陆地沉箱施工方法及陆地沉箱.doc

陆地沉箱施工方法及陆地沉箱 方案图简易施工图背景： 建造地下结构物，传统的施工方法主要是“沉井”、“围护”， 但是，在软土和流沙地基上建造地下结构物，采用“沉井”施工方法，施工过程中极易发生突沉、超沉、管涌、倾斜、难清底、地陷使周边建筑物破坏等安全事故，还由于事先要软基处理、止水灌注等辅助工程，所以造价极高，工期长；采用“围护”施工方法，施工过程中也极易发生坍塌、管涌等安全事故，还由于事先要施打围堰桩、支撑、止水等辅助工程，所以造价极高，工期长。现状： 在世界各地，开发土地资源已由陆地向软地基的河海滩涂、沼泽地发展，建筑物结构越来越大、越来越高深，由于传统的施工方法存在着许多缺陷，在软弱地基上建造深基础和深构筑物用传统的施工方法已无法或难以满足建设的需要。意义： 为保障人民生命和财产安全、节能环保，研究在软土地基上安全、经济、环保、快捷地建造地下构筑物的施工技术显得尤其重要和迫切。 “陆地沉箱”的发明，使得在软土和流沙地基的地下结构物的建造变得容易、施工安全、建造成本低、节约土地、环保；该技术的发明具有重要的现实意义，具有巨大的投资潜力和开发价值。 “陆地沉箱”的应用范围极其广阔，适用于：地下人防工程、隧道、池、大楼地下室、地下储油罐、船坞、闸首、桥墩；重力式码头、堤坝、水下储油罐、其他水下结构物等。应用价值： 采用“陆地沉箱”在软土和流沙地基上建造地下结构物，不需止水、围护、固化处理，节省费用30%以上，缩短工期一个半月以上，最重要的是不会发生：突沉、超沉、管涌、倾斜、难清底、地陷、坍塌等施工安全事故。工法比较：工艺施工安全性造价工期环境影响沉井易突沉、易超沉、易管涌、易倾斜、难清底、管涌造成地陷使周边建筑物破坏。沉降范围内软土要止水、固化处理。该辅助工程费用占永久结构物造价30%以上。辅助工程工期需时1个半月以上。砼固化处理后埋藏了工程废物、自然的土地资源受破坏。围护易坍塌、易管涌要围堰、支撑,辅助工程费用占永久结构物造价50%以上。辅助工程工期需时2个月以上。砼固化处理、围护工程埋藏了工程废物、自然的土地资源受破坏。陆地沉箱无上述现象；下沉在可控下实施。无上述工序，节省了辅助工程费用。无辅助工程的工期。不影响自然的土地资源 实施方法： 先在地面上把结构物的箱体建造好，即结构物四周的墙体、底板、刃脚同时造好。在底板上开有排放孔或人孔，同时在底板上间隔一定的距离均匀地安装有高压水枪，高压水枪穿透底板进入到底板下的土层内，通过高压水枪射出高压水，把底板下的砂土冲刷成可流动的泥沙浆液，用泵或气压或其它的取土方法把可流动的泥沙浆液通过排放孔排出箱外，随着箱下土层的不断下降，箱型结构物不断下沉，直至到达设计位置。社会价值：该技术的应用，使得在软土和流沙地基的地下结构物的建造变得容易、施工安全、建造成本低、节约土地、环保，社会价值较高而值得开发应用和普及。改革开放以后，全国各地大量在软土地区填土造地，大兴工程建设，大量建造高层建筑物，这些高层建筑物几乎都是采用桩型基础，但其存在的安全隐患没有引起各方足够的重视；桩型基础仅适合于硬土地基，软土地基是不适合的，原因是：在软性土地区（沿海地区、湖泊沼泽地区），表面是一层几米厚的人工填土，不管这层土有多么的结实，但其下的土是塑性（可以流动）的，即使建好了很久的建筑物，当其周围的环境改变后，如附近有新的堆载或开挖或震动或地下水位改变，都会使建筑物下面的软性土发生移动，如果建筑物是由一根根桩支撑起来的，那么，此时的桩就受到了移动土的水平推动，桩就会发生永久性弯曲变形，即使短时间内桩没有断裂破坏，桩受力弯曲变形一段时间后，这些桩就会出现疲劳，导致桩身混凝土开裂钢筋锈蚀，桩就慢慢失去原有的支撑能力，直到桩无法承受上部建筑物的重力压迫，只要某根桩一旦承受不住发生断裂，建筑物的重力就会分配到相邻的其它桩上，使其它桩像骨牌效应一样，一根根接连断裂，最后建筑物倒塌。