防止沉井倾斜的预控方法.pdf

本发明涉及防止沉井倾斜的预控方法。防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于它包括如下步骤：在沉井下沉之前或沉井施工中预计出会现沉井倾斜之前，在沉井内施工4～10根支撑桩，在支撑桩的顶部固定钢结构柱；当沉井施工进入容易出现沉井倾斜的土层之前，暂停进行沉井施工；先在沉井的井壁内侧下部沿同一圆周固定安装4～12个钢牛腿，然后挖土1～3.5m深，支撑梁固定安装在钢结构柱上，支撑梁的端部伸入沉井的井壁内侧的钢牛腿的下方；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到支撑梁上；将所有钢牛腿垂直上移0.5～3m并固定安装在沉井的井壁内侧，直至沉井的井壁下端下沉至底部设计标高为止；然后拆除钢牛腿、支撑梁，拆除沉井的底部设计标高之上的钢结构柱、支撑桩。该方法能对沉井倾斜进行预控。

1.  防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)、在沉井下沉之前或沉井施工中预计出会现沉井倾斜之前，在沉井内施工4～10根支撑桩，支撑桩的底端位于沉井的底部设计标高之下；在4～10根支撑桩的顶部分别固定钢结构柱；预制2～6根支撑梁；
2)、当沉井施工进入容易出现沉井倾斜的土层之前，暂停进行沉井施工；先在沉井的井壁内侧下部沿同一圆周固定安装4～12个钢牛腿，4～12个钢牛腿的下端面位于同一水平面；然后将4～10根钢结构柱挖出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下1～3.5m，再在钢牛腿的下方至钢结构柱上要安装支撑梁的土方掏出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下1～3.5m，然后再将2～6根支撑梁固定安装在4～10根钢结构柱上，2～6根支撑梁位于同一水平面，2～6根支撑梁的端部伸入沉井的井壁内侧的钢牛腿的下方；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到支撑梁上；暂停进行沉井施工；
3)拆下步骤2)中所有钢牛腿，将所有钢牛腿垂直上移0.5～3m并固定安装在沉井的井壁内侧，所有钢牛腿的下端面位于同一水平面；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到支撑梁上；暂停进行沉井施工；
4)重复步骤3)，直至沉井的井壁下端下沉至底部设计标高为止；然后拆除钢牛腿、支撑梁，拆除沉井的底部设计标高之上的钢结构柱、支撑桩。

2.  根据权利要求1所述的防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于：所述的钢结构柱由2～20节短柱组成，短柱与短柱之间采用焊接或螺栓连接；在沉井下沉2～10段后，将钢结构柱上的支撑梁拆除，分别将钢结构柱的上部拆除2～10节，然后再固定安装支撑梁；再开始沉井施工，如此往复。

3.  根据权利要求1所述的防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于：所述的支撑桩为灌注桩，先在沉井内施工灌注桩；然后在灌注桩的顶部插入钢结构柱，钢结构柱的底部固定在灌注桩的顶部。

4.  根据权利要求1所述的防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于：所述的支撑桩是钢管桩，钢结构柱与钢管桩为一体结构。

5.  根据权利要求1所述的防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于：所述的支撑梁为钢结构梁。

6.  根据权利要求1所述的防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于：所述的支撑梁为钢筋砼结构梁。

