一种沉井不排水下沉施工方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112252349 A(43)申请公布日 2021.01.22

(21)申请号 202010950466.3(22)申请日 2020.09.11

(71)申请人 北京市市政二建设工程有限责任公

司

地址 100032 北京市西城区阜外北礼士路

北营房北街9号(72)发明人 逯平　陈永华　王晔　赵昕　

张艳华　齐丽勇　温振寰　(51)Int.Cl.

E02D 23/00(2006.01)E02D 23/08(2006.01)E02D 23/14(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页

(54)发明名称

一种沉井不排水下沉施工方法

(57)摘要

本申请涉及一种沉井不排水下沉施工方法，包括以下步骤：S1、沿着沉井四周布设射水管，向沉井四周土体高压喷水，将沉井侧壁区域的土体切割、软化；S2、向沉井内高压喷水，使高压水冲切沉井底部土体，将沉井底部冲挖成中心下凹的锅底形状，并且使土体和水混合形成泥浆，然后将泥浆抽排出沉井外，沉井在刃脚处挤土下沉；S3、沉井每下沉一段距离，利用分段注水的方式，通过射水管向沉井新下沉区域的土体进行高压喷水；S4、沉井下沉到设计位置后，通过射水管利用后退式分段注浆的方式向沉井外土体进行注浆，对沉井外土体进行加固；S5、对沉井底部进行混凝土封底。本申请采用不排水下沉的施工方法，能够减少沉井下沉时发生倾斜、突沉、涌水的问题。

CN 112252349 ACN 112252349 A

权　利　要　求　书

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1.一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、沿着沉井四周布设射水管，采用分段注水的方式，向沉井四周土体高压喷水，将沉井侧壁区域的土体切割、软化；

S2、向沉井内高压喷水，使高压水冲切沉井底部土体，将沉井底部冲挖成中心下凹的锅底形状，并且使土体和水混合形成泥浆，然后将泥浆抽排出沉井外，沉井在刃脚处挤土下沉；

S3、沉井每下沉一段距离，利用分段注水的方式，通过射水管向沉井新下沉区域的土体进行高压喷水；

S4、沉井下沉到设计位置后，通过射水管利用后退式分段注浆的方式向沉井外土体进行注浆，对沉井外土体进行加固；

S5、对沉井底部进行混凝土封底。

2.根据权利要求1所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：所述射水管靠近沉井侧壁的一半管壁上开设射水孔。

3.根据权利要求2所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：所述射水孔沿着射水管的周向间隔开设多个，且沿着射水管的长度方向开设多行，每行相邻射水孔间距5-10mm，相邻每行射水孔之间间距10-15mm，所述射水孔的直径为1mm。

4.根据权利要求1所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：步骤S1中分段注水具体为在射水管内插入注浆管，注浆管插入射水管的一端间隔套设有密封塞，密封塞滑动密封在射水管内，高压水通过注浆管上的出浆孔在射水管指定区域喷出。

5.根据权利要求1所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：步骤S2中保持沉井内水位在地下水位线以上。

6.根据权利要求1所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：步骤S2中沉井底部中央冲刷深度不超过1.0m，沉井四周刃脚土埂宽度80cm。

7.根据权利要求1所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：步骤S3中沉井每下沉1-2m，利用分段注水的方式，通过射水管向沉井新下沉区域的土体进行高压喷水。

8.根据权利要求4所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：步骤S4中利用注浆管对土体进行注浆。

9.根据权利要求8所述的一种沉井不排水下沉施工方法，其特征在于：注浆浆液为水泥-水玻璃双浆液。

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一种沉井不排水下沉施工方法

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技术领域

[0001]本申请涉及沉井施工的领域，尤其是涉及一种沉井不排水下沉施工方法。背景技术

[0002]沉井是水中施工常用的一种施工工艺。在桥梁基础施工中居多，有方形、圆形、椭圆形等形式，施工时提前浇筑首节，凝固后掏空下方，混凝土块开始下沉，随后继续浇筑上方，完成后再掏空，依次循环，直至开挖到基础底部。[0003]传统的沉井排水下沉在土质差、含水量高的大型沉井下沉过程中，经常出现倾斜、突沉和井底涌水、涌砂等事故。因此，设计一种沉井不排水下沉施工方法，以防止上述事故发生，同时提高沉井下沉施工效率，成为所述技术领域技术人员亟待解决的技术问题。发明内容

