專利名稱：建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法。水下是軟土或砂質(zhì)土
地質(zhì)條件下，大橋基礎(chǔ)、水下罐體、水下掩體、重力式碼頭或護(hù)岸的沉箱安放、填海圍堰工程的填砂或拋石護(hù)堤的建造、防波堤或?qū)Я鞯痰某料浠驋伿痰慕ㄔ斓染m用該技術(shù)。
背景技術(shù)：
世界各地在江、河、海的軟土或砂質(zhì)土地質(zhì)條件下建造大橋基礎(chǔ)、水下罐體、水下掩體、重力式碼頭或護(hù)岸的沉箱、填海圍堰工程的填砂或拋石護(hù)堤、防波堤或?qū)Я鞯痰某料浠驋伿痰慕ㄔ煸絹?lái)越普遍，規(guī)模也越來(lái)越大，可見(jiàn)，研究水下建筑新技術(shù)十分迫切；液化棄土施工方法能使水下施工的安全提高、成本降低、工效提高、填補(bǔ)國(guó)際空白，所以具有重要的現(xiàn)實(shí)意義 —、在水下建造大橋基礎(chǔ)、水下罐體、水下掩體傳統(tǒng)的施工方法一般是采用沉井技術(shù)，該技術(shù)容易發(fā)生突沉、管涌、側(cè)沉、難封底。 二、在水下建造重力式碼頭或護(hù)岸，傳統(tǒng)的施工方法一般是采用開(kāi)挖基坑置換土質(zhì)，再在其上安放沉箱或塊體。由于開(kāi)挖基坑，破壞了土體的平衡，容易發(fā)生土體滑坡，導(dǎo)致周邊建筑物的破壞；在水下軟土或砂質(zhì)土地質(zhì)條件下開(kāi)挖基坑，為了邊坡穩(wěn)定，開(kāi)挖工程量特別大，導(dǎo)致施工成本高工期長(zhǎng)；基坑開(kāi)挖后底部會(huì)有回淤清淤不徹底，導(dǎo)致底部留有軟弱夾層，留下滑坡的事故隱患。 三、在水下填海圍堰，傳統(tǒng)的施工方法除開(kāi)挖基坑外還采用拋石擠淤，該拋石擠淤的方法存在明顯的缺點(diǎn)就是，在拋石堤的加載過(guò)程中，底層會(huì)隨土體的擠離而不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致石材用量大、成本高；還會(huì)在拋石堤的底部留有軟弱夾層，建成后的圍堰有滑坡的事故隱患 液化棄土施工方法在水下軟土或砂質(zhì)土地質(zhì)條件下建造大橋基礎(chǔ)、水下罐體、水下掩體、重力式碼頭、護(hù)岸、防波堤、導(dǎo)流堤等，能使施工安全提高、成本降低、工期縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，使水下軟土或砂質(zhì)土地質(zhì)條件下建造大橋基礎(chǔ)、水下罐體、水下掩體、重力式碼頭或護(hù)岸的沉箱、填海圍堰工程的填砂或拋石護(hù)堤、防波堤或?qū)Я鞯痰某料浠驋伿痰鹊氖┕ぐ踩?、成本降低、工期縮短。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案 一種建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，包括(l)首先將構(gòu)筑物制作成有底板或隔柵；(2)在構(gòu)筑物的底板或隔柵下部安裝震動(dòng)器或高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置；(3)安裝在底板或隔柵下部的震動(dòng)器產(chǎn)生震動(dòng)、或高壓水噴射裝置噴射出高壓水柱、或高壓氣噴射裝置噴射出高壓氣體，使構(gòu)筑物下沉范圍內(nèi)的土層發(fā)生液化；(4)在構(gòu)筑物的底板上穿透底板安裝有泥漿排放管，泥漿排放管的下部和中部 有高壓氣噴射裝置，在高壓氣噴射裝置噴出的高壓氣作用下把泥漿排出，使構(gòu)筑物不斷 下沉。 可通過(guò)調(diào)節(jié)高壓水或高壓氣的流量調(diào)整構(gòu)筑物下沉的不平衡性。
可在構(gòu)筑物下沉過(guò)程中逐段加高構(gòu)筑物。 本發(fā)明還提供了一種用隔柵做導(dǎo)引物的免開(kāi)挖基坑的堤壩建造方法，首先預(yù)制 作一塊隔柵，隔柵四周有隔柵骨架，在隔柵上安裝多條高壓水或氣輸送主管，該主管穿 透隔柵分別與隔柵底部的高壓水或氣輸送支管連接；每條主管的水源或氣源分別由獨(dú)立 的開(kāi)關(guān)控制，在每條支管的兩側(cè)直接開(kāi)噴射孔，孔口方向往下傾斜；每條輸送主管的橫 截面積大于與其連通的支管橫截面積之和的1.2倍；每條輸送支管的橫截面積大于該條管 上全部噴射孔橫截面積之和的1.5倍。 可通過(guò)關(guān)閉一條或多條高壓水或氣輸送主管來(lái)調(diào)整隔柵下沉的不均勻性。
