[发明专利]一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础及其施工方法

说明书

本发明公开了一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础及其施工方法，包括下部的首节部分预应力混凝土沉井段和位于其上的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段，首节部分预应力混凝土沉井段（1）采用部分预应力混凝土结构，布置有预应力钢束的中部纵横向内隔墙形成部分预应力“十字”梁,该“十字梁”与同样布置预应力的井墙形成能有效抵御复杂的受力工况的部分预应力混凝土“梁格”，首节沉井下沉至指定位置，再接高后续各个标准节段并依次下沉至指定位置，直至完成终沉。本发明提高了采用“大锅底”开挖下沉中沉井结构安全性与抗开裂性能，特别适用于4000‑10000m²的大型矩形、圆形、椭圆形、端圆形沉井基础。

技术领域

本发明涉及大型桥梁基础结构技术领域，特别是涉及一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础及其施工方法。

背景技术

目前工程上常用的沉井有钢沉井、钢壳混凝土、低标号的钢筋混凝土沉井等，对于大型桥梁沉井基础，随着沉井平面面积的增加，沉井下地基土不均匀性的影响越发显著，施工过程中受力复杂，开裂等问题显著增加。大型沉井基础若采用传统的“大锅底”开挖下沉时，由于其相对高度小而竖向抗弯刚度较小（大型沉井巨大的平面尺寸更加剧了此效应），沉井结构在自重作用下隔墙底部混凝土结构受力很大，会发生大范围开裂现象，危及沉井结构的安全并影响其耐久性。因此，如何对4000-10000m²的大型矩形、圆形、椭圆形、端圆形沉井基础，尤其是采用 “大锅底”开挖下沉沉井基础进行抗裂设计成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础及其施工方法，能提高4000-10000m²的大型矩形、圆形、椭圆形、端圆形沉井基础采用“大锅底”开挖下沉中沉井结构安全性与抗开裂性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种超大平面面积部分预应力混凝土沉井基础，它包括下部的首节部分预应力混凝土沉井段和位于其上的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段，其中，首节部分预应力混凝土沉井段采用部分预应力混凝土结构，该结构由布置在沉井四周的井墙和纵横交叉布置在沉井中部的内隔墙组成，其中，所述井墙和内隔墙均采用C40-C60高强度等级混凝土配合后张法预应力体系，井墙和内隔墙中设置有预应力钢束, 布置有预应力钢束的中部纵横向内隔墙形成部分预应力“十字”梁, 该“十字梁”与同样布置预应力的四周井墙形成能有效抵御复杂的受力工况的部分预应力混凝土“梁格”。

所述的首节部分预应力混凝土沉井段的底部设置有钢刃脚，首节部分预应力混凝土沉井段的中上部设置有双凸缘构造。

所述的首节部分预应力混凝土沉井段在矩形沉井首节四角点支撑、圆形沉井首节四点支撑、端圆形或椭圆形园端部支撑的工况下，其井墙的预应力度为允许拉应力但不开裂，对应为A类预应力构件，内隔墙预应力度为允许开裂但裂缝宽度不超限，对应为B类预应力构件。

所述的接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段的预应力混凝土沉井结构或者钢筋混凝土沉井结构由布置在沉井四周的井墙和布置在沉井中部的内隔墙组成，接高部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土沉井段的井墙和内隔墙分别与首节部分预应力混凝土沉井段的井墙和内隔墙匹配，其中，预应力混凝土沉井结构的井墙和内隔墙中根据沉井结构需要设置或不设置预应力钢束。

所述的首节部分预应力混凝土沉井段四周井墙底部的外包钢刃脚为内侧单斜坡刃脚，内隔墙底部的外包钢刃脚为两侧斜坡刃脚，首节部分预应力混凝土沉井段四周井墙和内隔墙底部的外包钢刃脚均采外包1-3cm厚的钢板的钢筋混凝土结构，该外包钢板内侧焊接普通钢筋或搭接加强钢板与内部混凝土钢筋网相连。