专利名称：一种双壁混凝土沉井及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种地下构筑物及施工方法，特别是双壁混凝土沉井及连续施工方法，属建筑工程技术领域。
背景技术：
沉井施工一般多应用于建、构筑物在工作场地狭窄不适合土方大开挖、地下水位较高易产生流砂或塌陷、土壤力学性能不稳定等条件下的深基坑处理施工。目前，沉井施工是在沉井完毕以后在沉井内部再开始施工图纸设计的结构，这种施工方法存在施工工期长、施工成本高、单壁抵抗土方侧压力低等缺点。随着新型化工行业和超大产量化工项目的迅猛发展，现场地下构筑物越来越不规则化和大型化，沉井结构也越来越大，单纯依靠增加壁厚来解决沉井壁抵抗土方侧压力已经不能满足施工要求，如何优化沉井结构受力、增强沉井受力强度、降低施工成本及施工难度成为沉井技术亟待解决的问题。
发明内容
本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种承压强度高、便于实施、施工成本低的双壁混凝土沉井及施工方法。本发明所称问题是通过以下技术方案解决的
一种双壁混凝土沉井，其特别之处是构成中包括混凝土外井壁、内井壁、内隔墙及保温层和封底板，内、外井壁之间由内隔墙连接，所述保温层填充在由内、外井壁及内隔墙构成的空腔中，保温层为防冻沙或炉渣。上述双壁混凝土沉井，所述内、外井壁的横截面构成“回”形，封底板位于沉井底部，在外井壁下部设有刃脚，刃脚上部设有凹槽，封底板的板体周边设有斜插角，斜插角上部设有凸筋，所述斜插角与刃脚的角度匹配，所述凸筋与凹槽嵌合。上述双壁混凝土沉井，内井壁与外井壁间距0. 8m-l. 2m,外井壁厚为0. 7-0. 9m,内井壁厚0. 5-0. 7m,内隔墙厚度为0. 5m-0. 8m、间距0. 8m-1. 2m ；所述刃脚角度为40-65°。上述双壁混凝土沉井施工方法，它按照下述步骤进行
a.浇注沉井浇注混凝土双壁沉井，混凝土强度达到100%后方可下沉；
b.沉井施工挖土前将井孔内的所有杂物清除干净，刃脚下方挖土按照对称位置分区、对称区同时开挖的方式进行，施工时根据沉井外形分为六个区，其中长边井壁各两个区，短边井壁各一个区，先从短边井壁的相互对应的两个区同时对称掏挖刃脚下方土，挖至刃脚下100 200mm时停止开挖，继而长边井壁的相互对应的四个区同时对称掏挖刃脚下方土，挖至刃脚下100 200mm时停止开挖，然后按照上述方式再挖短边井壁相互对应的两个区，继而再挖长边井壁相互对应的四个区，如此反复随挖随降，连续双壁沉井平稳、顺利降至距设计标高150mm处时停止下沉M小时，观察沉井自身下沉情况，然后调整就位；
c.封底双壁沉井沉至设计标高稳定后进行封底板施工，先在井底铺500mm厚毛石挤入泥内，然后浇筑300mm厚素混凝土 ；d.回填保温层在内、外井壁和内隔墙构成的空腔内回填防冻沙或炉渣，构成保温层。上述双壁混凝土沉井施工方法，在沉井施工步骤中须随沉随测，及时纠偏，采用三种纠偏方法，一是垂直偏差50mm以下倾斜时，根据倾斜方位，调整对侧挖土深度；二是垂直偏差50mm以上时倾斜时，在顶部偏心加压；三是校正有困难时，在井外局部射水减少摩阻力。本发明的主要特点如下1双壁混凝土沉井在下沉过程中及使用时承受侧压能力强，内隔墙联接于内外井壁之间既增加了井壁的整体强度，又增加沉井在下沉过程中的刚度，使构筑物和安全维护合二为一，增加了安全系数；2.双壁结构在优化结构受力的同时， 双壁的夹层中回填防冻沙或炉渣可以代替常规砌筑加汽混凝土砌块保温；3.由于双壁混凝土沉井内壁、外壁一次浇铸完成，使部分地下施工作业任务提前在地面完成施工，降低了施工难度和提高了施工作业安全系数，可以大大缩短施工工期和降低了施工造价，经测算，采用本发明方法建造双壁混凝土沉井与传统大开挖及桩支护方法相比，费用仅为传统方法的三分之一，施工时间约为传统方法的二分之一 ；4.本发明施工方法解决了工作场地狭窄无法进行土方大开挖、淤泥地基、高地下水位地基和流沙地基中土方开挖易塌陷等问题，同时还解决了沉井围护和图纸设计实用结构同时进行施工同时下沉的施工难题。