本發(fā)明具有 一、使大橋基礎(chǔ)的建造可以采用箱型結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)的沉井施 工方法容易發(fā)生突沉、管涌、側(cè)沉、難清底、質(zhì)量差的缺點(diǎn)；二、實(shí)現(xiàn)了不開(kāi)挖直接建 造水下的嵌入地下的罐體或掩體，填補(bǔ)了世界建筑史上的空白；三、免開(kāi)挖安放沉箱建 造碼頭或護(hù)岸，縮短工期、降低成本、避免滑坡；四、免開(kāi)挖置換土質(zhì)建造堤壩，縮短 工期、降低成本、避免滑坡。


圖l為箱體構(gòu)造圖、高壓水或氣主輸送管分布圖、泥漿排放管示意圖
圖2為圖1的俯視圖、高壓水或氣主輸送管的位置圖 圖3為圖1的仰視圖、高壓水或氣支輸送管分布圖、高壓水或氣噴射狀態(tài)圖
圖4為圖3中A1的放大圖 圖5為圖2、圖3的A-A剖面圖、高壓水或氣主和支輸送管的構(gòu)造圖、高壓水或 氣噴射狀態(tài)圖、泥漿排放管的構(gòu)造圖、泥漿排出示意圖 圖6為箱體構(gòu)造圖、高壓水或氣主輸送管分布圖、泥漿排放管示意圖
圖7為圖6的俯視圖、高壓水或氣支輸送管分布圖
圖8為圖7中A2的放大圖 圖9為圖6的仰視圖、高壓水或氣噴頭分布圖、高壓水或氣噴射狀態(tài)圖
圖10為圖9中A3的放大圖 圖11為圖7和9的B-B剖面圖、高壓水或氣主和支輸送管的構(gòu)造圖、高壓水或
氣噴射狀態(tài)圖、泥漿排放管的構(gòu)造圖、泥漿排出示意圖 圖12為圖6的仰視圖、高壓液或氣為動(dòng)力的振動(dòng)器分布圖 圖13為圖12中A4的放大圖 圖14為圖12的C-C剖面圖、高壓液或氣主和支輸送管的構(gòu)造圖、振動(dòng)器分布 圖、泥漿排放管的構(gòu)造圖、泥漿排出示意圖
圖15為圖12中A5的放大圖
圖16為圖14中A6的放大圖 圖17為箱體構(gòu)造圖、示意圖、泥漿排放管示意圖
5
圖18為圖17中A7的放大圖 圖19為圖17的俯視圖、支電纜分布圖 圖20為圖17的仰視圖、電振動(dòng)器的分布圖 圖21為圖20的D-D剖面圖、主電纜和支電纜構(gòu)造圖、振動(dòng)器構(gòu)造圖、泥漿排放 管的構(gòu)造圖、泥漿排出示意圖
圖22為圖21中A8的放大圖 圖23為圖21中A9的放大圖
圖24為方型箱體構(gòu)造圖、高壓水或氣輸送管分布圖、泥漿排放管示意圖(方型
實(shí)施例)
實(shí)施例)
圖25為圓型箱體構(gòu)造圖、高壓水或氣輸送管分布圖、泥漿排放管示意圖(圓型
圖26為圖24的E-E剖面圖、高壓水或氣沖刷箱下土抽排泥漿、箱體下沉的示意 圖27為圖26的箱壁不斷加高和箱體不斷下沉的狀態(tài)圖 圖28為箱體下沉到達(dá)預(yù)定位置的狀態(tài)圖 圖29為箱體下沉就位后，箱下注漿加固的示意圖 圖30為箱體下沉就位后，切除箱內(nèi)的輸送管、排泥管、水或氣槍桿后，在箱內(nèi) 填充物料的示意圖 圖31為水下罐體或隱體下沉就位后，在箱頂堆載壓重物體后的狀態(tài)圖 圖32為構(gòu)筑石或砂堤壩的箱型導(dǎo)引物，高壓水或氣輸送主管和支管的分布圖 圖33為將箱型導(dǎo)引物沉入水底，在箱內(nèi)填充物料，準(zhǔn)備下沉施工的狀態(tài)圖 圖34為高壓水或氣沖刷箱下土、擠排泥土、箱型導(dǎo)引物伴隨填充物料一起下
沉，同時(shí)在其上不斷加填物料的示意圖。 圖35為箱體和填充物料下沉就位后的示意圖 圖36為隔柵及高壓水或氣輸送主管、標(biāo)桿示意圖 圖37為圖36的俯視圖、高壓水或氣輸送主管、標(biāo)桿的位置圖 圖38為圖36的仰視圖、高壓水或氣輸送支管的分布圖 圖39為圖38的F-F剖面圖 圖40為將隔柵導(dǎo)引物沉入水底，在隔柵上填充物料，準(zhǔn)備下沉施工的狀態(tài)圖
