專利名稱:沉井和沉箱工程的現(xiàn)場懸吊施工方法
本發(fā)明屬于沉井和沉箱工程的施工方法。
它主要適用于港口工程建筑物，也適用于土木工程中由多個(gè)沉井或沉箱構(gòu)成的建筑物的施工。
這里以港口工程為例進(jìn)行比較和敘述本發(fā)明的特點(diǎn)。
一般港口工程建筑物，如碼頭(泊位)，防波堤、護(hù)岸、岸壁等現(xiàn)有的建設(shè)方法種類較多，但都存在著適應(yīng)性較差、建設(shè)費(fèi)用大的問題。如現(xiàn)在廣泛使用的沉箱施工方法，存在著以下缺點(diǎn)(1)隨著沉箱體積和重量的增大，其制造、下水、運(yùn)輸、就位和落床，均需大型預(yù)制廠(場)或船塢、大型專用船、大型浮吊等，使施工變得困難;(2)因沉箱重量大，運(yùn)輸時(shí)吃水深，往往受到船塢和航道水深的制約;(3)沉箱需設(shè)拋石基床，其土石方量和基床平整量大，不利于快速施工;(4)臨時(shí)設(shè)施及大型專用設(shè)備多，造成施工費(fèi)用高，且施工工序復(fù)雜。再如方塊重力式和斜坡堤結(jié)構(gòu)施工方法，也存在著缺點(diǎn)(1)消耗石料多;(2)水深越大越不經(jīng)濟(jì)。另如鋼板樁和鋼板樁格體結(jié)構(gòu)施工方法，也存在著一些不足之處(1)整體剛性差，大水深情況下施工困難;(2)在海水中有腐蝕問題;(3)在抗震性能方面有未知因素;(4)在巖基上或在外海施工有困難。還有鋼制沉井結(jié)構(gòu)施工方法，只有在特殊情況下才使用，一般說來不經(jīng)濟(jì)。
近來發(fā)展出一種屬于沉井類的多式格體結(jié)構(gòu)施工方法，比之上述方法有較大的進(jìn)步。如(1)屬于沒有底板的殼體結(jié)構(gòu)，整體性好，對拋石基床的平整要求不高，較易就位落床;(2)比之相同尺寸的沉箱，其重量輕拖航水深可小些，下水、拖航、就位及落床所需的設(shè)備能力也小;(3)由于多式格體的長度相當(dāng)于3～5個(gè)沉箱組合的長度，因而減少了海上工作的次數(shù)，可以縮短建設(shè)周期，達(dá)到經(jīng)濟(jì)快速的目的。但此種施工方法也存在著某些缺點(diǎn)，如(1)還需設(shè)拋石基床和增加基床與多式格體間的水下灌漿措施;(2)拖航和就位落床的自動(dòng)化工藝要求高，且拖航時(shí)需加大面積密封蓋;(3)由于多式格體的重量相當(dāng)于2～4個(gè)沉箱的重量，因而需要更大型的浮塢或浮吊(日本已為此建造了萬噸級浮塢和四千噸級浮吊)。
上述港口工程建筑物施工方法的一個(gè)共同點(diǎn)，就是水面和水下作業(yè)量大，專業(yè)設(shè)備多，專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)，受風(fēng)浪水情影響大。
土木工程中沉井和沉箱工程的應(yīng)用也很多，如水利水電工程中的某些水工建筑物，取水構(gòu)筑物、污水泵站、大型設(shè)備基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物的圍壁等，均有采用沉井法施工。土木工程中沉井的施工，也需要較多的設(shè)備和設(shè)施、施工工序也很復(fù)雜。
本發(fā)明在現(xiàn)有沉井和沉箱工程的施工方法的基礎(chǔ)上作了變革，適合于廣泛的水域中和陸地上施工沉井和沉箱工程。而且基本上省掉了龐大的專用預(yù)制廠(場)和陸上設(shè)施、也不需大型浮吊、浮塢和其它專業(yè)船舶，只使用簡單的起重設(shè)備和施工工藝，較小的場地和施設(shè)，便能以較快的速度，完成沉井或沉箱工程的預(yù)制和準(zhǔn)確的落床下沉等工序，而省略了現(xiàn)有施工方法中的下水、拖航、就位等復(fù)雜工序。