图1是本发明双壁混凝土沉井平面图2是本发明双壁混凝土沉井的纵截面示意图(未按比例)； 图3是图2中A部外井壁部分的放大图； 图4是图2中A部封底板部分的放大图。附图中各标号为1、保温层，2、内井壁，3、外井壁，4、内隔墙，5、封底板，6、刃脚，7、 凹槽，8、斜插角，9、凸筋。
具体实施例方式参看图1、图2，本发明双壁混凝土沉井其构成包括混凝土外井壁3、内井壁2、内隔墙4及封底板5和保温层1，外井壁、内井壁、内隔墙都是预先浇铸，保温层在沉井完成后填充。所述外井壁套在内井壁外部，封底板5位于沉井底部，内、外井壁间由内隔墙连接，大大提高了井壁的强度，特别是抵抗土方侧压力的能力。保温层填充在内、外井壁和内隔墙构成的空腔内，保温层采用防冻沙或炉渣。图1所示实施例的双壁混凝土沉井内、外井壁的横截面构成“回”形，亦可以根据需要内井壁、外井壁采用相互匹配的其它几何形状。内、 外井壁之间的距离为0. 8m-l. 2m，外井壁厚为0. 7-0. 9m,内井壁厚0. 5-0. 7m,内隔墙厚度为 0. 5m-0. 8m、间距0. 8m_l. 2m。外井壁的刃脚为内侧是斜面的刀刃状，该结构能大大减少下沉阻力，刃脚内侧面斜角B为40-65°。参看图2-4，为提高外井壁与封底板的连接强度，在外井壁刃脚6的上部设有凹槽 7，封底板5的周边设有斜插角8，斜插角上部设有凸筋9，所述斜插角C与刃脚B的角度匹配，所述凸筋与凹槽嵌合。本发明双壁混凝土沉井采用连续施工方式，施工方法包括如下步骤
(1)按照图纸设计结构预先浇注双壁混凝土沉井，必须在混凝土强度达到100%后方可
4下沉，施工中以同条件试块强度为准。(2)挖土前应将井孔内的所有杂物清除干净，检查其准备工作全部就绪后，方可开始挖土。为使沉井均勻下沉，刃脚下方挖土应分区、依次、对称同步进行。对如图1所示的回形双壁混凝土沉井，将双壁混凝土沉井分为①、②、③、④、⑤、⑥六个区，其中两个长边井壁对称设置四个区，两个短边井壁对称设置两个区。施工顺序为③、④区分两组人员对称掏挖刃脚下方土，挖至刃脚下100 200mm时停止开挖，同时①、②、⑤、⑥区分四组人员开始对称掏挖刃脚下方土，挖至刃脚下100 200mm时停止开挖，然后③、④区再开始对称掏挖，这样反复随挖随降。内井壁之内挖土方采用人工和机械配合进行挖土。具体挖土方法是外井壁与内井壁之间土方采用人工开挖，内井壁与内井壁之间土方采用挖掘机由中心向四周开挖。双壁混凝土沉井平稳、顺利降至距设计标高150mm处，此时停止下沉M小时， 观察沉井自身下沉情况，然后调整就位。(3)连续双壁式沉井在下沉过程中会产生一定偏斜，因此在下沉过程中的测量工作十分重要，必须随沉随测，及时发现偏斜，及时纠偏，避免出现较大偏斜造成纠偏困难。本发明双壁沉井下沉前在井壁上设置纵横线，并在井壁转角处挂上垂球，同时在井壁顶面由上至下标出水平标尺线，在下沉过程中，随时观察垂球与垂直线偏斜情况，发现偏斜随时纠偏。由专业人员每小时复测一次并做好记录，以此控制沉井整体稳定性。连续双壁式沉井下沉过程中通常采用三种纠偏方法一是产生少量(垂直偏差 50mm以下时)倾斜时，根据倾斜方位，调整对侧挖土深度；二是产生较大(垂直偏差50mm以上时)倾斜时，在顶部偏心加压；三是校正有困难时，在井外局部射水减少摩阻力。(4)封底连续双壁式沉井沉至设计标高稳定后开始进行封底板施工，先在井底铺500mm厚毛石挤入泥内，然后浇筑300mm厚素混凝土，封底时要在井底设置两个钢板集水井，用潜水泵不停降水。(5)回填保温层，在内、外井壁和内隔墙构成的空腔内填防冻沙或炉渣，代替常规砌筑加气混凝土砌块，起到保温作用。本发明方法的适用范围为沉井长5m-60m，宽5m-60m，高5m-60m。对用高度超过IOm的双壁混凝土沉井，浇注需分节进行，每节高度为5m-6m，第一节沉井施工完成后，继续开挖下沉并接筑下一节，沉井施工方法同上。