[0004]为了解决传统的沉井排水下沉法，经常出现沉井倾斜、突沉、涌水的技术问题，本申请提供一种沉井不排水下沉施工方法。

[0005]本申请提供的一种沉井不排水下沉施工方法，采用如下的技术方案：

一种沉井不排水下沉施工方法，包括以下步骤：S1、沿着沉井四周布设射水管，采用分段注水的方式，向沉井四周土体高压喷水，将沉井侧壁区域的土体切割、软化；

S2、向沉井内高压喷水，使高压水冲切沉井底部土体，将沉井底部冲挖成中心下凹的锅底形状，并且使土体和水混合形成泥浆，然后将泥浆抽排出沉井外，沉井在刃脚处挤土下沉；

S3、沉井每下沉一段距离，利用分段注水的方式，通过射水管向沉井新下沉区域的土体进行高压喷水；

S4、沉井下沉到设计位置后，通过射水管利用后退式分段注浆的方式向沉井外土体进行注浆，对沉井外土体进行加固；

S5、对沉井底部进行混凝土封底。[0006]通过采用上述技术方案，本申请利用不排水下沉法，在沉井下沉过程中，保证沉井内外水压，减少在沉井下沉过程中出现涌水、涌砂等问题；此外，在沉井开始下沉之前，围绕着沉井设置射水管，提前对沉井壁外土壤进行切割软化，减少沉井外土对沉井下沉时的阻力，使沉井受外部阻力影响小，使其能够均匀下沉；然后利用高压喷水和泥浆泵抽排配合实现沉井不排水下沉，提高沉井下沉的效率以及保证沉井均匀下沉；

而且，由于射水管喷水对沉井外土体扰动和软化，致使土体和沉井之间的摩擦力减小，在沉井下沉到设计位置后，土体对沉井的固定能力减弱，很容易导致沉井持续下沉，导致下沉量超出设计范围，因此在沉井下沉完成之后，通过射水管向扰动土体中注浆，使土体快速凝固、密实，增加沉井与土体的咬合能力，增加土体和沉井之间的摩擦力，提高土体对沉井的固定能力，减少沉井自下沉量。

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优选的，所述射水管靠近沉井侧壁的一半管壁上开设射水孔。

[0008]通过采用上述技术方案，在射水管靠近沉井的一侧开设射水孔，避免在进行土体软化时，对射水管四周全部进行软化，造成沉井下沉时连带射水管四周土体一起移动。[0009]优选的，所述射水孔沿着射水管的周向间隔开设多个，且沿着射水管的长度方向开设多行，每行相邻射水孔间距5-10mm，相邻每行射水孔之间间距10-15mm，所述射水孔的直径为1mm。

[0010]通过采用上述技术方案，1mm的射水孔满足向外喷水的要求，并且能够避免射水管外的土堵塞射水管；此外控制喷水量，避免喷水过多土体过度软化，对沉井下沉造成影响。[0011]优选的，步骤S1中分段注水具体为在射水管内插入注浆管，注浆管插入射水管的一端间隔套设有密封塞，密封塞滑动密封在射水管内，高压水通过注浆管上的出浆孔在射水管指定区域喷出。

[0012]通过采用上述技术方案，通过注浆管对射水管进行定点喷水，避免软化过的土体多次喷水软化，造成土体过度软化，对沉井下沉造成影响。[0013]优选的，步骤S2中保持沉井内水位在地下水位线以上。[0014]通过采用上述技术方案，避免沉井外的砂石、泥水向沉井内流动，造成沉井下沉倾斜、涌砂、涌水现象。[0015]优选的，步骤S2中沉井底部中央冲刷深度不超过1.0m，沉井四周刃脚土埂宽度80cm。

[0016]通过采用上述技术方案，保证沉井均匀、稳定下沉。[0017]优选的，步骤S3中沉井每下沉1-2m，利用分段注水的方式，通过射水管向沉井新下沉区域的土体进行高压喷水。

[0018]通过采用上述技术方案，避免沉井下沉过多，未软化土体和沉井之间的摩擦力过大，造成沉井受力不均匀，下沉发生倾斜。[0019]优选的，步骤S4中利用注浆管对土体进行注浆。[0020]通过采用上述技术方案，注水、注浆采用注浆管，操作方便。[0021]优选的，注浆浆液为水泥-水玻璃双浆液。[0022]通过采用上述技术方案，通过射水管向扰动土体中喷射水泥水玻璃双浆液，使土体快速凝固、密实并且双浆液将土体和沉井之间粘连，增加沉井与土体的咬合能力，增加土体和沉井之间的摩擦力，提高对沉井的固定能力，减少沉井自下沉量。[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请在沉井开始下沉之前，围绕着沉井设置射水管，提前对沉井壁外土壤进行切割软化，减少沉井外土对沉井下沉时的阻力，使沉井受外部阻力影响小，使其能够均匀下沉；然后利用高压喷水和泥浆泵抽排配合实现沉井不排水下沉，提高沉井下沉的效率以及保证沉井均匀下沉。[0024]此外，由于射水管喷水对沉井外土体扰动和软化，致使土体和沉井之间的摩擦力减小，在沉井下沉到设计位置后，土体对沉井的固定能力减弱，很容易导致沉井持续下沉，导致下沉量超出设计范围，因此在沉井下沉完成之后，通过射水管向扰动土体中喷射水泥水玻璃双浆液，使土体快速凝固、密实并且双浆液将土体和沉井之间粘连，增加沉井与土体的咬合能力，增加土体和沉井之间的摩擦力，提高对沉井的固定能力，减少沉井自下沉量。