附圖一至六是用懸吊式平臺施工沉井建筑物的工藝過程圖，附圖七是懸吊式平臺準(zhǔn)備吊起刃腳(也可是底部)的三視圖，附圖八是懸吊式架準(zhǔn)備吊起刃腳(也可是底部)的三視圖，附圖九是沉井與鐘形沉填套筒的配合及其刃腳的剖視圖，附圖十是沉井與柱形沉填套筒的配合及其刃腳的剖視圖，附圖十一是沉井防波堤斷面圖，附圖十二是沉箱防波堤斷面圖。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于1.如圖一所示，在先平整好的填筑場地的預(yù)定位置上，放置先預(yù)制好的刃腳(3)、在其上組裝懸吊式平臺(1)，將懸吊式平臺(1)上的吊具(2)系住刃腳(3)為配重，並由吊具(5)和吊具(6)分別吊住1＃沉井(8)的刃腳(3)和滑模(4)，即可施工1＃沉井(8)。施工土木工程沉井、順岸式碼頭、護(hù)岸等與岸邊相連的工程可如此施工。如屬施工外海防浪堤，離岸式碼頭等工程，懸吊式平臺(1)可先支承在船上或支承在用其它方法先下沉好的沉井(8)或沉箱(16)之上，以下施工即可按本發(fā)明的施工方法進(jìn)行。
2.如圖二所示，將懸吊式平臺(1)整體移至建好的1＃沉井(8)上，用懸吊式平臺(1)上的吊具(2)系住刃腳(3)，而吊具(6)先吊起滑模(4)，用船(9)將刃腳(3)運(yùn)至滑模(4)之下，用吊具(5)吊起刃腳(3)，使之與滑模(4)的中心對準(zhǔn)，即可移走船只(9)完成施工準(zhǔn)備。如屬施工土木工程沉井，則刃腳(3)的運(yùn)輸可采用車輛等通常所用的方法。
3.如圖三所示，用通常辦法在刃腳(3)的鋼筋露頭上向上綁扎沉井鋼筋，並以刃腳(3)為底用滑模(4)施工2＃沉井(8)。施工所需的混凝土用通常辦法輸送到施工現(xiàn)場，並在混凝土中添加早強(qiáng)外加劑或用早強(qiáng)水泥施工。滑模施工時(shí)，可由提升滑模(4)形成繼續(xù)成型的滑?？臻g，或放低刃腳(3)，利用刃腳(3)和已成型的2＃沉井(8)的重量，向下相對滑模(4)移動(dòng)而形成滑模(4)的繼續(xù)成型的滑?？臻g。
4.如圖四所示，把成型好或部分成型好的2＃沉井(8)在吊具(5)的控制下，沉放在地基(或拋石基床)上，在2＃沉井(8)里置入鐘形沉填套筒(10)，在此情況下用抓斗(也可用其它挖掘機(jī)具)挖出2＃沉井(8)下的泥砂，同時(shí)填料于2＃沉井(8)與鐘形沉填套筒(10)之間的空間，以加速2＃沉井(8)的下沉，並減少建好沉井后的填料工作。與此同時(shí)滑模(4)還可繼續(xù)成型未完成的沉井。如使用柱形沉填套筒(15)和與之配用的刃腳(3)，其施工方法也一樣。
5.如圖五所示，當(dāng)2＃沉井(8)下沉到預(yù)定深度后，先吊出鐘形沉填套筒(10)的直筒部分，再吊鐘形沉填套筒(10)的鐘形部分，最后拉出系于刃腳(3)的吊具(5)，繼續(xù)向2＃沉井(8)內(nèi)填料。
6.如圖六所示，放下滑模(4)和配重的刃腳(3)，在懸吊式平臺(1)自重的情況下，用千斤頂先后頂起平臺一側(cè)，將兩根平臺走軌(11)前移至2＃沉井(8)上，並以2＃沉井(8)的前端為著力點(diǎn)，將懸吊式平臺(1)整體拉至2＃沉井(8)上，用吊具(2)系住已沉放好的1＃沉井(8)，再將滑模(4)用吊具(6)吊起，即完成了下一個(gè)沉井施工的準(zhǔn)備工作。
7.如圖七、圖八所示，在本發(fā)明的施工方法中使用的懸吊式平臺是特為此施工方法而發(fā)明的，同時(shí)發(fā)明的還有懸吊式架，也具有同樣的使用效果。一般將兩者合稱為懸吊式平臺(架)(1)，其最大特點(diǎn)是，自身沒有設(shè)置配重，僅利用其吊具(2)系于已做好的沉井(8)或沉箱(16)或刃腳(3)或底部(17)或其它重物之上為配重(懸吊式架稍有不同，是用索具將其系于重物之上，但原理和作用相同)，使結(jié)構(gòu)簡單的懸吊式平臺(架)(1)發(fā)揮出較大的起吊能力。且懸吊式平臺(架)(1)為一簡單穩(wěn)定的鋼結(jié)構(gòu)平臺(架)，有較大的平衡面積，可在施工現(xiàn)場簡單地組裝和折卸，其上設(shè)有多個(gè)吊點(diǎn)(12)且由于懸吊式平臺(架)(1)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其上的結(jié)構(gòu)點(diǎn)大部分可作為吊點(diǎn)使用，有多種吊具(2)、(5)及(6)，還有多臺卷揚(yáng)機(jī)(13)。其在自重情況下，依靠自身的設(shè)備移到所需要的工作點(diǎn)上，並可施工沉井或沉箱上部其它結(jié)構(gòu)。