圖41為隔柵導(dǎo)引物伴隨填砂在高壓水或氣的沖刷下不斷排泥下沉，同時(shí)在其上 不斷加填物料的示意圖 圖42為用隔柵做導(dǎo)引物的填砂堤的完工狀態(tài)圖 其中1、箱體；la、內(nèi)空箱型構(gòu)筑物箱體；lb、低矮箱型構(gòu)筑物箱體；2、 高壓水或氣輸送主管；2a、主電纜；3、泥漿排放管；3a、高壓氣噴射裝置；3b、排放 泥漿的高壓氣；3c、高壓氣噴射裝置；4、高壓水或氣輸送支管；4a、分支電纜；5、 水或氣槍桿；5a、振動(dòng)器電纜；6、高壓水或氣噴頭；7、高壓水或氣射流；8、壓力振 動(dòng)器；9、電振動(dòng)器；10、液化土流動(dòng)方向；10a、泥土漿液；11、隔柵；lla、隔柵骨 架；12、標(biāo)桿；13、刃腳；14、填充物料；15、抗浮堆載物；16、填砂保護(hù)層；17、 水；18、壓載水；19、凝固液射流；20、凝固體；21、封口砼；22、加載塊石；23、堆載填砂；24、抗浮翼板；25、結(jié)構(gòu)格板；26a、軟土 ； 26b、中密土 ； 26c、密實(shí)土 ； 27、 土工布；28、石堤。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心技術(shù)是構(gòu)筑物有底板或隔柵，在底板或隔柵下部安裝有震動(dòng)器或 高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置，使構(gòu)筑物下沉范圍內(nèi)的土層發(fā)生液化變成泥漿；在
構(gòu)筑物的底板上還安裝有泥漿排放管(穿透底板)，泥漿排放管的下部和中部有高壓氣噴 射裝置，在高壓氣噴射裝置噴出的高壓氣作用下把泥漿排出，從而導(dǎo)致構(gòu)筑物不斷下沉 的過(guò)程。 在建造水下構(gòu)筑物時(shí)應(yīng)用該技術(shù)，免除了預(yù)開(kāi)挖基坑的工序，能降低施工成 本、縮短工期；避免了堆載擠土構(gòu)筑堤壩時(shí)填筑物下沉過(guò)程中會(huì)發(fā)生底層不斷擴(kuò)散的現(xiàn) 象，從而節(jié)約了建筑材料；還因沒(méi)有預(yù)開(kāi)挖的基坑或堆載擠土，所以施工過(guò)程不會(huì)發(fā)生 塌坡或土體滑動(dòng)，保持周邊地基的穩(wěn)定，從而不會(huì)發(fā)生周邊建筑物被破壞的安全事故； 還因能徹底清除構(gòu)筑物底部的軟弱土層，使建造的水下構(gòu)筑物不存在滑動(dòng)夾層的隱患， 并大大增強(qiáng)了水下構(gòu)筑物的抗滑動(dòng)能力，因此也使得水下構(gòu)筑物的體型減小降低了建造 成本；還因堤壩底部有齒型刃腳嵌入在土中，使堤壩的抗滑動(dòng)能力提高，從而提高了堤 壩的安全性能。 具體表現(xiàn)在如下幾點(diǎn) 1、建造大橋的基礎(chǔ)墩、水下罐體、水下掩體、重力式碼頭或壩體的箱型結(jié)構(gòu)物 時(shí)，可先在預(yù)制場(chǎng)制作一個(gè)個(gè)有底板的上開(kāi)口的箱體，箱底四周有刃腳，在底板的底部 預(yù)埋安裝有四組震動(dòng)器或高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置，在底板上還安裝有穿透底 板的泥漿排放管，泥漿排放管的下部和中部有高壓氣噴射裝置；把這些箱體一個(gè)個(gè)移至 預(yù)定位置后，沉入水底，開(kāi)始下沉作業(yè)；在震動(dòng)器產(chǎn)生高頻震動(dòng)下或高壓水噴射裝置噴 出高壓水的沖刷下或高壓氣噴射裝置噴出高壓氣的沖擊下，箱下土發(fā)生液化變成泥漿， 在高壓氣噴射裝置噴出的高壓氣作用下把泥漿排出，隨著箱下土層的下降，箱體不斷下 沉就位直至到達(dá)預(yù)定位置。在下沉過(guò)程中，如發(fā)生不均勻沉降，可采用暫停某組震動(dòng)器 或高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的目的。 2、建造石堤或砂堤時(shí)，可先在預(yù)制場(chǎng)制作一個(gè)個(gè)有底板的低矮的鋼筋箱型結(jié) 構(gòu)物，箱底四周有刃腳，刃腳形狀可以制作成齒形狀，在底板的底部預(yù)埋安裝有四組震 動(dòng)器或高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置；把這些箱體一個(gè)個(gè)移至預(yù)定位置后，沉入水 底，在箱體內(nèi)填滿石或砂，開(kāi)始下沉作業(yè)，在震動(dòng)器產(chǎn)生高頻震動(dòng)下或高壓水噴射裝置 噴出高壓水的沖刷下或高壓氣噴射裝置噴出高壓氣的沖擊下，箱下土發(fā)生液化具有了流 動(dòng)性，液土從刃腳四周被擠壓排出，隨著箱下土層的下降，箱體和填充物料不斷下沉； 在箱體下沉的同時(shí)不斷填充石或砂，直至箱體下沉到達(dá)預(yù)定位置。