一种带箭形肋墙的预制装配式沉井构造的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程基础施工领域，具体涉及一种带箭形肋墙的预制装配式沉井构造。


背景技术：

2.沉井是一种预先在地面上通过预制场预制或者现场浇筑成型的空心井筒状结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁的摩擦阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土的封底和井盖的封顶后，用以做为大型结构物的基础。沉井基础具有整体性好、刚度大、下沉深度低、使用机械少、操作简单、施工容易等优点，能应用于对基础刚度和整体性要求高的深海建筑、高耸建筑、采矿工程以及市政工程等。
3.现有技术中，沉井普遍采用空心筒装结构，为了满足沉井的刚度要求，采用增加沉井截面尺寸、加大井筒壁厚度的技术手段；少数沉井为满足更高的刚度设计要求，会在沉井外部设置一字型加强筋。为了满足刚度要求，需要付出较大的成本与较长的施工时间。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种带箭形肋墙的预制装配式沉井构造，以更加经济合理的方式增加沉井基础的刚度。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种带箭形肋墙的预制装配式沉井构造，包括井筒、刃脚、外部肋墙，多个外部肋墙设置在井筒的外表面，刃脚位于外部肋墙的下方，外部肋墙为箭形肋墙，箭形肋墙的横截面为方向从井筒横截面中心向外延伸的箭头形状，箭形肋墙的径向根部与井筒外壁固定连接，箭形肋墙的前部远离井筒向外伸出。采用这种结构后，井筒外设置箭形肋墙可以有效增加沉井基础的竖向抗弯刚度，在不改变沉井井筒的壁厚以及增大截面尺寸的情况下，通过增加箭形肋墙而提高沉井构造的刚度和稳定性。
7.作为一种优选，箭形肋墙包括翼墙和腹墙；一个箭形肋墙包括两个翼墙与一个腹墙，腹墙沿着径向设置，腹墙的内端与箭形肋墙的外壁固定连接，腹墙的外端与两个翼墙的端部固定连接，两个翼墙呈倒v形固定连接，两个翼墙形成的夹角为100
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135度，腹墙位于两个翼墙形成的夹角的角平分线上。采用这种结构后，翼墙和腹墙的组合可以使得在采用相同规格井筒的情况下，有效增加沉井沉井构造和土体的接触面积，使得沉井构造在土体中更加稳固。
8.作为一种优选，沉井构造还包括肋间横梁，肋间横梁水平的设置在两个相邻的箭形肋墙之间，肋间横梁的一端与一个箭形肋墙的其中一个翼墙固定连接，肋间横梁的另一端固定连接在相邻的箭形肋墙中相邻分布的翼墙上。采用这种结构后，在箭形肋墙的两翼外侧设置肋间横梁，可以使得相邻箭形肋墙之间产生横向连接，增加沉井基础的整体性和刚度。
9.作为一种优选，每个相邻的箭形肋墙之间都设置有肋间横梁，且两个箭形肋墙之
间从上到下依次设置有不少于一个的肋间横梁。采用这种结构后，在一定的沉井高度下尽可能多的肋间横梁设置可以进一步增加沉井基础的整体性和刚度。
10.作为一种优选，包含井筒、刃脚与箭形肋墙的沉井构造为混凝土一体浇筑成型的结构。采用这种结构后，沉井构造的强度进一步提高，沉井构造的稳定性进一步增强。
11.作为一种优选，沉井构造为分段式拼接结构，沉井构造包括多个预制的沉井构造单元，多个沉井构造单元从下往上依次拼接。采用这种结构后，沉井制作的工期可以进一步缩短，同时更方便在地面上进行沉井的组装工作。
12.作为一种优选，井筒上设置有多个箭形肋墙，多个箭形肋墙在井筒的外表面上均匀分布。采用这种结构后，在相同的条件下，更多的箭形肋墙可以加倍提高沉井基础的刚度和稳定性。
13.作为一种优选，箭形肋墙的上端与井筒的顶部平齐，箭形肋墙的下端与刃脚的上端固定连接，刃脚的下端与井筒的底部平齐。采用这种结构后，在相同条件下，可以尽可能多的增加箭形肋墙与沉井外部土体的接触面积，进一步提高沉井基础的刚度和稳定性。
14.作为一种优选，刃脚的上端横截面与箭形肋墙横截面一致，刃脚的下端横截面为一条沿井筒截面半径的直线，刃脚的横截面从上至下缩窄。采用这种结构后，从上到下由宽变窄的刃脚可以减少沉井下沉时的土体阻力，加快沉井沉降速度。
15.作为一种优选，井筒的横截面为圆环形，井筒为竖直的圆筒状结构。用这种结构后，在沉井下沉至设计标高过程中，可以通过该中空结构将沉井中的土石挖出，以形成内部中空的沉井构造。
16.总的说来，本实用新型具有如下优点：
17.1.井筒外设置箭形肋墙可以有效增加沉井基础的竖向抗弯刚度，在不改变沉井井筒的壁厚以及增大截面尺寸的情况下，通过增加箭形肋墙使得沉井基础的刚度和稳定性提高。
18.2.在沉井下沉至设计标高过程中，通过井筒的中空结构可以将沉井中的土石挖出，以加快沉井的下降速度。
19.3.在相同的条件下，更多的箭形肋墙可以加倍提高沉井基础的刚度和稳定性。
20.4.从上到下由宽变窄的刃脚可以减少沉井下沉时的土体阻力，增加沉井的沉降速率。
21.5.在相同条件下，可以增加箭形肋墙与沉井外部土体的接触面积，进一步提高沉井基础的刚度和稳定性。
22.6.在箭形肋墙的两翼外侧设置肋间横梁，可以使得相邻箭形肋墙之间产生横向连接，增加沉井基础的整体性和刚度。
23.7.沉井制作的工期可以进一步缩短，同时更方便在地面上进行沉井的组装工作。
附图说明
24.图1为沉井结构示意图。
25.图2为沉井断面示意图。
26.图3为沉井带横梁的沉井结构示意图。
具体实施方式
27.本实用新型附图中：1、井筒，2、箭形肋墙，3、刃脚，4、肋间横梁，5、翼墙，6、腹墙。
28.下面将结合具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
29.一种带箭形肋墙的预制装配式沉井构造，包括井筒、刃脚、外部肋墙，刃脚与外部肋墙均设置在井筒的外表面上，外部肋墙为箭形肋墙，箭形肋墙的横截面为方向沿井筒横截面半径向外的箭头形状，箭形肋墙的箭尾端与井筒外壁固定连接，箭形肋墙的箭头端远离井筒向外伸出。
30.箭形肋墙包括翼墙和腹墙；一个箭形肋墙包括两个翼墙与一个腹墙，两个翼墙与一个腹墙呈箭头状分布，两个翼墙设置在箭头端，腹墙沿着井筒横截面半径方向设置在箭尾端，两个翼墙呈倒v形固定连接，两个翼墙形成的夹角为100
‑
135度，腹墙一端固定连接在两个翼墙的连接处，另一端固定连接在井筒的外表面上，腹墙位于两个翼墙形成的夹角的角平分线上。
31.沉井构造还包括肋间横梁，肋间横梁水平的设置在两个相邻的箭形肋墙之间，肋间横梁的一端与一个箭形肋墙的其中一个腹墙固定连接，肋间横梁的另一端固定连接在相邻的箭形肋墙中相邻分布的腹墙上。每个相邻的箭形肋墙之间都设置有肋间横梁，且两个箭形肋墙之间从上到下依次设置有不少于一个的肋间横梁。
32.包含井筒、刃脚与箭形肋墙的沉井构造为混凝土一体浇筑成型的一体式结构体。沉井构造采用分节设计，整个沉井构造被分为多个节段；沉井构造采用分节预制、拼接安装的设计。
33.井筒上设置有多个箭形肋墙，多个箭形肋墙在井筒的外表面上均匀分布。箭形肋墙的上端与井筒的顶部平齐，箭形肋墙的下端与刃脚的上端固定连接，刃脚的下端与井筒的底部平齐。刃脚的上端横截面与箭形肋墙横截面一致，刃脚的下端横截面为一条沿井筒截面半径的直线，刃脚的横截面从上至下均匀的缩窄。
34.本实施例设置有八个箭形肋墙，并采用分成四个节段进行预制的施工方式。井筒为横截面为圆环形的竖直的圆筒状结构。
35.施工过程为：
36.首先，在预制场将井筒与箭形肋墙的一体浇筑结构体浇筑成形，预制完成后，得到沉井的单节结构。之后，将预制得到的沉井单节结构按需运输至施工现场。
37.在施工现场场地平整之后，将浇筑好的带有刃脚的单节沉井刃脚朝下放置在施工区域，利用刃脚使沉井在下沉时土体的阻力减少，同时利用其自身重力或外部机械使沉井向下沉降。
38.同时利用挖机挖出井筒内部的土方，在单节沉井下沉到指定的深度，且沉井内部土方清理完成后，利用现浇混凝土将下一节沉井与已经沉降的沉井进行固定连接，所形成的多节沉井结构继续沉降，同时利用挖机将沉井内部土方挖出；此时，沉井构造的箭形肋墙与井筒外部的土体产生接触，增加沉井构造与外部土体的接触面积，使得沉井构造的稳定性进一步增强。
39.同时安装外部箭形肋墙的翼墙之间的肋间横梁，将肋间横梁水平固定安装在相邻的两个翼墙之间；八个箭形肋墙相邻之间均设置有肋间横梁以此提高沉井构造整体的强度和稳定性。
40.重复上述步骤，直至将所有的单节沉井拼接成整一个沉井构造，并使之沉降到设计标高。
41.在沉井构造整体沉降到设计标高，且内部土方清理完毕后，开始沉井的封底操作，即用混凝土将沉井的底部封住，使沉井构造成为一个下部封闭的结构体。
42.在沉井完成封底后，若沉井内部还设计有其他结构，则可以开始对其内部结构的施工。
43.在上述步骤完成后，开始沉井的封顶工作，即：将沉井的井盖固定安装在沉井的顶部，再利用混凝土封住沉井顶部井盖与沉井间的缝隙，使之成为一个完全封闭的结构体。
44.此时便完成了沉井的安装工作，沉井之后便可正常用作大型建筑结构物的基础。
45.此外，本实用新型还可以采用设置4个箭形肋墙或设置16个箭形肋墙的方案。在井筒的选择上也不限于圆环形的筒状结构体，可采用横截面为多边形的内部井筒结构。除了采用上述步骤进行沉井施工之外，还可以提前将预制构件拼装完成，再进行沉井的沉降工作。同时，除了采用预制构件拼装的施工方式外，还可以选用施工现场混凝土实时浇筑成沉井结构体的施工方式。
46.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。