建筑物的基础型式主要有：筏板基础、箱型基础、桩型基础。在软弱土地基上，建筑物的基础型式选择：筏板基础因地基承载力不够而不可采用；桩型基础会因土体移动使桩柱发生弯曲变形留下安全隐患，抗震能力也极差，因而不适合；箱型基础会当地基土所受到的压力不均衡时地基土能自动移动而最终达到新的平衡，这样建筑物的重心保持稳定，抗震能力也极强，因而最为适合。既然在软土地基上用桩型基础建造高层建筑物不安全，为什么不采用箱型基础呢？那是因为：用传统技术在软土地基上建造地下箱型基础的技术难度大和成本极高，安全事故频发，不被开发商采纳；国家建设行政部门或建筑规范也没有对软土地基上的建筑物基础型式做出强制性的规定；人民群众还没有意识到在软土地基上用桩型基础建造的高层建筑物存在着很大的安全隐患，没有拒绝使用该类建筑物；所以，开发商自然就会采用成本低、施工简单和快捷的桩型基础建造高层建筑物。所以，软土地区的建筑物，特别是高层建筑物，采用点式刚性支撑的桩(不管什么桩型)作为基础型式不是最好的选择，会留下安全隐患，应当采用大平板式的箱型基础(像船一样不怕移动和摆动、地震时底部的土柔软有极强的消能作用) 安全隐患才能彻底地消除，人民生命和财产才能得到根本的保障，鉴于此，国家政府相关部门，应当出台建筑标准，当软土达到一定的软弱程度时，此处的高层建筑物的基础型式必须采用箱型基础。陆地沉箱施工方法的发明，解决了软基上地下结构物施工的技术难题，降低了软基上箱型基础的建造成本，使软基上高层建筑物的建造广泛普及箱型基础成为可能，使这些建筑物的稳定性受外因影响小从而安全度极高、并具有超强的抗震能力，居者才会安生。“陆地沉箱”的发明，可以提高国家战略储备油基地的国防价值。在软基上用传统技术很难将储油罐体深埋入地下，使用该技术却很容易做到；深埋入地下的储油罐体，隐蔽性好，防火性好，节约土地，造价还可节省50%以上。表现如下： 可使储油基地的位置选择在深水海洋或海洋滩涂上，储油基地的选址范围受地质条件限制小了，易于选址。 能把最没有价值的软弱土地利用起来，土地资源得到充分利用。 罐体建造时无辅助工序，预制的罐体能直接下沉就位，能安全、经济、快捷地建造地下储油罐体，节省了大量的建造费用，经济性好。 将储油罐体深埋于地下或水下，隐蔽性好，国防价值得到大大提高。 由于储油罐体深埋在地下，防爆、防火性好，即使个别罐体发生爆炸燃烧，油不会外溢，着火面小而容易扑灭，爆炸对周围罐体的影响极小，安全性能好。 在越深的软土地区，建造的储油罐体越深，单位面积的容量越大，地下空间得到充分利用，小用地大容量，节省了国家宝贵的土地资源，土地利用率高。 地下是储油罐体，地面可建造如军用机场、营地、军工厂或沿海公路路基、沿海围堤护岸或商业用途（可解决储油基地的维护费用或部分建造费用）、休闲公园等场所，一地多用。 “陆地沉箱施工方法”不需对软土进行混凝土固化处理，降低了建造成本，自然环境也得到保护。 地下的圆形罐体，外压大于内压，结构受力最有利，使罐体的结构体型可缩小，节约了直接建造的成本；地下的钢筋混凝土罐体不易发生裂缝和渗漏。 储油罐体深埋于地下，不破坏自然景观。 储油罐体深埋于软土地下，