[发明专利]一种新型陆域沉井助沉系统

说明书

技术领域

本发明属于地下基础建筑结构及施工方法，具体涉及一种新型陆域沉井助沉系统。

背景技术

沉井作为一种成熟的基础形式在土建领域应用广泛，施工过程中主要依靠重力克服浮力和井周摩阻力下沉。助沉系统主要通过有效减小井周摩阻力，增大下沉的动力，使沉井顺利下沉。在国内外已实施的陆域沉井中，出现并使用过的助沉方法有：全截面内凹、空气幕、泥浆套、井周回填矿渣、井周射水、井上压重等。目前在大型陆域沉井助沉系统设计中，均综合了上述部分助沉措施，但在实际施工过程中，效果并不显著，致使沉井下沉困难，大大增加了工程风险，导致工期延长并大幅增加能耗。

空气幕助沉技术是目前较为普遍使用的一种沉井助沉方法，传统的空气幕助沉技术是通过设置在沉井井壁内的管道和井壁表面的气龛将压缩空气喷出，在井壁外侧形成空气幕墙，隔绝井壁和原状土的联系，以期大幅度降低井周摩阻力。从以往的使用效果来看，由于压缩气体总是沿着土体最薄弱的裂隙或通道涌向地表，并非完全贴井壁上升形成空气幕墙，因此助沉效果有限且功效较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种新型陆域沉井助沉系统-砂套，使大型陆域沉井顺利下沉、降低工程风险、缩短工期并减小能耗。

本发明的技术方案如下：一种新型陆域沉井助沉系统，包括由压风设备和井壁中预埋管道组成的空气幕系统，其特点是，在除首节沉井外的井壁四周沿高度方向设置有若干齿坎状结构，相邻的两条齿坎之间形成井壁凹槽；沉井四周堆放有回填砂，回填砂随沉井下沉逐步回填，在井壁凹槽范围内隔绝井壁与原状土的直接接触形成砂套，空气幕系统的压缩气体扩散范围在砂套的约束下紧贴井壁形成。

进一步，如上所述的新型陆域沉井助沉系统，其中，在沉井井壁的每边设置有1～3个齿坎。

进一步，如上所述的新型陆域沉井助沉系统，其中，所述的井壁凹槽的底边距沉井刃脚的距离为4～10米；凹槽的内凹深度大于40厘米。

进一步，如上所述的新型陆域沉井助沉系统，其中，沉井四周堆放的回填砂的高度为1～2米。

进一步，如上所述的新型陆域沉井助沉系统，其中，空气幕系统的压缩气体扩散范围在井壁四周的40～70厘米范围内。

本发明的有益效果如下：本发明通过设置在除首节沉井外的井壁四周齿坎状构造与井周土体紧密接触形成导向和砂回填区，使堆放在沉井四周的砂随沉井下沉逐步回填，松散的回填砂在井壁凹槽范围内隔绝井壁与原状土的直接接触，形成完全透水性砂层，既避免了沉井下沉过程中的大幅摇摆，又大大减小了井周摩阻力。同时，砂套约束了压缩气体的扩散范围，使空气幕紧贴井壁形成，大幅提高了空气幕的功效，降低了能耗，助沉效果非常显著。

附图说明

图1为1/2沉井的立体结构示意图；

图2-1为沉井的顺向剖面图；

图2-2为沉井的横向剖面图；

图3为图2-1中1/2A-A、1/2B-B横断面图；

图4为图2-1中1/2C-C、1/2D-D横断面图；

图5为井壁齿坎构造示意；

图6为图5中E-E断面砂套构造示意图。

图中，1.沉井井壁 2.齿坎 3.井壁凹槽(砂回填区) 4.首节沉井 5.沉井顶板 6.封底砼 7.砂套 8.原状土 9.空气幕龛 10.压缩空气通道

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明所提供的导向助沉系统包括三部分：具导向作用并形成砂回填区的齿坎状外井壁、回填砂、空气幕系统。

空气幕系统是目前较为普遍使用的一种公知的沉井助沉技术，由压风设备和井壁中预埋管道、气龛组成，井壁中的预埋管道包括竖管和环形管，喷气孔设置在环形管上。

如图1所示，在除首节沉井4以外的沉井井壁1四周沿高度方向设置有若干齿坎状结构，相邻的两条齿坎2之间形成井壁凹槽(砂回填区)3。在沉井井壁的每边设置有1～3个齿坎，井壁凹槽的底边距沉井刃脚的距离为4～10米，凹槽的内凹深度大于40厘米，一般为40～70厘米范围内。刃脚是沉井构造中井壁下端的斜形尖利部分，用以切土下沉，在图2-1和图2-2中可以较清楚的看到井壁刃脚的结构。图2-1为沉井的顺向剖面图，图中上部为沉井顶板5，下部为封底砼6。图2-2为沉井的横向剖面图，图中上部为沉井顶板5，下部为封底砼6。如图3、图4所示，1/2A-A、1/2B-B横断面图中可以看到齿坎2和井壁凹槽3的结构；1/2C-C、1/2D-D横断面图为首节沉井4的断面，所以无齿坎2和井壁凹槽3的结构。