专利名称：一种沉井结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及大型桥梁的基础，包括深水基础和悬索桥锚碇基础。
背景技术：
随着国内桥梁建设的发展，大型桥梁基础不断出现。目前常见的桥梁基础主要有 桩基础、扩大基础、沉井基础。扩大基础受地质条件影响较大，在覆盖层较厚或深水中较少 使用；桩基础使用范围最广，但对大型桥梁基础，采用桩基础规模较大，工程费用多；而沉 井基础刚度大、规模小、工期相对较小，在桥梁建设中有较大的发展空间。目前的沉井基础截面主要有圆形、矩形和圆端型，截面内的井孔划分主要有行列 式和多圆孔式(若干小圆孔沿井壁中心轴对称布置，一般适用于圆形截面的沉井)。对于矩 形沉井，抗弯刚度大，在弯矩作用下，沉井整体受力较好；但矩形截面沉井井孔一般呈行列 式布置，在水平土压力作用下，纵横向隔墙形成井壁的支点，井壁在平面内为多点支撑梁， 所受弯矩大，受力较差；且行列式为非中心对称结构，在下沉中容易出现扭转以致难以纠正 的问题。对于圆形截面，为中心对称结构，下沉中易于定位；但圆形截面沉井井孔若为行列 式布置，同样存在矩形截面沉井的缺陷；若采用多圆孔式的井孔布置，虽然受力较好，但由 于孔多，在平面内各圆孔之间有较大面积的实体，在沉井下沉过程中，实体下的土体较难清 除，造成其正面阻力较大，下沉困难；且由于实体面积大，井身混凝土数量较多。因此，目前的沉井基础结构在经济性、施工便利性或受力合理性上有一定的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种受力合理、经济性较好，同时施工又较为方 便的新型沉井结构及其施工方法。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种沉井结构，包括井体，所述井体截面外 轮廓为圆形，中心设有中心孔，所述中心孔周围的井体形成井壁，所述井壁上设有多个与所 述中心孔平行的圆孔，所述圆孔以井体轴心为中心对称分布。进一步地，所述井体分成多段。进一步地，所述井体最下的一段为钢壳混凝土结构。进一步地，所述井体最下的一段底部设有封底混凝土。进一步地，所述井体最上的一段顶部设有井盖。本发明还提供了一种沉井结构的施工方法，包括根据沉井底节的外型，设计底节钢壳的结构，并根据施工吊重、运输要求，平面内 分为若干段，在工厂进行预制；现场根据沉井底部井壁刃脚和隔墙刃尖的形状，在平面内布置垫木，将预制的各 分段钢壳沉井放置在垫木上进行拼装；浇筑底节混凝土，抽取垫木，同时制作底节以上各节模板；
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从中间大圆孔开始取土下沉；下沉到一定深度稳定后，继续接高沉井、取土下沉；沉井下沉到位后，浇筑封底混凝土，施工井盖，完成沉井施工。本发明的沉井结构构造简单，孔数量少，受力合理；沉井截面为中心对称结构，井 孔分大小孔，下沉时便于施工操作和定位控制。
图1是本发明的沉井构造的立面剖视图；图2是本发明的沉井构造的横断面视图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以 更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。如图1和图2所示，本发明的沉井结构，包括井体，井体截面外轮廓为圆形，中心设 有中心孔，中心孔周围的井体形成井壁，井壁上设有多个与所述中心孔平行的圆孔，所述圆 孔以井体轴心为中心对称分布。而井体可以被分成多段，以利于施工。井体最下的一段为钢 壳混凝土结构，且井体最下的一段底部还设有封底混凝土 ；井体最上的一段顶端设有井盖。本发明采用环形的截面，沉井在水平土压力作用下，发挥了圆形截面拱效应，井壁 基本为全截面受压结构，充分发挥了混凝土抗压强度高的特点。截面中心为直径较大的圆 形，在沉井下沉时，以中心取土为主，由于井孔大，便于机械操作和施工；在圆环内布置的小 井孔，可以减小沉井内井壁和隔墙的实体面积，减少工程数量，以便从沉井底部取土 ；同时， 小井孔为对称布置，在下沉时可均勻取土，以辅助沉井下沉。沉井全面截面为中心对称结 构，定位容易，解决了下沉中的扭转问题。沉井在立面上根据需要分为若干节，其中底节为钢壳混凝土结构，钢壳作用一是 作为底节的模板，二是满足底节受力要求。底节以上可按照4 6m高分为若干节。具体施 工方法为1、根据沉井底节的外型，设计底节钢壳的结构。并根据施工吊重、运输等要求，平 面内分为若干段，在工厂进行预制。2、现场根据沉井底部井壁刃脚和隔墙刃尖的形状，在平面内布置垫木，将预制的 各分段钢壳沉井放置在垫木上进行拼装。3、浇筑底节混凝土，抽取垫木。同时制作底节以上各节模板(模板可倒用)。根据 初始下沉需要，可同时浇筑第二和第三节沉井。4、开始取土下沉。从中间大圆孔开始，初始可考虑采用直接抓土或吸泥机吸土。吸 土时，要保证均勻性，保证沉井均勻下沉。5、下沉到一定深度稳定后，继续接高沉井、取土下沉。6、沉井下沉到位后，浇筑封底混凝土。施工井盖，完成沉井施工。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范 围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明 的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
一种沉井结构，其特征在于，包括井体，所述井体截面外轮廓为圆形，中心设有中心孔，所述中心孔周围的井体形成井壁，所述井壁上设有多个与所述中心孔平行的圆孔，所述圆孔以井体轴心为中心对称分布。
2.根据权利要求1所述的沉井结构，其特征在于，所述井体分成多段。
3.根据权利要求2所述的沉井结构，其特征在于，所述井体最下的一段为钢壳混凝土 结构。
4.根据权利要求2所述的沉井结构，其特征在于，所述井体最下的一段底部设有封底 混凝土。
5.根据权利要求2所述的沉井结构，其特征在于，所述井体最上的一段顶部设有井盖。
6.一种沉井结构的施工方法，其特征在于，包括根据沉井底节的外型，设计底节钢壳的结构，并根据施工吊重、运输要求，平面内分为 若干段，在工厂进行预制；现场根据沉井底部井壁刃脚和隔墙刃尖的形状，在平面内布置垫木，将预制的各分段 钢壳沉井放置在垫木上进行拼装；浇筑底节混凝土，抽取垫木，同时制作底节以上各节模板；从中间大圆孔开始取土下沉；下沉到一定深度稳定后，继续接高沉井、取土下沉；沉井下沉到位后，浇筑封底混凝土，施工井盖，完成沉井施工。
全文摘要
本发明公开了一种沉井结构，包括井体，所述井体截面外轮廓为圆形，中心设有中心孔，所述中心孔周围的井体形成井壁，所述井壁上设有多个与所述中心孔平行的圆孔，所述圆孔以井体轴心为中心对称分布。本发明的沉井结构构造简单，孔数量少，受力合理；沉井截面为中心对称结构，井孔分大小孔，下沉时便于施工操作和定位控制。
文档编号E02D27/18GK101962957SQ201010297818
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者刘岩, 张德平, 朱旭初, 李明华, 杨光武, 杨灿文, 杨进, 罗昕, 蒋益明, 高宗余 申请人:中铁大桥勘测设计院有限公司