在下沉過(guò)程中，如發(fā) 生不均勻沉降，可采用暫停某組震動(dòng)器或高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置的辦法來(lái)實(shí) 現(xiàn)調(diào)節(jié)的目的。 3、建造石基堤或砂基堤時(shí)，可先在預(yù)制場(chǎng)制作一塊塊隔柵(可以是四周有加強(qiáng) 邊的鋼絲網(wǎng)、塑料網(wǎng)、土工布等)，在隔柵的底部預(yù)埋安裝有四組震動(dòng)器或高壓水噴射裝 置或高壓氣噴射裝置；把這些隔柵一塊塊移至預(yù)定位置后，沉入水底，在隔柵上填滿石
7作業(yè)；在震動(dòng)器產(chǎn)生高頻震動(dòng)下或高壓水噴射裝置噴出高壓水的沖 刷下或高壓氣噴射裝置噴出高壓氣的沖擊下，隔柵下的土發(fā)生液化具有了流動(dòng)性，液土 從隔柵四周被擠壓排出，隨著隔柵下土層的下降，隔柵連同填充物料一起不斷下沉，在 隔柵下沉的同時(shí)不斷填充石或砂，直至隔柵下沉到達(dá)預(yù)定位置。在下沉過(guò)程中，如發(fā)生 不均勻沉降，可采用暫停某組震動(dòng)器或高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn) 調(diào)節(jié)的目的。 下面用實(shí)施例1-5說(shuō)明本發(fā)明箱體、沖刷系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)的預(yù)制以及下沉原理
實(shí)施例1 參見(jiàn)圖1 5，此實(shí)施例是高壓水或氣輸送支管4安裝在箱底板下，噴射孔直 接開(kāi)在支管4上；使土液化的方法是射出高壓水或氣。 1、如圖1 2，在預(yù)制場(chǎng)制作一個(gè)有底板的上開(kāi)口的箱體l，箱底四周有刃腳 13(刃腳外型可以是其它形狀)；在箱內(nèi)安裝4條高壓水或氣輸送主管2。高壓水或氣輸 送主管可以為多條，視具體情況而定，其他實(shí)施例同。該4條主管2穿透箱底板分別與 箱底板下的4組高壓水或氣輸送支管4連接；在箱內(nèi)還安裝l條穿透箱底板的泥漿排放管 3，其管的橫截面積要大于4條輸送主管2橫截面積之和的1.2倍。4條高壓水或氣輸送 主管2的水源或氣源是由高壓水泵或氣泵提供，4條主管2的水源或氣源分別由獨(dú)立的開(kāi) 關(guān)控制。 2、如圖3 4，箱底板下的4組高壓水或氣輸送支管4分成4個(gè)區(qū)間安裝，盡 可能做到數(shù)量均等和對(duì)稱；每組高壓水或氣輸送支管4是由多條管道組成，在每條支管4 的兩側(cè)直接開(kāi)噴射孔，孔口方向往下傾斜，孔徑和孔的數(shù)量根據(jù)土質(zhì)情況來(lái)確定；每條 輸送主管2的橫截面積要大于與其連通的支管4橫截面積之和的1.2倍；每條輸送支管4 的橫截面積要大于該條管上全部噴射孔橫截面積之和的1.5倍。 3、如圖5，在泥漿排放管3內(nèi)安裝(或管外獨(dú)立安裝)高壓氣管3a;高壓水或 氣7噴射的同時(shí)，射出高壓氣3b，這樣，箱下土就會(huì)被連續(xù)地沖刷和排出，箱體就會(huì)不 斷地下沉。排放泥漿的高壓氣3b由獨(dú)立的高壓氣泵提供。