防止沉井倾斜的预控方法
技术领域
本发明属于土木建筑、市政工程领域，尤其涉及防止沉井倾斜的预控方法。
背景技术
因地质情况、开挖的不对称、沉井周边的荷载不一样等原因，沉井在下沉过程中，常出现沉井倾斜，且很难纠偏，甚至影响工程的正常进行和产生安全事故，针对沉井下沉发生倾斜的问题，传统的方法是采用不对称开挖、在沉井上部或沉井外侧采用不对称堆载的方法进行纠偏，但都是在沉井发生倾斜以后而被动采取的措施。目前，还没有预先控制沉井倾斜的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止沉井倾斜的预控方法，该方法能预控沉井倾斜现象发生。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：防止沉井倾斜的预控方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)、在沉井下沉之前或沉井施工中预计出会现沉井倾斜之前(如软土、砂层或卵石层等土中预计出会现沉井倾斜)，在沉井内施工4～10根支撑桩(根据沉井直径的大小确定，沉井直径大者取大值)，支撑桩的底端位于沉井的底部设计标高之下；在4～10根支撑桩的顶部分别固定钢结构柱；预制2～6根支撑梁；
2)、当沉井施工进入容易出现沉井倾斜的土层(如软土、砂层或卵石层等)之前，暂停进行沉井施工；先在沉井的井壁内侧下部沿同一圆周固定安装4～12个钢牛腿(钢牛腿与井壁采用焊接或螺栓固定；钢牛腿的竖向间距为0.5～3m，牛腿的数量、环向间距或水平间距根据沉井直径的大小而定，直径大者取大值；钢牛腿最好是均匀布置)，4～12个钢牛腿的下端面位于同一水平面；然后将4～10根钢结构柱挖出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下1～3.5m，再在钢牛腿的下方至钢结构柱上要安装支撑梁的土方掏出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下1～3.5m，然后再将2～6根支撑梁固定安装在4～10根钢结构柱上(可采用焊接或螺栓固定安装，支撑梁可采用平行布置，也可采用“井”或“田”字型布置等多种方式)，2～6根支撑梁位于同一水平面，2～6根支撑梁的端部伸入沉井的井壁内侧的钢牛腿的下方；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到支撑梁上[支撑梁、钢结构柱、支撑桩构成结构架，由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
3)拆下步骤2)中所有钢牛腿，将所有钢牛腿垂直上移0.5～3m并固定安装在沉井的井壁内侧(垂直上移一次为一段，即沉井下沉一段)，所有钢牛腿的下端面位于同一水平面；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到支撑梁上[由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
4)重复步骤3)，直至沉井的井壁下端下沉至底部设计标高为止；然后拆除钢牛腿、支撑梁，拆除沉井的底部设计标高之上的钢结构柱、支撑桩(可采用切割方法)。
所述的钢结构柱由2～20节短柱组成，短柱与短柱之间采用焊接或螺栓连接；在沉井下沉2～10段(层)后，将钢结构柱上的支撑梁拆除，分别将钢结构柱的上部拆除2～10节，然后再固定安装支撑梁；再开始沉井施工，如此往复。
所述的支撑桩为灌注桩，先在沉井内施工灌注桩(灌注桩的顶端位于沉井的底部设计标高，也可以高于沉井的底部设计标高)；然后在灌注桩的顶部插入钢结构柱(包含钢管)，钢结构柱的底部固定在灌注桩的顶部。
所述的支撑桩是钢管桩，钢结构柱与钢管桩为一体结构。钢管桩的上部由2～20节短钢管组成，短钢管与短钢管之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)。
所述的支撑梁为钢结构梁或为钢筋砼结构梁。支撑梁的高度为0.3～1.0m。
本发明的有益效果是：支撑梁伸入沉井井壁内的钢牛腿以下，因为支撑梁是已调平的(所有支撑梁位于同一水平面)，而每次沉井一段(梁高0.5m时是每次沉井0.5～3m)深度后，沉井都依靠钢牛腿在支撑梁上进行了调平修正，下沉另一段时，先将该层(段)的支承钢牛腿拆除，结构架不动[支撑梁、钢结构柱、支撑桩构成结构架]，下一段沉井到位后，上部的沉井井壁上的钢牛腿又会落在该结构架上，如此往复。把沉井倾斜不可控的情况变成可控，把倾斜以后纠偏变成事先进行预控(使原先传统的沉井易出现不可控的倾斜问题和沉井倾斜以后的被动纠偏的问题，变成了沉井倾斜是可控的和预先主动控制的)，避免了沉井倾斜的现象发生(该方法能预控沉井倾斜现象发生)。
为方便施工，为使结构架不至于架设得很高同时减少结构架立柱的长细比，可以在沉井下沉若干段(层)后，将结构架上的支撑梁拆除，同时也将结构架的钢结构柱拆除若干段，然后，再在沉井过程中的某一标高再安装支撑梁。
附图说明
图1是本发明实施例1的灌注桩和钢结构柱的布置图；
图2是本发明实施例1的支撑梁、灌注桩、钢结构柱、钢牛腿的布置图；
图3是图2沿A—A线的剖视图；
图4是本发明实施例11的支撑梁、钢管桩、钢牛腿的布置图；
图5是图4沿B—B线的剖视图；