权利要求
1.一种双壁混凝土沉井，其特征在于它包括混凝土外井壁(3)、内井壁(2)、内隔墙 (4)及保温层(1)和封底板(5)，内、外井壁之间由内隔墙连接，所述保温层填充在由内、外井壁及内隔墙构成的空腔中，保温层为防冻沙或炉渣。
2.根据权利要求1所述的双壁混凝土沉井，其特征在于所述内、外井壁的横截面构成 “回”形，封底板位于沉井底部，在外井壁下部设有刃脚，刃脚上部设有凹槽(7)，封底板的板体周边设有斜插角(8)，斜插角上部设有凸筋(9)，所述斜插角与刃脚的角度匹配，所述凸筋与凹槽嵌合。
3.根据权利要求2所述的双壁混凝土沉井，其特征在于内井壁与外井壁间距 0. 8m-1. 2m，外井壁厚为0. 7-0. 9m，内井壁厚0. 5-0. 7m，内隔墙厚度为0. 5m_0. 8m、间距 0.8m-1.2m;所述刃脚角度为40-65°。
4.一种建造如权利要求1或2或3所述的双壁混凝土沉井的施工方法，其特征在于 它按照下述步骤进行a.浇注沉井浇注混凝土双壁沉井，混凝土强度达到100%后方可下沉；b.沉井施工挖土前将井孔内的所有杂物清除干净，刃脚下方挖土按照对称位置分区、对称区同时开挖的方式进行，施工时根据沉井外形分为六个区，其中长边井壁各两个区，短边井壁各一个区，先从短边井壁的相互对应的两个区同时对称掏挖刃脚下方土，挖至刃脚下100 200mm时停止开挖，继而长边井壁的相互对应的四个区同时对称掏挖刃脚下方土，挖至刃脚下100 200mm时停止开挖，然后按照上述方式再挖短边井壁相互对应的两个区，继而再挖长边井壁相互对应的四个区，如此反复随挖随降，连续双壁沉井平稳、顺利降至距设计标高150mm处时停止下沉M小时，观察沉井自身下沉情况，然后调整就位；c.封底双壁沉井沉至设计标高稳定后进行封底板施工，先在井底铺500mm厚毛石挤入泥内，然后浇筑300mm厚素混凝土 ；d.回填保温层在内、外井壁和内隔墙构成的空腔内回填防冻沙或炉渣，构成保温层。
5.根据权利要求4所述的双壁混凝土沉井施工方法，其特征在于在沉井施工步骤中须随沉随测，及时纠偏，采用三种纠偏方法，一是垂直偏差50mm以下倾斜时，根据倾斜方位，调整对侧挖土深度；二是垂直偏差50mm以上时倾斜时，在顶部偏心加压；三是校正有困难时，在井外局部射水减少摩阻力。
全文摘要
一种双壁混凝土沉井及施工方法，用于解决提高沉井承压强度、降低施工成本问题。构成中包括混凝土外井壁、内井壁、内隔墙及保温层和封底板，内、外井壁之间由内隔墙连接，所述保温层填充在由内、外井壁及内隔墙构成的空腔中，保温层为防冻沙或炉渣。本发明方法包括浇注沉井、沉井施工、封底、回填保温层等步骤。本发明双壁混凝土沉井可以优化结构受力，承受侧压能力强，双壁的夹层中回填防冻沙或炉渣可以代替常规砌筑加汽混凝土砌块保温；双壁混凝土沉井内壁、外壁一次浇铸完成，降低了施工难度、提高了施工作业安全系数，可以大大缩短施工工期、降低施工造价。
文档编号E02D23/00GK102505702SQ20111031007
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者王永卫, 王群伟 申请人:中国化学工程第十三建设有限公司