CN210459256U - 一种双壁中空的装配式根式沉井基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双壁中空的装配式根式沉井基础，是由井筒、根键和封底组成；井筒为双壁中空的环状筒形结构物，沿径向由井筒内壁、肋墙和外壁组成，所形成的井壁间空腔沿竖向贯通，以使吸泥设备在井壁间空腔中能够下放及移动；井筒的底脚为刃脚；在井筒上、贯穿井筒内壁、肋墙和外壁并凸伸于外壁设置有根键；井筒沿竖向由底节段及若干层标准节段连接成，底节段呈刃状，形成刃脚；对于全部接高完成且下沉到位的井筒，在井筒中设置根键，随后在井筒的底部浇筑形成封底。本实用新型中主要构件均由预制构件连接而成，结构简单，可实现沉井快速精准下沉，有效降低施工难度并提高作业安全系数，利于工业化量产，经济效益明显。

Description

一种双壁中空的装配式根式沉井基础

技术领域

本实用新型涉及一种地下及水中构筑物，更具体地说尤其是一种应用在水中基础工程中的根式沉井基础。

背景技术

沉井是一种在地面上制成的、上下均敞口的空心井筒状结构，通过取除井下及井桶内的土体，依靠自重或配以助沉措施使之沉到地下某一深度的地下构筑物，广泛用于桥梁、房建、市政、矿山、水利、海洋等工程中。

随着施工工艺和设备的快速发展，基础工程施工进度已经成为制约总体工程进度的主要影响因素。沉井基础传统现场逐节浇筑或砌筑、井筒内取土下沉的方法，造成现场工作量大，下沉过程中易偏斜、作业周期长，人工及材料消耗多。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种双壁中空的装配式根式沉井基础，将传统现浇沉井改造成双壁中空的装配式结构，将根键挤扩到基础周边土体中，发挥桩***同作用，提高材料利用率，增加基础承载力，改善基础抗震性能，达到人工材料消耗少、机械设备要求低、沉井下沉精准快速、质量安全水平高、工期造价节省、环境友好、利于工业化量产、满足不同工程需要的目的。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型双壁中空的装配式根式沉井基础，其结构特点是由井筒、根键和封底组成；

所述井筒为双壁中空的环状筒形结构物，沿径向由井筒内壁、肋墙和外壁组成，且由所述井筒内壁、肋墙和外壁形成的井壁间空腔沿竖向贯通，所述井壁间空腔的空腔尺寸满足吸泥设备在所述井壁间空腔中下放及移动的需要；所述井筒的底脚为刃脚；在所述井筒上、贯穿井筒内壁、肋墙和外壁并凸伸于外壁设置有根键；

所述井筒沿竖向由底节段及若干层标准节段连接成，所述底节段呈刃状，形成所述刃脚；

对于全部接高完成且下沉到位的井筒，在所述井筒中设置根键，随后在井筒的底部浇筑形成封底；所述根键为预制钢筋混凝土构件。

本实用新型双壁中空的装配式根式沉井基础的结构特点也在于：所述底节段由若干个预制底节段块沿环向上拼装而成；所述标准节段由环向连接的标准块与井筒内壁在径向连接而成，所述标准块为外壁和肋墙一次浇筑成形的钢筋混凝土预制构件，所述井筒内壁为钢板内壁，所述钢板内壁为单节段一次加工成形，或分片加工后环向连接成形。

本实用新型双壁中空的装配式根式沉井基础的结构特点也在于：在所述预制底节段块及标准块中，均预埋有连接钢板，形成带成连接钢板的构件块，利用连接钢板在环向及竖向上使相邻的构件块能够以焊接、栓接、铆接或粘结的方式进行连接；井筒内壁在环向及竖向采用焊接或栓接的方式进行连接；标准块与井筒内壁之间在径向通过螺栓或焊接方式进行连接。

本实用新型双壁中空的装配式根式沉井基础的结构特点也在于：所述根键在井筒标准节段范围内沿竖向分层设置，相邻层的根键交错设置且穿过肋墙；在设置有根键的标准节段中，对应于根键所在位置，在所述井筒内壁、肋墙和外壁中设置有贯通的预留根键孔，所述预留根键孔的截面与根键相匹配。

本实用新型双壁中空的装配式根式沉井基础的结构特点也在于：对于全部接高完成且下沉到位的井筒，在所述井壁间空腔中放置填芯物，以增加井筒抗浮能力或增加井筒整体刚度，所述填芯物为碎石、砂砾或现浇钢筋混凝土。

