[发明专利]软土基连续沉箱施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下空间建造方法，尤其涉及一种适合大型地下空间如地铁车站建造的连续沉箱施工方法。

背景技术

目前建造大型地下空间如城市地铁车站等的施工方法主要有明挖法、浅埋暗挖法和盖挖法等。这些施工方法都需要施作地下连续墙、钻孔桩等围护结构。随着城市发展及其地下空间的综合开发利用不断增加，地下空间开发以向大深度发展为主，这对目前的围护结构如连续墙、钻孔桩等的安全性提出了挑战。例如，随着地铁车站的建造规模及埋深的大幅增加，底下空间施工所需护围的深度也随之大幅增加。随着围护深度的增加，连续墙的稳定性以及连续墙变形过大、坑底土体的稳定性等因素对地铁车站施工质量的影响也越来越大。因此，寻找一种更为合理的施工技术来适应环境要求高、开挖深度大、施工场地狭窄的地铁车站施工是必须的。

现代气压沉箱施工方法目前是一种相对理想也较常用的地下空间建造法。其施工过程是在沉箱结构下部设置一个高气密性的钢筋混凝土结构工作室，该工作室由沉箱底板与沉箱下端的刃脚围成，与基坑底部一起合围形成气密空间。通过气压自动调节装置向工作室内注入气压与刃脚处地下水压力相等的压缩空气，防止地下水渗入工作室内，从而避免地下施工对周围环境的影响，同时实现在无水环境下进行挖掘与排土作业。该施工方法采用地面中央监控室远程操控的无人化、自动化施工技术，作业时间不受限制，挖掘效率高，施工安全可靠，气压沉箱施工方法还具有施工占用空间小、结构强度大、对周围环境影响小等优点，因此已在桥梁基础、公路隧道等地下工程中得到应用。

将气压沉箱施工方法用于地铁车站之类的大型地下空间的建造，往往需要采用多个连续排列的单体沉箱，即，需先按一定程序对连续排列的多个单体沉箱各自进行下沉施工，然后将相邻的单体沉箱的箱体节接合为一体，从而使多个单体沉箱连续形成为整体。

已有的气压连续沉箱施工方法一般包括如下步骤：

1)开挖基坑形成沉箱底部结构；必要时可作地基改良，使地基能承受该沉箱底部结构荷载；

2)安装模板，以在基坑中浇筑形成沉箱底部的工作室；

3)安装设备，工作室形成后，拆除模板，安装各种施工设备；

4)进行沉箱施工过程中的主体施工，即“箱体构筑-挖土下沉”工序，由“箱体浇筑-在工作室内挖排土使箱体下沉”构成工作循环，直至在地下形成完整的沉箱；

5)连续沉箱的接合工序，各单独的箱体浇筑下沉完毕后，采取挡土、隔水措施，采用常规的土体开挖方法(亦包括小型气压沉箱工法)开挖相邻沉箱的接合部位土体，凿除相邻沉箱间的混凝土隔墙(即沉箱的混凝土封门)；

6)拆除临时施工设施和施工设备，进行地下空间后期施工。

上述步骤中的沉箱箱体也可在施工前预制成型，例如，CN1718942A记载了一种陆地沉箱施工工艺，其中记载了一种先预制沉箱箱体的沉箱施工法，在沉箱底部封闭室内挖排土时，预制箱体随之逐渐下沉，而省去现场浇筑箱体的步骤。

然而，上述施工方法均存在以下技术问题：沉箱箱体采用混凝土封门，使得混凝土封门的凿除工程量大且工期长，在凿除时容易损伤周边的沉箱壁，且材料损耗也大。此外，采用气压沉箱工法时开挖沉箱接合部位的土体的施工导致工程整体的工期更长。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于地下空间建造的、施工方便、工期短的连续沉箱施工方法。

本发明提供了一种软土基连续沉箱施工方法，用于在软土基中形成由多个单独沉箱贯通构成的连续沉箱，至少包括以下步骤：1)构筑工作室工序：在预定位置开挖基坑，在基坑中浇筑各单独沉箱的下部工作室，然后在该下部工作室中分别安装施工设备；2)“箱体构筑-挖土下沉”工序：在各所述下部工作室上按高度方向逐步构筑钢筋混凝土结构的箱体节以形成所述单独沉箱，所述箱体节在邻接端上由钢构件形成钢封门，在所述箱体节的迎土面侧墙上靠近所述邻接端位置设置预埋件，然后挖土使所述单独沉箱下沉；重复进行上述工作循环，直至整个所述单独沉箱下沉完毕；3)沉箱接合工序：各所述单独沉箱下沉完毕后，开挖相邻的两所述单独沉箱的接合部之间土体，同时通过所述预埋件以刚性支撑构件支撑相邻的所述单独沉箱以保持箱体稳定，在开挖至预定深度后，在相邻的两所述单独沉箱的接合部之间浇筑钢筋混凝土连接墙；4)拆除工序：拆除所述钢封门，使多个所述单独沉箱贯通形成所述连续沉箱。