[发明专利]一种装配式沉井结构及其施工方法

权利要求书

1.一种装配式沉井结构，所述沉井结构由井壁结构及底板结构组成，其特征在于：所述井壁结构由多段环形结构竖向拼接组成；每一段环形结构由多个预制井片结构首尾相连封闭组成；所述预制井片结构内部设置有横向预留孔道及纵向预留孔道；横向预留孔道内能够容纳横向连接构件，所述横向连接构件能够将单独的一段环形结构内的多个预制井片结构拉紧并锁定；纵向预留孔道内能够容纳纵向连接构件，所述纵向连接构件能够将纵向分布的多段环形结构拉紧并锁定；当沉井结构深度较大时，将沉井结构分段，每段由一个或多个环形结构组成，每一分段内的环型结构相互连接固定，每一分段之间设置承台结构，所述承台结构上下对称，在承台结构之间放置千斤顶，所述千斤顶在施工时起到向下顶推预制井片结构的作用；相邻预制井片结构通过横向连接构件及纵向连接构件的连接，形成完整牢固的井壁结构；所述底板结构为现浇钢筋混凝土结构，当所述井壁结构下沉到设计深度后进行底板结构的浇筑，形成封闭的沉井结构。

2.根据权利要求1所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：所述横向连接构件及纵向连接构件为预应力钢绞线或/和高强度螺栓；当沉井结构下沉到设计位置后，将横向预留孔道及纵向预留孔道注浆封闭，使得横向连接构件及纵向连接构件与空气隔绝。

3.根据权利要求1所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：所述预制井片结构由钢筋混凝土结构或钢-混凝土组合结构或钢结构预制而成，所述预制井片结构上端面间隔设置有导向岛，下端面与导向岛对应位置处设置有导向槽，相邻上下段的预制井片结构通过导向岛与导向槽的配合完成拼装。

4.根据权利要求1所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：所述预制井片结构为平面或弧面结构，同一段环形结构内的相邻预制井片结构之间能够设置有角撑，增强井壁结构的完整性。

5.根据权利要求2所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：当纵向连接构件为预应力钢绞线时，所述预应力钢绞线沿着井壁结构通长设置，所述预应力钢绞线下端与最底部预制井片结构下端面相连，预应力钢绞线完整通长，长度大于沉井结构的深度，预应力钢绞线通过预制井片结构内预留的纵向孔道将纵向分布的多段预制井片结构串接，形成完整牢固的井壁结构。

6.根据权利要求2所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：施工过程中，在钢绞线的上端位置能够设置穿心千斤顶，所述穿心千斤顶与承台结构间的千斤顶相互配合，完成井壁结构的分段下沉；所述穿心千斤顶与承台结构间的千斤顶相互配合，通过不均匀顶进，能够调整沉井结构姿态，纠正沉井结构下沉过程中的倾斜；承台结构所在的预制井片结构外侧设置有挡土水的钢环；根据后期井壁结构内的净空要求，能够对承台结构进行拆除。

7.根据权利要求1所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：所述预制井片结构在外侧壁预留有注浆孔道，井壁结构下沉到设计位置后，通过注浆孔道向周边土体注入胶凝材料，增强沉井结构周边土体的稳定性和防水性；在沉井结构施工过程中，通过注浆孔道向周边土体注入润滑材料，减小井壁结构与周边土体的摩擦力。

8.根据权利要求1所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：最底部预制井片结构下端面设置有钢刃脚结构或混凝土刃脚结构；除最底部及最顶部预制井片结构三个端面设置止水胶条外，其他预制井片结构四个端面均设置有止水胶条。

9.根据权利要求1所述的一种装配式沉井结构，其特征在于：在井壁结构外部设置反力锚杆，反力锚杆能够通过顶部钢梁向预制管片结构施加下压力，起到辅助下沉的作用；在沉井结构外侧施工止水帷幕及降水井，保证施工期间地下水位低于开挖面；所述沉井结构形成的空间能够用于地下汽车车库、地下自行车车库、地下蓄水池、地下粮仓、地下储藏空间。

10.一种施工权利要求1所述装配式沉井结构的方法，其特征在于包括以下施工步骤：

步骤一：根据运输和吊装条件确定组成沉井结构井壁的单个预制井片结构的尺寸范围；根据沉井结构深度计算组成沉井结构井壁的环形结构所需段数；根据沉井结构平面尺寸确定每一段环形结构中预制井片结构的个数；

步骤二：工厂加工预制井片结构；

步骤三：在沉井结构位置预挖基坑，所述基坑平面尺寸大于沉井结构占地尺寸；将坑底整平，在坑底沉井结构井壁位置铺设一圈砂垫层；

步骤四：将预制井片结构运至现场，并在坑底砂垫层上拼装刃脚结构和首段环形结构的预制井片结构；预制井片结构之间首尾相连并用横向连接构件拉紧及锁定；

步骤五：进行预制井片结构所围空间下部的土方开挖，使首段预制井片结构沉入地下；

步骤六：拼装接高下一段环形结构，上下段环形结构的预制井片结构通过纵向连接构件连接；

步骤七：预制井片结构所围空间下部的土方继续开挖，使加高的第二段预制井片结构沉入地下；

步骤八：重复步骤七和八，直至所有井壁结构沉入至指定深度；

步骤九：当沉井结构的深度较大或下沉困难时，通过承台结构之间的千斤顶与钢绞线上端位置的穿心千斤顶相互配合完成预制井片结构的下沉，具体步骤如下：

a)位于同一截面的多个承台结构之间的千斤顶同步工作，利用该截面千斤顶上部的所有环形结构所提供的反力，推动该截面千斤顶下部所有的环形结构下沉；

b)承台结构之间的千斤顶解除工作；

c)位于钢绞线上端位置的穿心千斤顶作用在最上部的环形结构的上端面，钢绞线下端与最底部预制井片结构下端面相连或与刃脚结构相连，穿心千斤顶工作，将钢绞线拉紧，进而将所有的井壁结构纵向方向上拉紧；

d)穿心千斤顶解除工作；

e)重复步骤a)-d)，当所有井壁结构沉入至设计深度时，将钢绞线与最上部的环形结构进行锁定；

步骤十：浇筑底板结构，底板结构为现浇钢筋混凝土结构，底板结构与首段环形结构下端面固定连接，形成封闭的沉井结构。