本实用新型双壁中空的装配式根式沉井基础的结构特点也在于：所述井筒的横断面形状为圆形、椭圆形、矩形或圆端形。

本实用新型双壁中空的装配式根式沉井基础的结构特点也在于：在所述肋墙上开设孔洞以降低自重。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、根据圆筒计算理论，沉井最大径向应力发生在井壁外边缘，最大环向应力发生在井壁内边缘，且最大环向应力大于最大径向应力，危险点出现在井壁的内边缘；本实用新型中将井筒设置为双壁形式，井筒内壁和外壁之间用肋墙相连接，有效传力，避免应力集中；

2、本实用新型中外壁及肋墙为钢筋混凝土结构，井筒内壁使用钢板，有效提高整体刚度，两种材料均能较大程度地发挥效应；

3、本实用新型构件离散装配化、运输及施工设备小型通用化、沉井平衡精准快速下沉；根据井筒结构受力情况及吸泥设备尺寸，合理布局井筒尺寸，充分发挥不同材料的力学性能，形成经济合理受力构件，减小结构尺寸，降低材料消耗；

3、针对现场混凝土浇筑质量波动大、施工场地狭小、大型构件运输困难、水上施工风大浪急等不利因素，本实用新型采用“竖向分层、横向分块、拼接成型”的结构形式将沉井构件离散小型化，使用小型通用施工机械，现场快速拼装，确保工程安全、质量、进度可控，降低工程造价。

附图说明

图1为本实用新型剖视结构示意图；

图2为本实用新型主视示意图；

图3为本实用新型中井筒根键所在位置的标准节段横断面示意图；

图4为本实用新型中井筒不在根键位置上的标准节段横断面示意图；

图5为本实用新型中井筒底节段装配***图；

图6为本实用新型中钢板内壁单节段分块制作的井筒标准节段装配***图；

图7为本实用新型中钢板内壁单节段整体制作的井筒标准节段装配***图；

图8为本实用新型中含孔洞的肋墙立面图。

图中标号：1井筒，2根键，3封底，4底节段，4a刃脚，5标准节段，6预制底节段块， 7标准块，8内壁，9肋墙，10外壁，11井壁间空腔，12根键孔，13孔洞。

具体实施方式

参见图1、图2、图3和图4，本实施例中双壁中空的装配式根式沉井基础是由井筒1、根键2和封底3组成；井筒1为双壁中空的环状筒形结构物，沿径向由井筒内壁8、肋墙9 和外壁10组成，且由井筒内壁8、肋墙9和外壁10形成的井壁间空腔11沿竖向贯通，井壁间空腔11的空腔尺寸满足吸泥设备在井壁间空腔11中下放及移动的需要；井筒1的底脚为刃脚；在井筒1上、沿径向贯穿井筒内壁8、肋墙9和外壁10并凸伸于外壁10设置有根键2；井筒1沿竖向由底节段4及若干层标准节段5连接成，底节段4呈刃状，形成刃脚4a；对于全部接高完成且下沉到位的井筒1，在井筒1中设置根键2，随后在井筒1的底部浇筑形成封底3；根键2为预制钢筋混凝土构件。

具体实施中，相应的技术措施也包括：

如图5所示，底节段4由若干个预制底节段块6沿环向上拼装而成。

如图6和图7所示，标准节段5由环向连接的标准块7与井筒内壁8通过径向连接而成，标准块7为外壁10和肋墙9一次浇筑成形的钢筋混凝土预制构件，井筒内壁8为钢板内壁。图6中所示的钢板内壁8为分片加工后沿环向连接成形，图7所示的钢板内壁8为单节段一次加工成形。

为了实施构件之间的连接，在预制底节段块6和标准块7中，均预埋有连接钢板，形成带成连接钢板的构件块，利用连接钢板在环向及竖向上使相邻的构件块能够以焊接、栓接、铆接或粘结的方式进行连接；井筒内壁8在环向及竖向采用焊接或栓接的方式进行连接；标准块7与井筒内壁8之间在径向通过螺栓或焊接方式进行连接。

如图1、图3、图4、图6、图7和图8所示，根键2在井筒标准节段5的范围内沿竖向分层设置，相邻层的根键2交错设置且穿过肋墙9。在设置有根键2的标准节段5中，对应于根键2所在位置，在井筒内壁8、肋墙9和外壁10中设置有贯通的预留根键孔12，预留根键孔12的截面与根键2相匹配。

对于全部接高完成且下沉到位的井筒1，在井壁间空腔11中放置填芯物，以增加井筒抗浮能力或增加井筒整体刚度，填芯物为碎石、砂砾或现浇钢筋混凝土；井筒1的横断面形状可以为圆形、椭圆形、矩形或圆端形；可以在肋墙9上开设孔洞13以降低自重，如图8所示。

