专利名称:沉井和沉箱工程的现场悬吊施工方法
本发明属于沉井和沉箱工程的施工方法。
它主要适用于港口工程建筑物，也适用于土木工程中由多个沉井或沉箱构成的建筑物的施工。
这里以港口工程为例进行比较和叙述本发明的特点。
一般港口工程建筑物，如码头(泊位)，防波堤、护岸、岸壁等现有的建设方法种类较多，但都存在着适应性较差、建设费用大的问题。如现在广泛使用的沉箱施工方法，存在着以下缺点(1)随着沉箱体积和重量的增大，其制造、下水、运输、就位和落床，均需大型预制厂(场)或船坞、大型专用船、大型浮吊等，使施工变得困难;(2)因沉箱重量大，运输时吃水深，往往受到船坞和航道水深的制约;(3)沉箱需设抛石基床，其土石方量和基床平整量大，不利于快速施工;(4)临时设施及大型专用设备多，造成施工费用高，且施工工序复杂。再如方块重力式和斜坡堤结构施工方法，也存在着缺点(1)消耗石料多;(2)水深越大越不经济。另如钢板桩和钢板桩格体结构施工方法，也存在着一些不足之处(1)整体刚性差，大水深情况下施工困难;(2)在海水中有腐蚀问题;(3)在抗震性能方面有未知因素;(4)在岩基上或在外海施工有困难。还有钢制沉井结构施工方法，只有在特殊情况下才使用，一般说来不经济。
近来发展出一种属于沉井类的多式格体结构施工方法，比之上述方法有较大的进步。如(1)属于没有底板的壳体结构，整体性好，对抛石基床的平整要求不高，较易就位落床;(2)比之相同尺寸的沉箱，其重量轻拖航水深可小些，下水、拖航、就位及落床所需的设备能力也小;(3)由于多式格体的长度相当于3～5个沉箱组合的长度，因而减少了海上工作的次数，可以缩短建设周期，达到经济快速的目的。但此种施工方法也存在着某些缺点，如(1)还需设抛石基床和增加基床与多式格体间的水下灌浆措施;(2)拖航和就位落床的自动化工艺要求高，且拖航时需加大面积密封盖;(3)由于多式格体的重量相当于2～4个沉箱的重量，因而需要更大型的浮坞或浮吊(日本已为此建造了万吨级浮坞和四千吨级浮吊)。
上述港口工程建筑物施工方法的一个共同点，就是水面和水下作业量大，专业设备多，专业技术性强，受风浪水情影响大。
土木工程中沉井和沉箱工程的应用也很多，如水利水电工程中的某些水工建筑物，取水构筑物、污水泵站、大型设备基础、地下构筑物的围壁等，均有采用沉井法施工。土木工程中沉井的施工，也需要较多的设备和设施、施工工序也很复杂。
本发明在现有沉井和沉箱工程的施工方法的基础上作了变革，适合于广泛的水域中和陆地上施工沉井和沉箱工程。而且基本上省掉了庞大的专用预制厂(场)和陆上设施、也不需大型浮吊、浮坞和其它专业船舶，只使用简单的起重设备和施工工艺，较小的场地和施设，便能以较快的速度，完成沉井或沉箱工程的预制和准确的落床下沉等工序，而省略了现有施工方法中的下水、拖航、就位等复杂工序。
附图一至六是用悬吊式平台施工沉井建筑物的工艺过程图，附图七是悬吊式平台准备吊起刃脚(也可是底部)的三视图，附图八是悬吊式架准备吊起刃脚(也可是底部)的三视图，附图九是沉井与钟形沉填套筒的配合及其刃脚的剖视图，附图十是沉井与柱形沉填套筒的配合及其刃脚的剖视图，附图十一是沉井防波堤断面图，附图十二是沉箱防波堤断面图。
本发明的要点在于1.如图一所示，在先平整好的填筑场地的预定位置上，放置先预制好的刃脚(3)、在其上组装悬吊式平台(1)，将悬吊式平台(1)上的吊具(2)系住刃脚(3)为配重，並由吊具(5)和吊具(6)分别吊住1＃沉井(8)的刃脚(3)和滑模(4)，即可施工1＃沉井(8)。施工土木工程沉井、顺岸式码头、护岸等与岸边相连的工程可如此施工。如属施工外海防浪堤，离岸式码头等工程，悬吊式平台(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，以下施工即可按本发明的施工方法进行。
2.如图二所示，将悬吊式平台(1)整体移至建好的1＃沉井(8)上，用悬吊式平台(1)上的吊具(2)系住刃脚(3)，而吊具(6)先吊起滑模(4)，用船(9)将刃脚(3)运至滑模(4)之下，用吊具(5)吊起刃脚(3)，使之与滑模(4)的中心对准，即可移走船只(9)完成施工准备。如属施工土木工程沉井，则刃脚(3)的运输可采用车辆等通常所用的方法。
3.如图三所示，用通常办法在刃脚(3)的钢筋露头上向上绑扎沉井钢筋，並以刃脚(3)为底用滑模(4)施工2＃沉井(8)。施工所需的混凝土用通常办法输送到施工现场，並在混凝土中添加早强外加剂或用早强水泥施工。滑模施工时，可由提升滑模(4)形成继续成型的滑模空间，或放低刃脚(3)，利用刃脚(3)和已成型的2＃沉井(8)的重量，向下相对滑模(4)移动而形成滑模(4)的继续成型的滑模空间。
