浅议智能化气压沉箱施工技术

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1、浅议智能化气压沉箱施工技术　　摘要：随着我国城市化进程的加快，城市建设快速发展，规模不断扩大，而相应建筑密度也越来越大。因此地下空间在城市可持续发展中的作用日益凸显。在地下空间的开发利用过程中，地下结构技术也迅速发展。现代气压沉箱施工法作为一种新的施工技术，与传统的深基坑施工法相比，在结构刚度，工程计划，大深度施工等方面具有独特的优势，因而在未来城市地下空间开发中具有不可替代的竞争力。关键词：施工方法工作室气压控制现笔者就智能化气压沉箱施工技术的基本概念，施工原理，设计方法，施工工艺，注意事项等方面简做介绍。智能化气压沉箱施工技术是指在

2、沉箱下部设置一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室，并向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使在无水的环境下进行无人化远程遥控挖土排土，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度后，在沉箱结构面底部浇筑混凝土底板，形成地下沉箱结构的新型施工技术。6该设计方法的模拟实验原理如图，将水杯杯口向下铅直压入水中，由于水封的作用水杯里的空气不会泄露而被压缩体积缩小，同时将会有部分水进入水杯，其体积等于空气被压缩后减小的体积。为了防止水进入水杯，可以从水杯顶部充入适当的压缩空气，使杯口处的水压力与杯内空气压力处于一种平衡状态。气压沉

3、降工法的标准的施工顺序（以桥梁基础为例）。首先在施工现场进行更换土垫层，地基改良以及地面平整等作业。随后支撑模板，在箱底部浇筑挖排图工作室。然后拆除模板，然后设备安装。气压沉降法在浇筑工作室时候，刃脚与工作室内顶板是分期施工。从工作室的气密性角度来考虑，应尽可能连续浇筑混凝土。从挖排土以及箱体下沉开始，箱体混凝土的浇筑，挖排土，箱体下沉就形成了一个工作循环。流程如图：具体的技术指标（1）无排气环保螺旋机出土速度：16m3/h。（2）远程遥控自动挖掘机，铲斗容量0.15～0.2m3，并配有专门的远程监视系统。（3）减摩泥浆：钠基膨润土、纯

4、碱、CMC，密度1.05～1.08g/cm3，黏度30～40S。（4）配有专门的人员生命保障系统（包括医疗舱、减压舱等）。6现将智能化气压沉箱施工技术优点总结如下：（1）智能化气压沉箱在施工中，利用气体压力平衡箱体外水压力，沉箱底土体在无水状态下进行无人化远程遥控开挖，通过远程监视系统，沉箱在下沉过程中可以直接辩别并较方便地处理地下障碍物，同时避免了坑底隆起和流砂管涌现象；（2）对比常规的沉井施工方法，智能化气压沉箱施工方法由于气压反力的作用，箱体容易纠偏和控制下沉速度，可以防止突沉、超沉，且周边地层沉降小，对环境影响小；（3）相比地下

5、连续墙施工方法，可显著减少围护结构的插入深度，具有可观的经济性。（4）现代化的气压沉箱技术可以在地面上通过远程控制系统，在无水的地下作业室内实现挖排土的无人机械自动化，不会产生污水等工业垃圾，排除的土体也可以作为普通土进行处理。（5）相比沉井施工，可以较快地处理地下障碍物，使工程能顺利进行。沉箱顶板封闭后，在下沉的同时可继续在顶板上往上施工内部结构，不像沉井那样过多受地基承载力的限制。（6）在市区狭小的地段往往地形复杂，在这种情况下可采用平面形状不规则的气压沉箱进行施工。（7）工作室内的压缩空气起到了气垫作用，可以消除急剧下沉的危险情况

6、，同时容易纠偏和控制下沉速度及防止超沉，保证了安全和施工质量。（8）气压沉箱利用气压平衡箱底水土压力，作业空间处于无水状态，其优点是不需要进行降水和降压处理。（9）适用于各种地质条件，诸如黏土6、砂性土和碎（卵）石，风化岩等地质条件。（10）当气压沉箱采用自动化、信息化等高新技术后，将使得地下空间的开发利用可以向大深度、大面积的方向发展，适应经济建设和社会发展的需求。智能化气压沉箱施工技术的适用范围：智能化气压沉箱施工技术可适用于软土、黏土、砂性土和碎（卵）石类土及软硬岩等各种地质条件；适合在城市建筑密集区，周边环境复杂，地表沉降要求高

7、，对周边建筑保护力度大的区域进行深基坑建设，以及旧城改造区域障碍物较多时采用，并可以向大深度、大面积的方向发展，满足城市地下空间的开发需求，目前开挖深度可达40m。智能化气压沉箱施工技术注意事项：6采用气压沉箱法施工，由于压缩气体持续过程中抑制了负超孔隙水压力的消失，所以可以按照开挖短时间内的情况分析土中应力。在理想的情况下，在黏土层中采用沉箱法施工，对坑底土体几乎不卸载，故由于卸载产生的周边沉降大大被消除，同时基坑的稳定性和安全性也得到了极大提高。土体深层水平位移分布与沉箱下沉深度联系密切。在一定下沉深度下，某一深度界限以上范围的土体

8、偏向沉箱位移，地表处达到最大值，地表以下的土体偏离沉箱移动，随着深度增大位移也不断增大，达到最大值后逐渐减小至零。计算中假定气压沉箱下沉过程中无倾斜和水平位移，这显然与实际存在一定偏差。虽然工程中沉箱没有设