图中：1—第一钢结构柱，2—第二钢结构柱，3—第三钢结构柱，4—第四钢结构柱，5—井壁，6—第一钢结构梁，7—第二钢结构梁，8—第一灌注桩，9—第二灌注桩，10-钢牛腿，11-第一钢管桩，12-第二钢管桩，13-第三钢管桩，14-第四钢管桩。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
如图1、图2、图3所示，防止沉井倾斜的预控方法，它包括如下步骤：
1)、在沉井下沉之前，先在沉井内施工第一灌注桩8、第二灌注桩9、第三灌注桩、第四灌注桩，4根灌注桩距井壁5内边0.5m距离均布(净距)，相互之间成90°，4根灌注桩的底端位于沉井的底部设计标高之下(4根灌注桩的深度应达到满足受力要求)，4根灌注桩的顶端位于沉井的底部设计标高；然后在4根灌注桩的顶部分别插入钢结构柱(钢结构柱固定在灌注桩的顶部，分别为第一钢结构柱1、第二钢结构柱2、第三钢结构柱3、第四钢结构柱4)；钢结构柱由10节短柱组成，短柱与短柱之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)；准备2根支撑梁，支撑梁采用钢结构梁(先预制好，即第一钢结构梁6、第二钢结构梁7)；
2)当沉井施工进入容易出现沉井倾斜的土层(如软土、砂层或卵石层等)之前，暂停进行沉井施工；先在沉井的井壁内侧下部沿同一圆周固定安装4个钢牛腿10(钢牛腿采用焊接或螺栓与井壁固定，沿井壁5均布)，4个钢牛腿的下端面位于同一水平面；然后将4根钢结构柱挖出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下2.5m(支撑梁的高度为0.5m)，再在钢牛腿的下方至钢结构柱要安装钢结构梁的土方掏出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下2.5m，再将2根钢结构梁(第一钢结构梁6、第二钢结构梁7)固定安装在4根钢结构柱上(可采用焊接或螺栓固定安装，钢结构梁采用平行布置；第一钢结构梁6固定安装在第一钢结构柱1、第二钢结构柱2上，第二钢结构梁7固定安装在第三钢结构柱3、第四钢结构柱4上)，2根钢结构梁的上端面位于同一水平面，2根钢结构梁的端部伸入沉井的井壁内侧对应的钢牛腿的下方；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到钢结构梁上[钢结构梁、钢结构柱、灌注桩构成结构架，由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
3)拆下步骤2)所有钢牛腿，将所有钢牛腿垂直上移2m固定安装在沉井的井壁内侧，所有钢牛腿的下端面位于同一水平面；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到钢结构梁上[由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
4)重复步骤3)，直至沉井的井壁下端下沉至沉井底部的设计标高为止；然后拆除钢牛腿、钢结构梁和钢结构柱(卸去螺栓，也可采用切割)，浇筑沉井底板砼。
实施例2：
与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤3)将所有钢牛腿垂直上移0.5m固定安装在沉井的井壁内侧。
实施例3：
与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤3)将所有钢牛腿垂直上移3m固定安装在沉井的井壁内侧。
实施例4：
与实施例1基本相同，不同之处在于：钢牛腿为8个，钢结构梁为4根。
实施例5：
与实施例1基本相同，不同之处在于：灌注桩为6根，钢牛腿为12个，钢结构梁为6根。
实施例6：
与实施例1基本相同，不同之处在于：钢结构柱由2节短柱组成，短柱与短柱之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)。
实施例7：
与实施例1基本相同，不同之处在于：在沉井下沉5段(层)后，将钢结构柱上的钢结构梁拆除，将钢结构柱的上部拆除5节，然后再安装钢结构梁；再开始沉井施工，如此往复。
实施例8：
与实施例1基本相同，不同之处在于：钢结构柱由20节短柱组成，短柱与短柱之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)；在沉井下沉10段(层)后，将钢结构柱上的钢结构支撑梁拆除，将钢结构柱的上部拆除10节，然后再安装钢结构梁；再在沉井下沉10段(层)后，将钢结构柱上的钢结构支撑梁拆除，将钢结构柱的上部拆除10节，然后再安装钢结构支撑梁。
实施例9：
与实施例1基本相同，不同之处在于：所述的支撑梁采用钢筋砼结构梁。
实施例10：
与实施例1基本相同，不同之处在于：4根灌注桩的顶端高于沉井的底部设计标高，在浇筑沉井底板砼前，拆除沉井底部的设计标高以上的灌注桩。
实施例11：
如图4、图5所示，防止沉井倾斜的预控方法，它包括如下步骤：