實(shí)施例2 參見(jiàn)圖6 11，此實(shí)施例是高壓水或氣輸送支管4安裝在箱體底板內(nèi)，高壓 水或氣是通過(guò)噴頭6射出；使土液化的方法是射出高壓水或氣。 1、如圖6 8，在預(yù)制場(chǎng)制作一個(gè)有底板的上開(kāi)口的箱體l，箱底四周有刃腳 13(刃腳外型可以是其它形狀)；在箱內(nèi)安裝4條高壓水或氣輸送主管2，該4條主管2分 別與箱內(nèi)的4組高壓水或氣輸送支管4連接，每條支管4上又有多個(gè)出口分別與獨(dú)立的水 或氣槍桿5連接；每條輸送主管2的橫截面積要大于與其連通的支管4橫截面積之和的 1.2倍。在箱內(nèi)還安裝1條穿透箱底板的泥漿排放管3，其管的橫截面積要大于4條輸送 主管2橫截面積之和的1.2倍。4條高壓水或氣輸送主管2的水源或氣源是由高壓水泵或 氣泵提供，4條主管2的水源或氣源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制。 2、如圖9 11，每條槍桿5都穿透箱底板，深入箱下一定的距離(長(zhǎng)度根據(jù)土 質(zhì)確定)，在每條槍桿5的前端連接一個(gè)噴頭6，噴頭6的四周開(kāi)有多個(gè)噴射孔(孔數(shù)根 據(jù)土質(zhì)確定)；每條輸送支管4的橫截面積要大于該條管上全部水或氣槍桿5橫截面積之 和的1.2倍；每條水或氣槍桿5橫截面積要大于噴頭6上全部噴射孔橫截面積之和的1.2
8倍。3、如圖11，在泥漿排放管3內(nèi)安裝(或管外獨(dú)立安裝)高壓氣管3a ;高壓水或 氣7噴射的同時(shí)，射出高壓氣3b，這樣，箱下土就會(huì)被連續(xù)地沖刷和排出，箱體就會(huì)不 斷地下沉。排放泥漿的高壓氣3b由獨(dú)立的高壓氣泵提供。
實(shí)施例3 參見(jiàn)圖12 16，此實(shí)施例類似于實(shí)施例2，不同之處是將噴頭6改為壓力震動(dòng) 器8;使土液化的方法是壓力震動(dòng)器8產(chǎn)生高頻振動(dòng)。 1、如圖12 16，箱體1制作和高壓液或氣輸送主管2和輸送支管4和泥漿排放 管3的制作同實(shí)施例2，各管橫截面積的大小也同實(shí)施例2。 在每支槍桿5的末端安裝有幾個(gè)壓力震動(dòng)器8，其動(dòng)力源是由能產(chǎn)生周期正壓和 負(fù)壓的壓力機(jī)器(如脈沖液壓泵、脈沖氣泵)提供，傳遞方式是通過(guò)4條高壓液或氣輸送 主管2，再經(jīng)輸送支管4到達(dá)壓力震動(dòng)器8; 4條主管2的動(dòng)力源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制。 [OO 8] 2、如圖14，在泥漿排放管3內(nèi)安裝(或管外獨(dú)立安裝)高壓氣管3a ;在壓力震 動(dòng)器8產(chǎn)生高頻振動(dòng)的同時(shí)，射出高壓氣3b，這樣，箱下土就會(huì)被液化并被排出，箱體 就會(huì)不斷地下沉。排放泥漿的高壓氣3b由獨(dú)立的高壓氣泵提供。
實(shí)施例4 參見(jiàn)圖17 23，此實(shí)施例是電力做動(dòng)力源，電力使電震動(dòng)器9產(chǎn)生高頻振動(dòng)， 電震動(dòng)器9產(chǎn)生的高頻振動(dòng)使土液化。 1、如圖17 19，在預(yù)制場(chǎng)制作一個(gè)有底板的上開(kāi)口的箱體l，箱底四周有刃腳 13(刃腳外型可以是其它形狀)；在箱內(nèi)安裝4組主電纜2a，每組主電纜2a再分出多路分 支電纜4a，每路分支電纜4a通過(guò)槍桿5連接到電震動(dòng)器9上；各路主電纜2a和分支電纜 4a的負(fù)荷必須滿足其承擔(dān)的電震動(dòng)器9總功率的要求。4組主電纜2a的電源分別由獨(dú)立 的開(kāi)關(guān)控制。 2、如圖20，每支槍桿5上安裝多個(gè)電震動(dòng)器9。 3、如圖21 23，在泥漿排放管3內(nèi)安裝(或管外獨(dú)立安裝)高壓氣管3a ;在電 震動(dòng)器9產(chǎn)生高頻振動(dòng)的同時(shí)，射出高壓氣3b，這樣，箱下土就會(huì)被液化并被排出，箱 體就會(huì)不斷地下沉。排放泥漿的高壓氣3b由獨(dú)立的高壓氣泵提供。 液化棄土施工方法建造地下構(gòu)筑物，適用于不同形狀的結(jié)構(gòu)物，只要結(jié)構(gòu)物下 沉范圍內(nèi)的土層能被高壓水或氣沖刷或被震動(dòng)液化。參見(jiàn)圖24，箱體形狀為方型；參見(jiàn) 圖25，箱體形狀為圓型。 用高壓水或氣沖刷建造水下箱形結(jié)構(gòu)物的實(shí)施過(guò)程
