[发明专利]一种沉井结构及其施工方法

说明书

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；

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。

附图说明

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，在下沉时可均匀取土，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。