4.如图四所示，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(或抛石基床)上，在2＃沉井(8)里置入钟形沉填套筒(10)，在此情况下用抓斗(也可用其它挖掘机具)挖出2＃沉井(8)下的泥砂，同时填料于2＃沉井(8)与钟形沉填套筒(10)之间的空间，以加速2＃沉井(8)的下沉，並减少建好沉井后的填料工作。与此同时滑模(4)还可继续成型未完成的沉井。如使用柱形沉填套筒(15)和与之配用的刃脚(3)，其施工方法也一样。
5.如图五所示，当2＃沉井(8)下沉到预定深度后，先吊出钟形沉填套筒(10)的直筒部分，再吊钟形沉填套筒(10)的钟形部分，最后拉出系于刃脚(3)的吊具(5)，继续向2＃沉井(8)内填料。
6.如图六所示，放下滑模(4)和配重的刃脚(3)，在悬吊式平台(1)自重的情况下，用千斤顶先后顶起平台一侧，将两根平台走轨(11)前移至2＃沉井(8)上，並以2＃沉井(8)的前端为着力点，将悬吊式平台(1)整体拉至2＃沉井(8)上，用吊具(2)系住已沉放好的1＃沉井(8)，再将滑模(4)用吊具(6)吊起，即完成了下一个沉井施工的准备工作。
7.如图七、图八所示，在本发明的施工方法中使用的悬吊式平台是特为此施工方法而发明的，同时发明的还有悬吊式架，也具有同样的使用效果。一般将两者合称为悬吊式平台(架)(1)，其最大特点是，自身没有设置配重，仅利用其吊具(2)系于已做好的沉井(8)或沉箱(16)或刃脚(3)或底部(17)或其它重物之上为配重(悬吊式架稍有不同，是用索具将其系于重物之上，但原理和作用相同)，使结构简单的悬吊式平台(架)(1)发挥出较大的起吊能力。且悬吊式平台(架)(1)为一简单稳定的钢结构平台(架)，有较大的平衡面积，可在施工现场简单地组装和折卸，其上设有多个吊点(12)且由于悬吊式平台(架)(1)的结构特点，其上的结构点大部分可作为吊点使用，有多种吊具(2)、(5)及(6)，还有多台卷扬机(13)。其在自重情况下，依靠自身的设备移到所需要的工作点上，並可施工沉井或沉箱上部其它结构。
8.本发明的施工方法，可用一般常用的起重设备，如浮吊、龙门吊、塔吊、大型汽车吊等吊机基本上按本发明的施工工序施工。悬吊式平台(架)(1)仅是诸多的起重设备中的一种。並且，滑模(4)和刃脚(3)或底部(17)可由两台起重设备的各自吊具分别吊起，只要保持滑模(4)和刃脚(3)或底部(17)同中心，即可按本发明的施工工序施工。
9.如图九、图十所示，用于本发明的施工方法中的钟形沉填套筒(10)一般用于沉井直径D与沉井高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。钟形沉填套筒(10)由两部分组成，下部钟形部分座落在刃脚(3)内圈之上，上部直筒部分插接在钟形部分之上(直筒部分可由多节直筒组成)。柱形沉填套筒(15)的使用效果与钟形沉填套筒(10)的使用效果完全一样。
10、如图九、图十所示，在本发明中使用的沉井(8)有两种刃脚(3)形式，一种刃脚(3)为简单的园圈型，内圈可与钟形沉填套筒(10)相联，另一种刃脚(3)有园锥壳的结构，与柱形沉填套筒(15)联用，两种刃脚都有便于起吊的吊孔(7)。如属施工沉箱(16)工程，则板状的底部(17)也设有吊孔(7)，如图十二所示。
本发明所指的钟形沉填套筒和柱形沉填套筒可以用钢板制做，也可以用钢丝网水泥或钢筋混凝土制成。
本发明所指的刃脚和底部，由于重量轻和高度不大，与现有的施工方法所需的预制场比，所需的预制场地和地基要求不高，制做设施简单，可以在施工现场附近预制，也可在简单的小型船台或船只上预制。而且刃脚和底部的运输也简单得多，小型船只即可。
本发明所述的滑模的悬吊施工，可由起重设备一点或多点吊升，而不需通常的滑模顶升的油压千斤顶设施以及在混凝土中设置爬杆钢筋，简化了滑模施工。
本发明的施工方法及为此方法而发明的悬吊式平台(架)，从根本上变革了过去港口工程建设方法，将依靠大型设施和专用船舶，以进行水面和水下作业为主的施工的方式，转变为在施工现场仅用少量设施和一般船只，甚至是建筑企业自己制造简单的悬吊式平台(架)，就可进行简单的施工操作。