參見(jiàn)圖26 31 1、如圖26，將預(yù)制好的箱體1移至預(yù)定位置，使箱內(nèi)進(jìn)水把箱體下沉到水底； 開(kāi)啟高壓水或氣沖刷箱下土，使箱下土液化；啟動(dòng)排放泥漿的高壓氣3b，使液化漿液排 出箱底。 2、如圖27，在箱體下沉過(guò)程中，如發(fā)生不均勻沉降，其中一區(qū)沉降量大了，則 通過(guò)暫停該區(qū)的沖水或沖氣的方法來(lái)調(diào)整箱體下沉的不均勻性。箱壁較高時(shí)，箱壁不需 一次澆筑完成，可以分段實(shí)施，即箱體下沉一段，箱壁加高一段，不斷循環(huán)直至全部下 沉到位。
3、如圖28，箱體下沉到達(dá)預(yù)定位置。 4、如圖29，箱體下沉到達(dá)預(yù)定位置后，通過(guò)槍桿注入凝固液19，使箱底下的 土層變成凝固體20，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的承載力。 5、如圖30，注漿完成后，管口被封堵，在箱內(nèi)的板面位置把所有管道切除，然 后在箱內(nèi)填充砂22或石等材料，水下箱形結(jié)構(gòu)物就建造好了 。 6、如圖31，建造的水下結(jié)構(gòu)物是內(nèi)空箱型構(gòu)筑物la，為了抵抗水的浮力，在 箱頂堆填石塊15或其它壓重塊體，為增大壓載面積提高抗浮能力，箱體四周可加設(shè)翼板 24。 實(shí)施例5 :用箱體做導(dǎo)引物的免開(kāi)挖基坑的堤壩建造 參見(jiàn)圖32 35，此實(shí)施例是高壓水或氣輸送支管4安裝在箱體內(nèi)，高壓水或 氣是通過(guò)噴頭6射出；使土液化的方法是射出高壓水或氣。 1、如圖32，在預(yù)制場(chǎng)制作一個(gè)有底板的上開(kāi)口的矮型箱體lb，在箱的四個(gè)角 位分別安裝一支標(biāo)桿12;在箱內(nèi)安裝4條高壓水或氣輸送主管2，該4條主管2分別與箱 內(nèi)的4組高壓水或氣輸送支管4連接，每條支管4上又有多個(gè)出口分別與獨(dú)立的水或氣槍 桿5連接；每條輸送主管2的橫截面積要大于與其連通的支管4橫截面積之和的1.2倍； 4條高壓水或氣輸送主管2的水源或氣源是由高壓水泵或氣泵提供，4條主管2的水源或 氣源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制。 2、如圖33，每條槍桿5穿透箱底板，深入箱下一定的距離(長(zhǎng)度根據(jù)土質(zhì)確 定)，在每條槍桿5的前端連接一個(gè)噴頭6，噴頭6的四周開(kāi)有多個(gè)噴射孔(孔數(shù)根據(jù)土質(zhì) 確定)；每條輸送支管4的橫截面積要大于該條管上全部水或氣槍桿5橫截面積之和的1.2 倍；每條水或氣槍桿5橫截面積要大于噴頭6上全部噴射孔橫截面積之和的1.2倍。3、 如圖33，將預(yù)制好的箱體lb移至預(yù)定位置，下沉到水底，在箱內(nèi)先填充一層砂16，使輸 送支管4被覆蓋保護(hù)，再在砂16上填充一層石材22，提高箱體lb的整體重量。
4、如圖33，開(kāi)啟高壓水泵或氣泵，噴頭6射出高壓水或氣7，對(duì)箱下土進(jìn)行沖 刷使其液化，液化土 10a在箱體的重力作用下被擠出箱外。 5、如圖34 35，在箱體lb下沉的過(guò)程中，通過(guò)四周的標(biāo)桿12觀測(cè)箱體是否均 勻下沉；如發(fā)生不均勻沉降，第一區(qū)沉降快，則暫停第一區(qū)的沖水或沖氣，達(dá)到調(diào)整箱 體均勻下沉的目的；箱體lb被沖刷下沉的同時(shí)在其上添加砂料23，直至到達(dá)設(shè)計(jì)位置。 箱體lb下沉到達(dá)預(yù)定位置，刃腳的齒切入到持力層中，使堤壩的抗滑動(dòng)能力增強(qiáng)。
實(shí)施例6 :用隔柵做導(dǎo)引物的免開(kāi)挖基坑的堤壩建造 參見(jiàn)圖36 42，此實(shí)施例是高壓水或氣輸送支管4安裝在隔柵底部，直接在 支管4上開(kāi)噴射孔；使土液化的方法是射出高壓水或氣。 1、如圖36 37，在預(yù)制場(chǎng)制作一塊隔柵11，隔柵11四周有隔柵骨架lla，在 隔柵11上安裝4條高壓水或氣輸送主管2，該4條主管2穿透隔柵11分別與隔柵11底部 的4組高壓水或氣輸送支管4連接；4條高壓水或氣輸送主管2的水源或氣源是由高壓水 泵或氣泵提供，4條主管2的水源或氣源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制。