1)、钢结构柱与钢管桩为一体结构(将钢管桩和钢结构柱一体化施工)；在沉井下沉之前，先在沉井内施工第一钢管桩11、第二钢管桩12、第三钢管桩13、第四钢管桩14，4根钢管桩距井壁5内边0.5m距离均布(净距)，相互之间成90°，4根钢管桩的底端位于沉井的底部设计标高之下，4根钢管桩的上部位于沉井的底部设计标高之上；4根钢管桩的上部分别由10节短钢管组成，短钢管与短钢管之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)。准备2根支撑梁，支撑梁采用钢结构梁(先预制好，即第一钢结构梁6、第二钢结构梁7)；
2)当沉井施工进入容易出现沉井倾斜的土层(如软土、砂层或卵石层等)之前，暂停进行沉井施工；先在沉井的井壁内侧下部沿同一圆周固定安装4个钢牛腿10(钢牛腿采用焊接或螺栓与井壁固定，沿井壁5均布)，4个钢牛腿的下端面位于同一水平面；然后将4根钢管桩挖出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下2.5m(支撑梁的高度为0.5m)，再在钢牛腿的下方至钢管桩要安装钢结构梁的土方掏出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下2.5m，再将2根钢结构梁(第一钢结构梁6、第二钢结构梁7)固定安装在4根钢管桩上(可采用焊接或螺栓固定安装，钢结构梁采用平行布置：第一钢结构梁6固定安装在第一钢管桩11、第二钢管桩12上，第二钢结构梁7固定安装在第三钢管桩13、第四钢管桩14上)，2根钢结构梁的上端面位于同一水平面，2根钢结构梁的端部伸入沉井的井壁内侧对应的钢牛腿的下方；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到钢结构梁上[钢结构梁、钢管桩构成结构架，由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
3)拆下步骤2)所有钢牛腿，将所有钢牛腿垂直上移2m固定安装在沉井的井壁内侧，所有钢牛腿的下端面位于同一水平面；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到钢结构梁上[由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
4)重复步骤3)，直至沉井的井壁下端下沉至沉井底部的设计标高为止；然后拆除钢牛腿、钢结构梁(卸去螺栓，也可采用切割)，拆除沉井底部的设计标高以上的钢管桩(可采用切割)，最后浇筑沉井底板砼。
实施例12：
与实施例11基本相同，不同之处在于：第一钢管桩11、第二钢管桩12、第三钢管桩13、第四钢管桩14的上部分别由2节短钢管组成，短钢管与短钢管之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)。
实施例13：
与实施例11基本相同，不同之处在于：第一钢管桩11、第二钢管桩12、第三钢管桩13、第四钢管桩14的上部分别由20节短钢管组成，短钢管与短钢管之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)。
实施例14：
防止沉井倾斜的预控方法，它包括如下步骤：
1)、在沉井施工中预计出会现沉井倾斜之前(如软土、砂层或卵石层等)，先在沉井内施工第一灌注桩、第二灌注桩、第三灌注桩、第四灌注桩、第五灌注桩、第六灌注桩，6根灌注桩距井壁内边1.0m(净距)距离布置，6根灌注桩的底端位于沉井的底部设计标高之下，6根灌注桩的顶端位于沉井的底部设计标高；然后在6根灌注桩的顶部分别插入钢结构柱(钢结构柱固定在灌注桩的顶部，分别为第一钢结构柱、第二钢结构柱、第三钢结构柱、第四钢结构柱、第五钢结构柱、第六钢结构柱)；钢结构柱由20节短柱组成，短柱与短柱之间采用螺栓连接(如接头采用法兰盘，由螺栓连接)；准备6根支撑梁，支撑梁采用钢结构梁(先预制好，即第一钢结构梁、第二钢结构梁、第三钢结构梁、第四钢结构梁、第五钢结构梁、第六钢结构梁)；
2)、当沉井施工将要进入容易出现沉井倾斜的土层时(如软土、砂层或卵石层等)，暂停进行沉井施工；先在沉井的井壁内侧下部沿同一圆周固定安装12个钢牛腿(钢牛腿采用焊接或螺栓与井壁固定)，12个钢牛腿的下端面位于同一水平面；然后将6根钢结构柱挖出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下2.5m(支撑梁的高度为0.5m)，再在钢牛腿的下方至钢结构柱要安装钢结构梁的土方掏出至该容易出现沉井倾斜的土层上表面以下2.5m，再将6根钢结构梁安装在6根钢结构柱上(可采用焊接或螺栓固定安装)，6根钢结构梁的上端面位于同一水平面，6根钢结构梁的端部伸入沉井的井壁内侧对应的12个钢牛腿的下方；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到钢结构梁上[钢结构梁、钢结构柱、含灌注桩构成结构架，由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
3)拆下步骤2)所有钢牛腿，将所有钢牛腿垂直上移2m固定安装在沉井的井壁内侧，所有钢牛腿的下端面位于同一水平面；再开始沉井施工，直到沉井下沉至钢牛腿落到钢结构梁上[由于结构架是已调平的，而沉井落在此水平的结构架上，对沉井进行了调平和控制]；暂停进行沉井施工；
4)重复步骤3)，直至沉井的井壁下端下沉至底部设计标高为止；然后拆除钢牛腿、钢结构梁和钢结构柱(卸去螺栓，也可采用切割)，最后浇筑沉井的底板砼。