施工过程：

在施工现场进行地基处理，制作土胎模或设置支撑架以使预制底节段块6沿环向依次竖直放置，通过预制底节段块6中的预埋连接钢板进行环向连接，形成井筒的底节段4。

在已形成的底节段4上吊装标准块7，通过环向和竖向连接钢板与相邻标准块7进行连接，并且与井筒内壁8进行连接，完成第一层标准节段5；重复这一过程，完成井筒1中若干层标准节段5的接高、拼装并下沉；其中，图6所示的井筒内壁8为单节段分块制作的形式，在每一标准节段的拼装过程中，需要首先将各块连接为整体节段；图7所示的井筒内壁 8为单节段整体制作，在每一标准节段的拼装过程中，直接吊装其整体节段即可。

在井筒下沉过程中，将吸泥设备在竖向贯通的井壁间空腔11中下放，使吸泥设备的吸泥头抵达底节段4的刃脚位置处，对井筒底部进行吸泥操作，使井筒底节段的刃脚更易于下沉；当井筒整体拼装完成并下沉到位时，将预制的根键2置入井筒1内部，按从下到上的顺序沿根键孔12依次将根键2顶入土层中；随后，在井壁间空腔11放置填芯物，对基础底部进行清理并浇筑封底3，完成根式沉井基础的施工。

Claims (7)

1.一种双壁中空的装配式根式沉井基础，其特征是由井筒(1)、根键(2)和封底(3)组成；

所述井筒(1)为双壁中空的环状筒形结构物，沿径向由井筒内壁(8)、肋墙(9)和外壁(10)组成，且由所述井筒内壁(8)、肋墙(9)和外壁(10)形成的井壁间空腔(11)沿竖向贯通，所述井壁间空腔(11)的空腔尺寸满足吸泥设备在所述井壁间空腔(11)中下放及移动的需要；所述井筒(1)的底脚为刃脚；在所述井筒(1)上、贯穿井筒内壁(8)、肋墙(9)和外壁(10)并凸伸于外壁(10)设置有根键(2)；

所述井筒(1)沿竖向由底节段(4)及若干层标准节段(5)连接成，所述底节段(4)呈刃状，形成所述刃脚；

对于全部接高完成且下沉到位的井筒(1)，在所述井筒(1)中设置根键(2)，随后在井筒(1)的底部浇筑形成封底(3)；所述根键(2)为预制钢筋混凝土构件。

2.根据权利要求1所述的双壁中空的装配式根式沉井基础，其特征是：所述底节段(4)由若干个预制底节段块(6)沿环向上拼装而成；所述标准节段(5)由环向连接的标准块(7)与井筒内壁(8)在径向连接而成，所述标准块(7)为外壁(10)和肋墙(9)一次浇筑成形的钢筋混凝土预制构件，所述井筒内壁(8)为钢板内壁，所述钢板内壁为单节段一次加工成形，或分片加工后环向连接成形。

3.根据权利要求2所述的双壁中空的装配式根式沉井基础，其特征在于：在所述预制底节段块(6)及标准块(7)中，均预埋有连接钢板，形成带成连接钢板的构件块，利用连接钢板在环向及竖向上使相邻的构件块能够以焊接、栓接、铆接或粘结的方式进行连接；井筒内壁(8)在环向及竖向采用焊接或栓接的方式进行连接；标准块(7)与井筒内壁(8)之间在径向通过螺栓或焊接方式进行连接。

4.根据权利要求1所述的双壁中空的装配式根式沉井基础，其特征在于：所述根键(2)在井筒标准节段(5)范围内沿竖向分层设置，相邻层的根键(2)交错设置且穿过肋墙(9)；在设置有根键(2)的标准节段(5)中，对应于根键(2)所在位置，在所述井筒内壁(8)、肋墙(9)和外壁(10)中设置有贯通的预留根键孔(12)，所述预留根键孔(12)的截面与根键(2)相匹配。

5.根据权利要求1所述的双壁中空的装配式根式沉井基础，其特征在于：对于全部接高完成且下沉到位的井筒(1)，在所述井壁间空腔(11)中放置填芯物，以增加井筒抗浮能力或增加井筒整体刚度，所述填芯物为碎石、砂砾或现浇钢筋混凝土。

6.根据权利要求1所述的双壁中空的装配式根式沉井基础，其特征在于：所述井筒(1)的横断面形状为圆形、椭圆形、矩形或圆端形。

7.根据权利要求1所述的双壁中空的装配式根式沉井基础，其特征在于：在所述肋墙(9)上开设孔洞(13)以降低自重。

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