在隔柵11的四個(gè)角位 還設(shè)置標(biāo)桿12。 2、如圖38 39，隔柵11底部的4組高壓水或氣輸送支管4分成4個(gè)區(qū)間安裝， 盡可能做到數(shù)量均等和對(duì)稱；每組高壓水或氣輸送支管4是由多條管道組成，在每條支管4的兩側(cè)直接開(kāi)噴射孔，孔口方向往下傾斜，孔徑和孔的數(shù)量根據(jù)土質(zhì)情況來(lái)確定；每條輸送主管2的橫截面積要大于與其連通的支管4橫截面積之和的1.2倍；每條輸送支管4的橫截面積要大于該條管上全部噴射孔橫截面積之和的1.5倍。 3、如圖40，將預(yù)制好的隔柵ll移至預(yù)定位置，隔柵11上填充石或砂23使隔柵ll下沉放入水底，然后開(kāi)啟高壓水或氣使噴射孔射出高壓水或氣7，使隔柵ll下的土液化成泥土漿液，在填石或砂23的重力作用下，使泥土漿液10a被擠離隔柵ll的位置。
4、如圖41，在隔柵11連同填石或砂23下沉的過(guò)程中，通過(guò)標(biāo)桿12觀測(cè)隔柵ll是否均勻沉降，如果發(fā)生不均勻沉降，則通過(guò)關(guān)閉某組高壓水或氣噴射7的方法來(lái)調(diào)整隔柵ll下沉的不均勻性。 5、如圖41，在隔柵ll下沉的過(guò)程中，同步在其上填充石或砂23，直至隔柵ll到達(dá)預(yù)定位置。 6、如圖42，在填石或砂基上建造圍堰堤。
1權(quán)利要求
一種建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，其特征在于，(1)首先將構(gòu)筑物制作成有底板或隔柵；(2)在構(gòu)筑物的底板或隔柵下部安裝震動(dòng)器或高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝置；(3)安裝在底板或隔柵下部的震動(dòng)器產(chǎn)生震動(dòng)、或高壓水噴射裝置噴射出高壓水柱、或高壓氣噴射裝置噴射出高壓氣體，使構(gòu)筑物下沉范圍內(nèi)的土層發(fā)生液化；(4)在構(gòu)筑物的底板上穿透底板安裝有泥漿排放管，泥漿排放管的下部和中部有高壓氣噴射裝置，在高壓氣噴射裝置噴出的高壓氣作用下把泥漿排出，使構(gòu)筑物不斷下沉。
2. 權(quán)利要求1所述的建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，其特征在于，通過(guò)調(diào)節(jié)高 壓水或高壓氣的流量調(diào)整構(gòu)筑物下沉的不平衡性。
3. 權(quán)利要求1或2所述的建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，其特征在于，在構(gòu)筑 物下沉過(guò)程中逐段加高構(gòu)筑物。
4. 權(quán)利要求1所述的建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，其特征在于，構(gòu)筑物為箱 型構(gòu)筑物，包括箱體和底板，箱體底部有刃腳；還包括高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝 置，該高壓水噴射裝置由多條高壓水或氣輸送主管和多條高壓水或氣輸送支管構(gòu)成，支 管與主管連通，高壓水或氣輸送支管安裝在箱底板下，噴射孔直接開(kāi)在支管上；在箱內(nèi) 還安裝穿透箱底板的泥漿排放管，其管的橫截面積大于多條輸送主管橫截面積之和的1.2 倍；每條主管的水源或氣源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制；每條輸送主管的橫截面積大于與其 連通的支管橫截面積之和的1.2倍；每條輸送支管的橫截面積大于該條管上全部噴射孔橫 截面積之和的1.5倍。
