[发明专利]一种加固沉井封底的装置及其应用方法

说明书

本发明公开了一种加固沉井封底的装置及其应用方法，包括若干个加固杆和封底加固层；加固杆位于封底加固层中；所述加固杆侧边布置有柔性壁囊，柔性壁囊布设有应力测量系统，加固沉井封底的装置布设有应力测量系统和位移监测系统。本发明的有益效果是防止封底与沉井侧壁发生相对位移，同时预警地下水对沉井封底加固层压力过大。

技术领域

本发明属于岩土工程研究领域,尤其涉及一种加固沉井封底的装置。

背景技术

沉井基础是地下结构物的一种形式，其特点是先在地表制作井筒状的沉井，然后在井内持续挖土使沉井在自重作用下逐渐下沉至指定标高，然后封底。封底可以防止地下水流入沉井中。在地下水丰富的地区采用沉井基础时，为了平衡地下的承压水的影响，通常采用导管法浇筑混凝土进行封底，但是若承压水压力过大会造成封底困难。

发明内容

本发明为了克服承压水压力过大造成沉井封底困难的问题，防止封底与沉井侧壁发生相对位移，预警地下水对沉井封底加固层压力过大，本发明提供了一种加固沉井封底的装置。

本发明的技术方案：一种加固沉井封底的装置，包括若干个加固杆和封底加固层；加固杆位于封底加固层中；所述加固杆侧边布置有柔性壁囊，加固杆中有管道，管道第一端口位于加固杆顶面且第二端口与柔性壁囊联通，从第一端口可以注入可固化浆液，可固化浆液从第二端口流出进入柔性壁囊并将柔性壁囊充满，充满可固化浆液后鼓起展开的柔性壁囊位于沉井侧壁的下方且一部分位于封底加固层中而另一部分位于土层中，所述柔性壁囊内的可固化浆液凝结硬化后可以防止封底加固层与沉井侧壁发生相对位移。

优选的，所述封底加固层为混凝土层或水泥土搅拌层。

优选的，所述可固化浆液为水玻璃与氯化钙的混合溶液。

优选的，柔性壁囊布设有应力测量系统，所述应力测量系统包含若干个应力测量单元、电容检测系统和数据采集分析系统，所述应力测量单元包含第一金属片和第二金属片，所述第一金属片和第二金属片分别与电容检测系统连接，电容检测系统与数据采集分析系统连接，电容检测系统实时监测第一金属片和第二金属片间的电容变化，然后由数据采集分析系统由电容变化计算第一金属片和第二金属片间的压力，所述第一金属片贴于柔性壁囊外侧，所述第二金属片贴于柔性壁囊内侧，所述第一金属片和第二金属片间夹持有柔性壁囊的侧壁。当第一金属片受到土层或封底加固层的压力时，第一金属片和第二金属片间夹持的柔性壁囊的侧壁厚度发生改变，这时第一金属片和第二金属片间测量得到的电容会发生相应改变，通过测量第一金属片和第二金属片间的电容可以得到第一金属片和第二金属片间的压力。

优选的，所述加固沉井封底的装置安装有位移监测系统，所述位移监测系统包含弹性波接收片和弹性波发射片，所述弹性波发射片位于沉井底部，所述弹性波接收片位于完全鼓起展开的柔性壁囊的上表面，所述弹性波接收片和弹性波发射片分别和数据采集分析系统连接。通过监测弹性波接收片和弹性波发射片之间弹性波的波速来测算柔性壁囊上表面与沉井底部的位移。优选的，所述弹性波接收片和弹性波发射片为压电陶瓷制成。

一种加固沉井封底的装置的应用方法，包括下述步骤：

步骤1：设第一金属片和第二金属片间的距离δ，第一金属片和第二金属片间的压力为F，通过压缩试验得到距离δ和压力F的关系曲线；

步骤2：在沉井下沉到预定位置时，在沉井底部制作封底加固层，封底加固层可以为混凝土浇筑而成或者为水泥和土搅拌而成；

步骤3：在封底加固层凝结硬化前且具有流动性时，将加固杆插入封底加固层，从加固杆的第一端口可以注入可固化浆液，可固化浆液从第二端口流出进入柔性壁囊并将柔性壁囊充满，充满可固化浆液后鼓起展开的柔性壁囊内位于沉井侧壁的下方且一部分位于封底加固层中而另一部分位于土层中，所述柔性壁囊内的可固化浆液凝结硬化后可以防止封底加固层与沉井侧壁发生相对位移；

步骤4：实时监测柔性壁囊受到的土压力以及位移：