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具体实施方式

[0025]以下对本申请作进一步详细说明。

[0026]本申请实施例公开一种沉井不排水下沉施工方法。沉井不排水下沉施工方法，包括以下步骤：

S1、沿着沉井四周钻孔并向钻孔内打入射水管，射水管打至沉井设计底标高为止。射水管靠近沉井侧壁的一半管壁上开设有射水孔，射水孔沿着射水管的周向开设多个，且沿着射水管的长度方向开设多行，每行相邻射水孔间距5-10mm，相邻每行射水孔之间间距10-15mm，射水孔的直径为1mm，1mm的射水孔满足向外喷水的要求，并且能够避免射水管外的土堵塞射水管；此外控制喷水量，避免喷水过多土体过度软化，对沉井下沉造成影响。[0027]喷水：采用分段注水的方式，在沉井壁区域注水，注水时采用高压注水，注水压力不低于1.2Mpa，使高压水从射水孔中喷出，对沉井外的土体进行切割扰动，将土体软化，减少沉井与周围土体之间的摩擦力，便于沉井均匀下沉。具体的，在射水管内插入注浆管，注浆管插入射水管的一端间隔套设有密封塞，密封塞设置在射水管内能够将射水管进行密封，并且注浆管位于两个密封塞之间的区域开设有多个出浆孔，将注浆管插至待喷水区域，进行高压喷水即可。[0028]S2、向沉井内高压注水，使沉井内水位保持在地下水位线以上，防止沉井内部压力偏小，外部泥浆混合物大量涌入沉井内，注水压强不低于1.2Mpa。将高压水通过水枪喷头冲切沉井底部土体，使土体与水混合形成泥浆，利用泥浆泵将泥浆排出沉井外。水枪喷头冲切土体时，将沉井底部冲挖成中心下凹的半椭球体形（即将沉井底部冲挖成中心下凹的大锅底形状），沉井底部中央冲刷深度不超过1.0m，沉井底部四周刃脚土埂保持80cm，同时控制高压水枪注入沉井内的水量与泥浆泵的抽泥浆量一致。水枪喷头冲刷时，使沉井在刃脚处挤土下沉。[0029]S3、沉井每下沉1-2m，利用分段注水的方式，通过射水管向沉井新下沉区域的土体进行喷水，对土体进行切割、软化。重复步骤S3继续沉井下沉。[0030]S4、沉井下沉到位后，保持井内水位高于地下水位线，确定封底混凝土厚度，对底板下土体冲挖至封底厚度要求的深度，安排潜水员下底摸排、冲洗与封底混凝土接触刃脚面泥浆，清理结束后进行8小时的连续观察。[0031]在观察期间，采用后退式分段注浆的方式，通过注浆管对沉井壁区域土体进行高压注浆，浆液采用水泥-水玻璃双浆液，增加水泥浆液的凝固效率，对沉井外壁土体进行加固，增加土体与沉井之间的摩擦力，减少沉井自下沉量。[0032]S5、当下沉量小于10mm时，往沉井内抛填25cm-30cm厚的碎石垫层，采用导管法向沉井内浇筑水下混凝土进行封底。

[0033]本申请在沉井开始下沉之前，围绕着沉井设置射水管，提前对沉井壁外土壤进行切割软化，减少沉井外土对沉井下沉时的阻力，使沉井受外部阻力影响小，使其能够均匀下沉；然后利用高压喷水和泥浆泵抽排配合实现沉井不排水下沉，提高沉井下沉的效率以及保证沉井均匀下沉。[0034]此外，由于射水管喷水对沉井外土体扰动和软化，致使土体和沉井之间的摩擦力减小，在沉井下沉到设计位置后，土体对沉井的固定能力减弱，很容易导致沉井持续下沉，导致下沉量超出设计范围，因此在沉井下沉完成之后，通过射水管向扰动土体中喷射水泥

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水玻璃双浆液，使土体快速凝固、密实并且双浆液将土体和沉井之间粘连，增加沉井与土体的咬合能力，增加土体和沉井之间的摩擦力，提高对沉井的固定能力，减少沉井自下沉量。[0035]以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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