本发明比之按现有的施工方法施工，可减少施工费用1/2～3/4和节省劳力1/2以上，降低总造价1/5～1/2;比之用传统方法建设方块重力式或沉箱重力码头，可降低总造价和缩短建筑周期1/3以上。由于本发明的施工方法和设备上的特点，可将沉井下沉施工偏差控制在我国规范(GBJ-202)规定允许值的1/5～1/10范围内;可对已下沉的沉井构成超载顶压，以提高地基承载能力和减少建筑物沉降。
权利要求
1.一种用起重设备(1)，可悬吊着预制加筋混凝土沉井(8)或沉箱(16)、並用起重设备(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)施工的现场，用起重设备(1)上的一套吊具(6)吊住滑模(4)，以沉井刃脚(3)或沉箱底部(17)为底成型沉井(8)或沉箱(16)，将完全成型好的或部分成型好的沉井(8)或沉箱(16)沉放在地基或抛石基床上，用系于刃脚(3)或底部(17)的起重设备(1)上的吊具(5)(也可是另一台起重设备上的吊具)控制其就位下沉，下沉过程中可用通常手段把沉井(8)下的泥沙取出同时向沉井(8)中填料，当一个沉井(8)或沉箱(16)下沉或沉放好后，起重设备(1)前移至新工作点上，即可按上述过程依次施工下个沉井(8)或沉箱(16)。
2.一种用于权利要求
1的起重设备-悬吊式平台(架)(1)，其特征是，自身没有设置配重，仅利用其吊具(2)系于做好的沉井(8)或刃脚(3)或其它重物上为配重，且悬吊式平台(架)(1)为一简单而稳定的钢结构平台(架)。
3.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于可按沉井(8)大小，在施工现场附近预制带有吊孔(7)和适合放置钟形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(15)的刃脚(3)，及按沉箱(16)大小，预制带有吊孔(7)的底部(17)。
4.根据权利要求
1、3所述的方法，其特征在于起重设备(1)的吊具(6)和吊具(5)，也可是两台起重设备各自的一套吊具，分别吊住滑模(4)和刃脚(3)或底部(17)，並保持它们同中心，也可用其它一般方法托住预制好的刃脚(3)或底部(17)並与滑模(4)同中心。
5.根据权利要求
1、3、4所述的方法，其特征在于以刃脚(3)或底部(17)为底用滑模(4)制做沉井(8)或沉箱(16)时，既可将滑模(4)往上提升，也可放低刃脚(3)或底部(17)，以形成继续成型的滑模空间。
6.根据权利要求
1、3、4、5所述的方法，其特征在于在沉井(8)内置入钟形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(15)。
7.根据权利要求
1、3、4、5、6所述的方法，其特征在于用通常的方法将沉井(8)下的泥沙取出，同时向沉井(8)与钟形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(15)之间填料，使沉井(8)顺利下沉到设计深度，或将沉箱(16)在吊具(5)的控制下直接沉放在抛石基床上。
8.根据权利要求
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)内的钟形沉填套筒(10)或柱形沉填套筒(16)取出。
9.根据权利要求
2所述的悬吊式平台(架)(1)，其特征在于按需要可安装多个吊点(12)及多种吊具(2)、(5)和(6)等，还有多台卷扬机，並可用其施工沉井(8)或沉箱(16)上部其他结构。
10.根据权利要求
1、2、9所述的悬吊式平台(架)(1)，其特征在于可利用自身的设备移到新的工作点上。
专利摘要
一种沉井和沉箱工程的现场悬吊施工方法，它主要适用于港口工程建筑物、也适用于土木工程中由多个沉井或多个沉箱构成的建筑物的施工。本发明克服了现有施工方法的缺点，可简单经济的完成施工。本发明的要点是，用起重设备吊住滑模和刃脚或底部，以此刃脚或底部为底用滑模在施工现场制做沉井或沉箱，然后在起重设备的控制下，准确落床下沉，特为此发明的悬吊式平台(架)使本发明的施工方法变得更简单经济，其特点是自身没有配重仅利用其吊具系住现场重物为配重。
文档编号E02B3/04GK87103253SQ87103253
公开日1988年11月9日 申请日期1987年4月28日
发明者王家骅 申请人:王家骅导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan