驱动器31的安装及平移取出提供移动轨道。

钢板40为带有插销的钢板，预留在工作窗121内部，其尺寸与工作窗121的尺寸相适配，下沉完成后，利用插销将钢板40固定于沉井侧壁，从而封闭工作窗121，避免漏水问题，下沉过程中钢板置于开窗附近即可。

图2是本发明的实施例1中洗井方法流程图。

如图2所示，外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井的使用方法为：

步骤S1，施工之前，首先进行桩和沉井的预制，包括一侧带齿的抗拔管桩11，以及在沉井预制过程中将刃脚环12在与十字梁传力装置30连接处的中间点，与外部管桩位置对应，开4个工作窗，并提前备好与工作窗121尺寸匹配的钢板40。

步骤S2，现场高精度压入抗拔管桩11，带齿的一侧朝向沉井，作为沉井的限位导轨。

步骤S3，在工作窗121内安装链条13及其链条驱动器31，将链条13的齿和坑外抗拔管桩11的齿咬合在一起，控制线34和电力装置32沿着十字梁传力装置33引到中心，并与单臂搅吸头21一起引出地面。

步骤S4，沉井开始，单臂搅吸头21工作挖除刃脚外土体，并同步控制和开启各个链式架构，通过咬合齿与抗拔桩的相互作用，获得下压力，牵引式拉着沉井刃脚环下沉，并保持沉井均匀下沉，直到沉井下沉到设计标高。

步骤S5，在施工结束后，使用脱钩机构将自控牵引系统30和链条13沿十字梁传力装置33平移出来，并上吊，最后再启动钢板40，封闭施工口。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井，因为包括：限位爬架系统，用于使沉井按照预定导轨进行爬架式下沉，包括抗拔管桩、刃脚环以及链条；挖土系统，与限位爬架系统相连接，用于开挖土体，为沉井下沉提供空间；自控牵引系统，与限位爬架系统相连接，用于为沉井的下沉提供动力，包括链条驱动器、电力装置以及十字梁传力装置。其中，刃脚环的局部开有工作窗，用于安装链条和链条驱动器。链条安装在链条驱动器上。

因此，本实施例的外侧预制桩限位爬架式自控牵引式装配沉井在施工之前预制一侧带齿的抗拔管桩和局部开工作窗的刃脚环。现场压入管桩，作为限位导轨，并在工作窗安装链条，和坑外管桩咬合。在搅吸头开挖土体后，利用十字梁中心的控制线和电力装置控制链式架构，牵引式拉着沉井刃脚下沉。重复上述步骤，直至沉井下沉至要求标高。最后启动钢板，封闭施工口。这样可以实现沉井均匀下沉，满足施工要求，保证施工进度。同时提升沉井下沉的自动化程度，降低时间和成本，也对保证沉井下沉过程中土体开挖的施工安全有重大意义。

综上，本实施例用于沉井工程的下沉，运用限位爬架系统、单臂绞吸头、自控牵引系统以及插销钢板等装置实现沉井工程的精准下沉，对提升沉井工程的施工效率、降低时间和成本、实现牵引下沉的自动化以及保证沉井工程的施工安全有重大意义。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。