8.本發(fā)明的施工方法，可用一般常用的起重設(shè)備，如浮吊、龍門吊、塔吊、大型汽車吊等吊機(jī)基本上按本發(fā)明的施工工序施工。懸吊式平臺(架)(1)僅是諸多的起重設(shè)備中的一種。並且，滑模(4)和刃腳(3)或底部(17)可由兩臺起重設(shè)備的各自吊具分別吊起，只要保持滑模(4)和刃腳(3)或底部(17)同中心，即可按本發(fā)明的施工工序施工。
9.如圖九、圖十所示，用于本發(fā)明的施工方法中的鐘形沉填套筒(10)一般用于沉井直徑D與沉井高H之比，即H/D≈1.0的沉井，而柱形沉填套筒(15)一般用于H/D
1.2的沉井。鐘形沉填套筒(10)由兩部分組成，下部鐘形部分座落在刃腳(3)內(nèi)圈之上，上部直筒部分插接在鐘形部分之上(直筒部分可由多節(jié)直筒組成)。柱形沉填套筒(15)的使用效果與鐘形沉填套筒(10)的使用效果完全一樣。
10、如圖九、圖十所示，在本發(fā)明中使用的沉井(8)有兩種刃腳(3)形式，一種刃腳(3)為簡單的園圈型，內(nèi)圈可與鐘形沉填套筒(10)相聯(lián)，另一種刃腳(3)有園錐殼的結(jié)構(gòu)，與柱形沉填套筒(15)聯(lián)用，兩種刃腳都有便于起吊的吊孔(7)。如屬施工沉箱(16)工程，則板狀的底部(17)也設(shè)有吊孔(7)，如圖十二所示。
本發(fā)明所指的鐘形沉填套筒和柱形沉填套筒可以用鋼板制做，也可以用鋼絲網(wǎng)水泥或鋼筋混凝土制成。
本發(fā)明所指的刃腳和底部，由于重量輕和高度不大，與現(xiàn)有的施工方法所需的預(yù)制場比，所需的預(yù)制場地和地基要求不高，制做設(shè)施簡單，可以在施工現(xiàn)場附近預(yù)制，也可在簡單的小型船臺或船只上預(yù)制。而且刃腳和底部的運(yùn)輸也簡單得多，小型船只即可。
本發(fā)明所述的滑模的懸吊施工，可由起重設(shè)備一點(diǎn)或多點(diǎn)吊升，而不需通常的滑模頂升的油壓千斤頂設(shè)施以及在混凝土中設(shè)置爬桿鋼筋，簡化了滑模施工。
本發(fā)明的施工方法及為此方法而發(fā)明的懸吊式平臺(架)，從根本上變革了過去港口工程建設(shè)方法，將依靠大型設(shè)施和專用船舶，以進(jìn)行水面和水下作業(yè)為主的施工的方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樵谑┕がF(xiàn)場僅用少量設(shè)施和一般船只，甚至是建筑企業(yè)自己制造簡單的懸吊式平臺(架)，就可進(jìn)行簡單的施工操作。
本發(fā)明比之按現(xiàn)有的施工方法施工，可減少施工費(fèi)用1/2～3/4和節(jié)省勞力1/2以上，降低總造價(jià)1/5～1/2;比之用傳統(tǒng)方法建設(shè)方塊重力式或沉箱重力碼頭，可降低總造價(jià)和縮短建筑周期1/3以上。由于本發(fā)明的施工方法和設(shè)備上的特點(diǎn)，可將沉井下沉施工偏差控制在我國規(guī)范(GBJ-202)規(guī)定允許值的1/5～1/10范圍內(nèi);可對已下沉的沉井構(gòu)成超載頂壓，以提高地基承載能力和減少建筑物沉降。
權(quán)利要求
1.一種用起重設(shè)備(1)，可懸吊著預(yù)制加筋混凝土沉井(8)或沉箱(16)、並用起重設(shè)備(1)控制其就位下沉的施工方法，其特征是在沉井(8)或沉箱(16)施工的現(xiàn)場，用起重設(shè)備(1)上的一套吊具(6)吊住滑模(4)，以沉井刃腳(3)或沉箱底部(17)為底成型沉井(8)或沉箱(16)，將完全成型好的或部分成型好的沉井(8)或沉箱(16)沉放在地基或拋石基床上，用系于刃腳(3)或底部(17)的起重設(shè)備(1)上的吊具(5)(也可是另一臺起重設(shè)備上的吊具)控制其就位下沉，下沉過程中可用通常手段把沉井(8)下的泥沙取出同時(shí)向沉井(8)中填料，當(dāng)一個(gè)沉井(8)或沉箱(16)下沉或沉放好后，起重設(shè)備(1)前移至新工作點(diǎn)上，即可按上述過程依次施工下個(gè)沉井(8)或沉箱(16)。
2.一種用于權(quán)利要求