5. 權(quán)利要求1所述的建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，其特征在于，構(gòu)筑物為箱 型構(gòu)筑物，包括箱體和底板，箱體底部有刃腳；還包括高壓水噴射裝置或高壓氣噴射裝 置，該高壓水噴射裝置由多條高壓水或氣輸送主管和多條高壓水或氣輸送支管構(gòu)成，支 管與主管連通，高壓水或氣輸送支管安裝在箱體底板內(nèi)；在箱內(nèi)還安裝穿透箱底板的泥 漿排放管，其管的橫截面積大于多條輸送主管橫截面積之和的1.2倍；每條支管上又有多 個(gè)出口分別與獨(dú)立的水或氣槍桿連接；每條輸送主管的橫截面積大于與其連通的支管橫 截面積之和的1.2倍；主管的水源或氣源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制；每條槍桿都穿透箱底板，深入箱下一定的距離，在每條槍桿的前端連接一個(gè)噴頭，噴頭的四周開(kāi)有多個(gè)噴射孔；每條輸送支管的橫截面積大于該條管上全部水或氣槍桿橫截面積之和的1.2倍；每 條水或氣槍桿橫截面積大于噴頭上全部噴射孔橫截面積之和的1.2倍。
6. 權(quán)利要求1所述的建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，其特征在于，構(gòu)筑物為 箱型構(gòu)筑物，包括箱體和底板，箱體底部有刃腳；還包括高壓水噴射裝置或高壓氣噴射 裝置，該高壓水噴射裝置由多條高壓水或氣輸送主管和多條高壓水或氣輸送支管構(gòu)成， 支管與主管連通，高壓水或氣輸送支管安裝在箱體底板內(nèi)；在箱內(nèi)還安裝穿透箱底板的 泥漿排放管，其管的橫截面積大于多條輸送主管橫截面積之和的1.2倍；每條支管上又有 多個(gè)出口分別與獨(dú)立的水或氣槍桿連接；每條輸送主管的橫截面積大于與其連通的支管 橫截面積之和的1.2倍，主管的水源或氣源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制，每條槍桿都穿透箱底 板，深入箱下一定的距離，在每條槍桿的前端連接一個(gè)或幾個(gè)壓力震動(dòng)器。
7. 權(quán)利要求1所述的建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，其特征在于，構(gòu)筑物為 箱型構(gòu)筑物，包括箱體和底板，箱體底部有刃腳；在箱內(nèi)安裝多組主電纜，每組主電纜 再分出多路分支電纜，每路分支電纜通過(guò)槍桿連接到電震動(dòng)器上；各路主電纜和分支電纜的負(fù)荷滿足其承擔(dān)的電震動(dòng)器總功率的要求；每組主電纜的電源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制。
8. —種用隔柵做導(dǎo)引物的免開(kāi)挖基坑的堤壩建造方法，其特征在于，預(yù)制作一塊隔柵，隔柵四周有隔柵骨架，在隔柵上安裝多條高壓水或氣輸送主管，該主管穿透隔柵分別與隔柵底部的高壓水或氣輸送支管連接；每條主管的水源或氣源分別由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制，在每條支管的兩側(cè)直接開(kāi)噴射孔，孔口方向往下傾斜；每條輸送主管的橫截面積大于與其連通的支管橫截面積之和的1.2倍；每條輸送支管的橫截面積大于該條管上全部噴射孔橫截面積之和的1.5倍。
9. 權(quán)利要求8所述的用隔柵做導(dǎo)引物的免開(kāi)挖基坑的堤壩建造方法，其特征在于，通過(guò)關(guān)閉一條或多條高壓水或氣輸送主管來(lái)調(diào)整隔柵下沉的不均勻性。
全文摘要
一種建造水下構(gòu)筑物的液化棄土施工方法，包括(1)將構(gòu)筑物制作成有底板或隔柵；(2)在構(gòu)筑物的底板或隔柵下部安裝震動(dòng)器或高壓水或高壓氣噴射裝置；(3)安裝在底板或隔柵下部的震動(dòng)器產(chǎn)生震動(dòng)、或高壓水或高壓氣噴射裝置噴射出高壓水柱或氣體，使構(gòu)筑物下沉范圍內(nèi)的土層發(fā)生液化；(4)在構(gòu)筑物的底板上穿透底板安裝有泥漿排放管，泥漿排放管的下部和中部有高壓氣噴射裝置，在高壓氣噴射裝置噴出的高壓氣作用下把泥漿排出，使構(gòu)筑物不斷下沉。使水下軟土或砂質(zhì)土地質(zhì)條件下建造大橋基礎(chǔ)、水下罐體、水下掩體、重力式碼頭或護(hù)岸的沉箱、填海圍堰工程的填砂或拋石護(hù)堤、防波堤或?qū)Я鞯痰某料浠驋伿痰鹊氖┕ぐ踩⒊杀窘档?、工期縮短。
文檔編號(hào)E02D15/08GK101691755SQ20091013146
公開(kāi)日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者盧如年 申請(qǐng)人:盧如年