1的起重設(shè)備-懸吊式平臺(架)(1)，其特征是，自身沒有設(shè)置配重，僅利用其吊具(2)系于做好的沉井(8)或刃腳(3)或其它重物上為配重，且懸吊式平臺(架)(1)為一簡單而穩(wěn)定的鋼結(jié)構(gòu)平臺(架)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于可按沉井(8)大小，在施工現(xiàn)場附近預(yù)制帶有吊孔(7)和適合放置鐘形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(15)的刃腳(3)，及按沉箱(16)大小，預(yù)制帶有吊孔(7)的底部(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、3所述的方法，其特征在于起重設(shè)備(1)的吊具(6)和吊具(5)，也可是兩臺起重設(shè)備各自的一套吊具，分別吊住滑模(4)和刃腳(3)或底部(17)，並保持它們同中心，也可用其它一般方法托住預(yù)制好的刃腳(3)或底部(17)並與滑模(4)同中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1、3、4所述的方法，其特征在于以刃腳(3)或底部(17)為底用滑模(4)制做沉井(8)或沉箱(16)時(shí)，既可將滑模(4)往上提升，也可放低刃腳(3)或底部(17)，以形成繼續(xù)成型的滑?？臻g。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1、3、4、5所述的方法，其特征在于在沉井(8)內(nèi)置入鐘形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1、3、4、5、6所述的方法，其特征在于用通常的方法將沉井(8)下的泥沙取出，同時(shí)向沉井(8)與鐘形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(15)之間填料，使沉井(8)順利下沉到設(shè)計(jì)深度，或?qū)⒊料?16)在吊具(5)的控制下直接沉放在拋石基床上。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1、3、4、5、6、7所述的方法，其特征在于可以把下沉好的沉井(8)內(nèi)的鐘形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(16)取出。
9.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的懸吊式平臺(架)(1)，其特征在于按需要可安裝多個(gè)吊點(diǎn)(12)及多種吊具(2)、(5)和(6)等，還有多臺卷揚(yáng)機(jī)，並可用其施工沉井(8)或沉箱(16)上部其他結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1、2、9所述的懸吊式平臺(架)(1)，其特征在于可利用自身的設(shè)備移到新的工作點(diǎn)上。
專利摘要
一種沉井和沉箱工程的現(xiàn)場懸吊施工方法，它主要適用于港口工程建筑物、也適用于土木工程中由多個(gè)沉井或多個(gè)沉箱構(gòu)成的建筑物的施工。本發(fā)明克服了現(xiàn)有施工方法的缺點(diǎn)，可簡單經(jīng)濟(jì)的完成施工。本發(fā)明的要點(diǎn)是，用起重設(shè)備吊住滑模和刃腳或底部，以此刃腳或底部為底用滑模在施工現(xiàn)場制做沉井或沉箱，然后在起重設(shè)備的控制下，準(zhǔn)確落床下沉，特為此發(fā)明的懸吊式平臺(架)使本發(fā)明的施工方法變得更簡單經(jīng)濟(jì)，其特點(diǎn)是自身沒有配重僅利用其吊具系住現(xiàn)場重物為配重。
文檔編號E02B3/04GK87103253SQ87103253
公開日1988年11月9日 申請日期1987年4月28日
發(fā)明者王家驊 申請人:王家驊導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan