TW201621121A - 沉箱結構及其應用工法 - Google Patents
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Abstract
一種沉箱結構，適用於沉箱工法的工程，包含有一箱體，該箱體包含有一位於該箱體內部的容置通道，一連通該容置通道且位於該箱體一端的第一開口，一連通該容置通道且位於該箱體遠離該第一開口一端的第二開口，一環繞該容置通道、該第一開口及該第二開口的壁身，以及複數分佈且貫通該壁身的中空通道，該些中空通道平行於該壁身。本發明藉由能額外增設開挖或沖刷機具穿伸該些中空通道以破壞該沉箱壁身下端的異物，不僅能大幅減少地盤破碎的前置作業用以提高沉箱下沉的施工效率，同時能避免該箱體一端抵觸異物所造成該箱體偏移的失誤，亦可解決挖土或清除機具不易清除到的死角區域。
Description
本發明係關於一種沉箱工程，尤其是指一種可用於傳統沉箱工法及壓入式沉箱工法的沉箱結構及其應用工法。
按，沉箱工法能作為道路、鐵路、河川等橋樑基礎，與其他現場施作之地下基樁工法相比，沉箱工法在地面上施作的品質與剛性具有比其他地下施工之結構物更好的耐震性及穩定性。
另，地下基樁工法需要大面積之基礎板，相較於地下基樁工法，沉箱工法佔用的面積小，在市區狹窄空間施工時，可發揮面積小的優勢，且沉箱工法更可被廣泛地運用在橋樑基礎工程、豎井工程、河川整治工程、建築基礎工程及地下室工程。
然，沉箱工法主是要將一沉箱下沉至地盤內，因此該沉箱下沉作業順利與否是施工過程中非常重要的一環；傳統式的沉箱工法包含有開口沉箱工法、壓氣式沉箱工法、水中沉箱工法及壓重沉箱工法，傳統式的沉箱工法需要靠超挖該沉箱底部的地盤，使該沉箱以自身重量下沉，但可能發生砂湧及地盤隆起等損鄰事件，亦可能發生該沉箱下沉時受力不均而使該沉箱垂直度偏移，故目前大多採用壓入式沉箱工法，其利用裝設於地下之一地錨作為反作用力，藉由液壓千斤頂在竹節夾具段上下交互作用，透過液壓千斤頂的夾具夾固於竹節夾具段進行垂直傳導，並藉由液壓千斤頂於竹節夾具段上驅動下降的力量大於刃口抵抗力及箱體周邊摩擦力的特點使沉箱下沉。
但目前不論是傳統式沉箱工法或壓入式沉箱工法於施工上仍有問題亟待克服，主因在沉箱工法施作前，必須先檢測所欲壓入的地盤狀況，一旦地盤中具有硬度較硬的岩盤石塊便無法立即使用沉箱工法，需先將此岩盤石塊破碎處理掉並將其挖掘區域置換填補成土砂後方能進行後續的沉箱工法，對此，破碎、取出、置換等前置處理作業則徒耗大量的施工時間、置放空間、運輸成本，無法在沉箱下沉時同時進行處理而造成成本上的增加及時間的浪費。
承上，另一個缺失在於當該沉箱下沉遇到土砂高低不平時，無法立即破壞土砂而造成該沉箱偏移，如第1圖所示，當該沉箱1下沉遇到高低不平的地盤R時，導致該沉箱1左側下方的刃口10先抵觸到地盤R，若無法立即破壞左邊的地盤R，便會造成該沉箱1偏移而影響施工的精準度。再者，請參考第2圖所示，當利用挖土機具挖掘該沉箱1內部的土砂時，由於該沉箱1的壁體11具有一定厚度而形成死角的一區域R1，導致挖土機具無法挖掘到壁體11下端區域R1的土砂而造成該沉箱1無法順利下沉。故，現有沉箱工法仍有加以改良之必要。
另，地下基樁工法需要大面積之基礎板，相較於地下基樁工法，沉箱工法佔用的面積小，在市區狹窄空間施工時，可發揮面積小的優勢，且沉箱工法更可被廣泛地運用在橋樑基礎工程、豎井工程、河川整治工程、建築基礎工程及地下室工程。
然，沉箱工法主是要將一沉箱下沉至地盤內，因此該沉箱下沉作業順利與否是施工過程中非常重要的一環；傳統式的沉箱工法包含有開口沉箱工法、壓氣式沉箱工法、水中沉箱工法及壓重沉箱工法，傳統式的沉箱工法需要靠超挖該沉箱底部的地盤，使該沉箱以自身重量下沉，但可能發生砂湧及地盤隆起等損鄰事件，亦可能發生該沉箱下沉時受力不均而使該沉箱垂直度偏移，故目前大多採用壓入式沉箱工法，其利用裝設於地下之一地錨作為反作用力，藉由液壓千斤頂在竹節夾具段上下交互作用，透過液壓千斤頂的夾具夾固於竹節夾具段進行垂直傳導，並藉由液壓千斤頂於竹節夾具段上驅動下降的力量大於刃口抵抗力及箱體周邊摩擦力的特點使沉箱下沉。
但目前不論是傳統式沉箱工法或壓入式沉箱工法於施工上仍有問題亟待克服，主因在沉箱工法施作前，必須先檢測所欲壓入的地盤狀況，一旦地盤中具有硬度較硬的岩盤石塊便無法立即使用沉箱工法，需先將此岩盤石塊破碎處理掉並將其挖掘區域置換填補成土砂後方能進行後續的沉箱工法，對此，破碎、取出、置換等前置處理作業則徒耗大量的施工時間、置放空間、運輸成本，無法在沉箱下沉時同時進行處理而造成成本上的增加及時間的浪費。
承上，另一個缺失在於當該沉箱下沉遇到土砂高低不平時，無法立即破壞土砂而造成該沉箱偏移，如第1圖所示，當該沉箱1下沉遇到高低不平的地盤R時，導致該沉箱1左側下方的刃口10先抵觸到地盤R，若無法立即破壞左邊的地盤R，便會造成該沉箱1偏移而影響施工的精準度。再者，請參考第2圖所示，當利用挖土機具挖掘該沉箱1內部的土砂時，由於該沉箱1的壁體11具有一定厚度而形成死角的一區域R1，導致挖土機具無法挖掘到壁體11下端區域R1的土砂而造成該沉箱1無法順利下沉。故，現有沉箱工法仍有加以改良之必要。
本發明的目的在於提出一種可適用於傳統沉箱工法及壓入式沉箱工法的沉箱結構及其應用工法。
根據前述目的，本發明提出一種沉箱結構，其包含有一箱體，該箱體包含有一位於該箱體內部的容置通道，一連通該容置通道且位於該箱體一端的第一開口，一連通該容置通道且位於該箱體遠離該第一開口一端的第二開口，一環繞該容置通道、該第一開口及該第二開口的壁身，以及複數分佈且貫通該壁身的中空通道，該些中空通道平行於該壁身。
再者，本發明提出一種應用如所述沉箱結構的沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟一：將該箱體壓入於一預定區域中的一地盤上；
步驟二：利用一挖土機具挖掘該地盤上的異物，並自該箱體內部排出；
步驟三：將該箱體下沉至該地盤；以及
步驟四：重複步驟二及步驟三使該箱體下沉至該地盤之預定深度。
進一步地，在步驟二之中更包含有利用一清除機具穿伸該些中空通道以破壞鄰近於該些中空通道的異物。
進一步地，於步驟四之後，更包含有步驟五：利用一沖刷機具穿伸該些中空通道以清除該箱體底部的異物。
再者，本發明提出另一種應用如所述沉箱結構的沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟A：將該箱體壓入於一預定區域中的一地盤上；
步驟B：裝設一壓入設備於該箱體上，該壓入設備包含有至少一連接該箱體的反力桁架及至少一連接該反力桁架的千斤頂；
步驟C：利用一挖土機具挖掘該地盤上的異物，並自該箱體內部排出；
步驟D：利用該千斤頂推抵該反力桁架帶動該箱體下沉；以及
步驟E：重複步驟C及步驟D使該箱體下沉至該地盤之預定深度。
進一步地，在步驟C之中更包含有利用一清除機具穿伸該些中空通道以破壞鄰近於該些中空通道的異物。
進一步地，於步驟E之後，更包含有步驟F：利用一沖刷機具穿伸該些中空通道以清除該箱體底部的異物。
本發明之特點在於：
1.本發明在該箱體下沉中同時能藉由該清除機具穿伸每一該中空通道並以該清除機具破壞該壁身下端且鄰近於每一該中空通道的異物，以克服習知無法同時下沉操作與岩盤破壞同步進行的作業缺失，大幅減少前置處理時間、空間浪費而有效降低成本提高施工效率。
2.本發明當該箱體下沉遇到高低不平的異物時，可透過該額外增設的該清除機具穿伸於該中空通道並以該清除機具立即破壞該壁身下端且鄰近於每一該中空通道的異物，避免該箱體受力不均而偏移。
3.本發明藉由該清除機具穿伸每一該中空通道並以該清除機具破壞鄰近於該壁身下端且鄰近於每一該中空通道的異物，以克服習知挖土機具不易挖掘到該箱體壁身下端死角區域內的異物而造成該箱體下沉的阻礙。
4.本發明藉由該沖刷機具穿伸每一該中空通道並以該沖刷機具沖刷清洗該箱體底部的異物，避免異物影響到該箱體底部的封底作業。
根據前述目的，本發明提出一種沉箱結構，其包含有一箱體，該箱體包含有一位於該箱體內部的容置通道，一連通該容置通道且位於該箱體一端的第一開口，一連通該容置通道且位於該箱體遠離該第一開口一端的第二開口，一環繞該容置通道、該第一開口及該第二開口的壁身，以及複數分佈且貫通該壁身的中空通道，該些中空通道平行於該壁身。
再者，本發明提出一種應用如所述沉箱結構的沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟一：將該箱體壓入於一預定區域中的一地盤上；
步驟二：利用一挖土機具挖掘該地盤上的異物，並自該箱體內部排出；
步驟三：將該箱體下沉至該地盤；以及
步驟四：重複步驟二及步驟三使該箱體下沉至該地盤之預定深度。
進一步地，在步驟二之中更包含有利用一清除機具穿伸該些中空通道以破壞鄰近於該些中空通道的異物。
進一步地，於步驟四之後，更包含有步驟五：利用一沖刷機具穿伸該些中空通道以清除該箱體底部的異物。
再者，本發明提出另一種應用如所述沉箱結構的沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟A：將該箱體壓入於一預定區域中的一地盤上；
步驟B：裝設一壓入設備於該箱體上，該壓入設備包含有至少一連接該箱體的反力桁架及至少一連接該反力桁架的千斤頂；
步驟C：利用一挖土機具挖掘該地盤上的異物，並自該箱體內部排出；
步驟D：利用該千斤頂推抵該反力桁架帶動該箱體下沉；以及
步驟E：重複步驟C及步驟D使該箱體下沉至該地盤之預定深度。
進一步地，在步驟C之中更包含有利用一清除機具穿伸該些中空通道以破壞鄰近於該些中空通道的異物。
進一步地，於步驟E之後，更包含有步驟F：利用一沖刷機具穿伸該些中空通道以清除該箱體底部的異物。
本發明之特點在於：
1.本發明在該箱體下沉中同時能藉由該清除機具穿伸每一該中空通道並以該清除機具破壞該壁身下端且鄰近於每一該中空通道的異物，以克服習知無法同時下沉操作與岩盤破壞同步進行的作業缺失，大幅減少前置處理時間、空間浪費而有效降低成本提高施工效率。
2.本發明當該箱體下沉遇到高低不平的異物時，可透過該額外增設的該清除機具穿伸於該中空通道並以該清除機具立即破壞該壁身下端且鄰近於每一該中空通道的異物，避免該箱體受力不均而偏移。
3.本發明藉由該清除機具穿伸每一該中空通道並以該清除機具破壞鄰近於該壁身下端且鄰近於每一該中空通道的異物，以克服習知挖土機具不易挖掘到該箱體壁身下端死角區域內的異物而造成該箱體下沉的阻礙。
4.本發明藉由該沖刷機具穿伸每一該中空通道並以該沖刷機具沖刷清洗該箱體底部的異物，避免異物影響到該箱體底部的封底作業。
﹝習知﹞
1‧‧‧沉箱
10‧‧‧刃口
11‧‧‧壁體
R‧‧‧地盤
R1‧‧‧區域
﹝本發明﹞
2‧‧‧箱體
20‧‧‧容置通道
21‧‧‧第一開口
22‧‧‧第二開口
23‧‧‧壁身
24‧‧‧中空通道
25‧‧‧金屬刃口
3‧‧‧挖土機具
4‧‧‧壓入設備
40‧‧‧反力桁架
41‧‧‧千斤頂
42‧‧‧拉力元件
43‧‧‧地錨器
5‧‧‧清除機具
6‧‧‧沖刷機具
R2‧‧‧預定區域
1‧‧‧沉箱
10‧‧‧刃口
11‧‧‧壁體
R‧‧‧地盤
R1‧‧‧區域
﹝本發明﹞
2‧‧‧箱體
20‧‧‧容置通道
21‧‧‧第一開口
22‧‧‧第二開口
23‧‧‧壁身
24‧‧‧中空通道
25‧‧‧金屬刃口
3‧‧‧挖土機具
4‧‧‧壓入設備
40‧‧‧反力桁架
41‧‧‧千斤頂
42‧‧‧拉力元件
43‧‧‧地錨器
5‧‧‧清除機具
6‧‧‧沖刷機具
R2‧‧‧預定區域
第1圖：為習知沉箱工法一種缺失的剖視圖。
第2圖：為習知沉箱工法另一種缺失的剖視圖。
第3-1圖：為本發明沉箱結構的立體圖。
第3-2圖：為第3-1圖於A-A位置的剖視圖。
第4圖：為第3-1圖的第一種沉箱應用工法的流程圖。
第5圖：為第4圖施工的剖視圖。
第6圖：為第一種沉箱應用工法的沖刷機具的剖視圖。
第7圖：為第3-1圖的第二種沉箱應用工法的流程圖。
第8圖：為第7圖施工的剖視圖。
第2圖：為習知沉箱工法另一種缺失的剖視圖。
第3-1圖：為本發明沉箱結構的立體圖。
第3-2圖：為第3-1圖於A-A位置的剖視圖。
第4圖：為第3-1圖的第一種沉箱應用工法的流程圖。
第5圖：為第4圖施工的剖視圖。
第6圖：為第一種沉箱應用工法的沖刷機具的剖視圖。
第7圖：為第3-1圖的第二種沉箱應用工法的流程圖。
第8圖：為第7圖施工的剖視圖。
以下配合所附的圖示，詳加說明本發明的結構如何組合、使用，應當更容易瞭解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
本發明提出一種沉箱結構，如第3-1圖及第3-2圖所示，以及提出兩種沉箱應用工法，分別如第5圖及第7圖所示。
復閱第3-1圖及第3-2圖所示，該沉箱結構包含有一箱體2，該箱體2包含有一位於該箱體2內部的容置通道20，一連通該容置通道20且位於該箱體2一端的第一開口21，一連通該容置通道20且位於該箱體2遠離該第一開口21一端的第二開口22，一環繞該容置通道20、該第一開口21及該第二開口22的壁身23，以及複數分佈且貫通該壁身23的中空通道24，該些中空通道24平行於該壁身23。其中該些中空通道24係供一挖掘或清除機具穿伸或吊掛的通道，用以破壞該壁身23下端且鄰近於該些中空通道24的異物，避免異物造成該箱體2偏移或下沉的阻礙；其中，異物通常泛指地盤內的岩盤、石塊、土砂或礦物等影響施工的介質。當該箱體2於沉箱工法施工時，一旦該箱體2下沉過程中該金屬刃口25先抵觸到異物而無法利用如挖掘機具挖掘的窘境時，便可立即利用如挖掘/清除機具穿伸或吊掛於該些中空通道24內使其下降垂申到該箱體2底端的地盤內用以破壞該箱體2所遭遇到的異物，讓該箱體2能順利輕鬆的下沉。而當該箱體2下沉過程中，無法利用如挖掘機具挖掘該箱體2底端死角區域的缺失同樣可藉由挖掘機具穿伸該些中空通道24來改善。對此，本發明確實有效改善如習知第1圖及第2圖遇到岩盤後便難以持續下沉作業或者是造成下沉阻礙的窘境。進一步地，為了保持該箱體2的內外壓力平衡，在沉箱施工中會在該箱體2內加入水至一地下水位線使其平衡，由於在該箱體2內部的水導致在挖掘過程中無法準確掌握到位於水下深度的異物而無法挖掘以讓該箱體2順利下沉，因此可藉由如挖掘/清除機具穿伸或吊掛於該些中空通道24以破壞位於水下深度的異物。
進一步地，復閱第3-1圖及第3-2圖所示，本發明之該沉箱結構更包含有複數分佈於該壁身23下端的金屬刃口25，該些金屬刃口25與該壁身23下端呈倒角狀，其係方便當該箱體2下沉時透過該些金屬刃口25排除砂土或岩盤形成一股下切的助力，使該箱體2順利下沉。此外，本發明為了使該些中空通道24能發揮出最大功效，在本案實施例中，每一該金屬刃口25設置於該箱體2周邊下端而不抵觸到每一該中空通道24，但不依此實施態樣為限。
進一步地，本發明有別於現有技術之的重要改良在於更包含有一穿伸該箱體2之該些中空通道24的開挖/清除機具5或者一穿伸該箱體2之該些中空通道24的沖刷機具6，如第5圖及第6圖所示。因為在沉箱施工過程中雖然有外部挖掘機具來清除該箱體2內部的砂土或岩盤，然而該箱體2底部往往容易形成死角地帶使前述挖掘機具不易加以清除或是清除不到，便會對該箱體2造成下沉阻礙進而影響施工。一旦該箱體2底端任一處於下沉過程中遇到異物而造成該箱體2的受力不均導致該箱體2偏移而影響施工的精準度，或者是碰到大型或硬質岩盤而形成該箱體2的下沉阻礙時，便可藉由該清除機具5穿過該中空通道24並對該壁身23下端鄰近於每一該中空通道24的異物進行排除立即破壞造成阻礙的異物使該箱體2能順利下沉，用以避免該箱體2偏移或停滯，克服習知如第1圖及第2圖所示的缺失，使該箱體2順利下沉。且如前述段落所言，沉箱施工中會在該箱體2內加入水至該地下水位線以平衡該箱體2的內外壓力，導致挖掘過程中無法準確掌握到位於水下深度的異物而無法挖掘以讓該箱體2順利下沉，因此可藉由該挖掘/清除機具5穿伸或吊掛於該些中空通道24以破壞位於水下深度的異物。除此之外，當該箱體2下沉至一預定深度而欲進行該箱體2底部的封底作業時，仍可透過該沖刷機具6沖洗及排出該箱體2底部或內部的異物及附著於每一該金屬刃口24的異物，避免異物影響該箱體2封底作業的施工。對此，該開挖/清除機具5係供破壞該箱體2下端且鄰近於該些中空通道24的異物而該沖刷機具6則可提供沖洗清除該箱體2底部的異物，讓沉箱能更順利更有效率的完成，完全克服現有沉箱壓入工程面臨的問題，實為一創新之發明。在本案實施例中，該地下水位線及該預定深度皆為實際施工遇到的狀況，故不在加以贅述。在本案實施例中，該清除機具5設為破碎機或挖坑機或螺旋鑽機或其他可穿伸該些中空通道24而破壞異物的機具，該沖刷機具6設為高壓清洗機或抽水機或抽泥機或其他用以清除該箱體2底部的異物，但不依此實施態樣為限。
接續用以說明上述本發明的沉箱結構應用於傳統沉箱工程的方法，請參考第4圖至第6圖所示，本發明提出一種沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟一：將具有上述沉箱結構的該箱體2壓入於一預定區域R2中的一地盤上。
步驟二：利用一挖土機具3經由該容置通道20來挖掘該地盤上的異物，並將異物自該箱體2內部排出。
步驟三：將該箱體2下沉至該地盤。
步驟四：重複步驟二及步驟三使該箱體2下沉至該地盤之預定深度。
步驟五：利用該沖刷機具6穿伸該些中空通道24以清除該箱體2底部的異物，藉此，避免異物影響到後續的該箱體2底部的封底作業。此外，該沖刷機具6亦可經由該箱體2內部的該容置通道20來清除該箱體2底部的異物。
進一步地，在步驟二之中更包含有利用該開挖/清除機具5穿伸該些中空通道24以破壞鄰近於該些中空通道24的異物，藉此，避免異物造成該箱體2偏移而影響施工。其中，在本案的第一種應用工法中的步驟可適用於傳統沉箱工法，例如：開口沉箱工法、壓氣式沉箱工法、水中沉箱工法及壓重沉箱工法等，其工法係以超挖方式挖掘該地盤，並以該箱體2的本身載重重量傳遞至每一該金屬刃口25，利用該些金屬刃口25切割該地盤而使該箱體2下沉，但不依此為限。
接續用以說明上述本發明的沉箱結構應用於壓入式沉箱工程的方法，請參考第7圖及第8圖所示，本發明提出另一種沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟A：將具有上述沉箱結構的該箱體2壓入於該預定區域R2中的該地盤上。
步驟B：裝設一壓入設備4於該箱體2上，該壓入設備4包含有至少一連接在該箱體2上端的的反力桁架40及至少一連接在該反力桁架40上端的千斤頂41。在本案實施例中，該反力桁架40設為一個，該千斤頂41設為二個，但不依此實施態樣為限。
步驟C：利用該挖土機具3經由該容置通道20來挖掘該地盤上的異物，並自該箱體2內部排出；
步驟D：利用該千斤頂41推抵該反力桁架40帶動該箱體2下沉。
步驟E：重複步驟C及步驟D使該箱體2下沉至該地盤之預定深度。
步驟F：利用該沖刷機具6(請參考第6圖所示)穿伸該些中空通道24以清除該箱體2底部的異物，藉此，避免異物影響到後續的該箱體2底部的封底作業。此外，該沖刷機具6亦可經由該箱體2內部的該容置通道20來清除該箱體2底部的異物。
進一步地，在步驟C之中更包含有利用該開挖/清除機具5穿伸該些中空通道24以破壞鄰近於該些中空通道的異物，藉此，避免異物造成該箱體2偏移而影響施工。
在本發明的第二種應用工法中的步驟可適用於壓入式沉箱工法，且在施工過程中搭配複數相互垂直串接並穿設該反力桁架40及該千斤頂41的拉力元件42，及一連接在最底端的該複數拉力元件42並固定於該地盤上的地錨器431，藉由該地錨器43在施工中給予該反力桁架40、該千斤頂41及該些拉力元件42的連結強度及穩定度，讓該千斤頂41能於該些拉力元件42上藉由反作用力連續向下作動抵推該反力桁架40，進而帶動該箱體2下沉至預定深度。其中，該千斤頂41具有複數可以夾固於該些拉力元件42的夾具；每一該拉力元件42為可以相互串接另一該拉力元件42且為金屬製的一種連接件；該地錨器43是透過將複數鋼絞線裝設於一基座上而固定於地盤的一種裝置，功能上，地錨係將所需拉力由主要結構體傳遞至周圍緊密地層中；唯前述所提之該千斤頂41、該些拉力元件42及該地錨器43係為現有之工法，故不在加以描述其細節部分。
綜上所述，本發明透過該開挖/清除機具5穿伸於該箱體2之該壁身23的該些中空通道24，以破壞該壁身23下端且鄰近於每一該中空通道24的異物，藉此改善習知的三種缺失。且，在沉箱施工中會在該箱體2內加入水至一地下水位線使其該箱體2內外平衡，導致在挖掘過程中無法準確掌握到位於水下深度的異物而無法挖掘以讓該箱體2順利下沉，亦可藉由該挖掘/清除機具5穿伸或吊掛於該些中空通道24以破壞位於水下深度的異物。此外，本發明亦可透過該沖刷機具6穿伸貫通於該箱體2之該壁身23的該些中空通道24，以清除該箱體2底部的異物及附著於每一該金屬刃口25上的異物，避免異物影響到該箱體2底部的封底作業。
惟前述者僅為本發明的較佳實施例，其目的在使熟習該項技藝者能夠瞭解本發明的內容而據以實施，並非用來限定本發明實施的範圍；故舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造及特徵所為的均等變化或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。
本發明提出一種沉箱結構，如第3-1圖及第3-2圖所示，以及提出兩種沉箱應用工法，分別如第5圖及第7圖所示。
復閱第3-1圖及第3-2圖所示，該沉箱結構包含有一箱體2，該箱體2包含有一位於該箱體2內部的容置通道20，一連通該容置通道20且位於該箱體2一端的第一開口21，一連通該容置通道20且位於該箱體2遠離該第一開口21一端的第二開口22，一環繞該容置通道20、該第一開口21及該第二開口22的壁身23，以及複數分佈且貫通該壁身23的中空通道24，該些中空通道24平行於該壁身23。其中該些中空通道24係供一挖掘或清除機具穿伸或吊掛的通道，用以破壞該壁身23下端且鄰近於該些中空通道24的異物，避免異物造成該箱體2偏移或下沉的阻礙；其中，異物通常泛指地盤內的岩盤、石塊、土砂或礦物等影響施工的介質。當該箱體2於沉箱工法施工時，一旦該箱體2下沉過程中該金屬刃口25先抵觸到異物而無法利用如挖掘機具挖掘的窘境時，便可立即利用如挖掘/清除機具穿伸或吊掛於該些中空通道24內使其下降垂申到該箱體2底端的地盤內用以破壞該箱體2所遭遇到的異物，讓該箱體2能順利輕鬆的下沉。而當該箱體2下沉過程中，無法利用如挖掘機具挖掘該箱體2底端死角區域的缺失同樣可藉由挖掘機具穿伸該些中空通道24來改善。對此，本發明確實有效改善如習知第1圖及第2圖遇到岩盤後便難以持續下沉作業或者是造成下沉阻礙的窘境。進一步地，為了保持該箱體2的內外壓力平衡，在沉箱施工中會在該箱體2內加入水至一地下水位線使其平衡，由於在該箱體2內部的水導致在挖掘過程中無法準確掌握到位於水下深度的異物而無法挖掘以讓該箱體2順利下沉，因此可藉由如挖掘/清除機具穿伸或吊掛於該些中空通道24以破壞位於水下深度的異物。
進一步地，復閱第3-1圖及第3-2圖所示，本發明之該沉箱結構更包含有複數分佈於該壁身23下端的金屬刃口25，該些金屬刃口25與該壁身23下端呈倒角狀，其係方便當該箱體2下沉時透過該些金屬刃口25排除砂土或岩盤形成一股下切的助力，使該箱體2順利下沉。此外，本發明為了使該些中空通道24能發揮出最大功效，在本案實施例中，每一該金屬刃口25設置於該箱體2周邊下端而不抵觸到每一該中空通道24，但不依此實施態樣為限。
進一步地，本發明有別於現有技術之的重要改良在於更包含有一穿伸該箱體2之該些中空通道24的開挖/清除機具5或者一穿伸該箱體2之該些中空通道24的沖刷機具6，如第5圖及第6圖所示。因為在沉箱施工過程中雖然有外部挖掘機具來清除該箱體2內部的砂土或岩盤，然而該箱體2底部往往容易形成死角地帶使前述挖掘機具不易加以清除或是清除不到，便會對該箱體2造成下沉阻礙進而影響施工。一旦該箱體2底端任一處於下沉過程中遇到異物而造成該箱體2的受力不均導致該箱體2偏移而影響施工的精準度，或者是碰到大型或硬質岩盤而形成該箱體2的下沉阻礙時，便可藉由該清除機具5穿過該中空通道24並對該壁身23下端鄰近於每一該中空通道24的異物進行排除立即破壞造成阻礙的異物使該箱體2能順利下沉，用以避免該箱體2偏移或停滯，克服習知如第1圖及第2圖所示的缺失，使該箱體2順利下沉。且如前述段落所言，沉箱施工中會在該箱體2內加入水至該地下水位線以平衡該箱體2的內外壓力，導致挖掘過程中無法準確掌握到位於水下深度的異物而無法挖掘以讓該箱體2順利下沉，因此可藉由該挖掘/清除機具5穿伸或吊掛於該些中空通道24以破壞位於水下深度的異物。除此之外，當該箱體2下沉至一預定深度而欲進行該箱體2底部的封底作業時，仍可透過該沖刷機具6沖洗及排出該箱體2底部或內部的異物及附著於每一該金屬刃口24的異物，避免異物影響該箱體2封底作業的施工。對此，該開挖/清除機具5係供破壞該箱體2下端且鄰近於該些中空通道24的異物而該沖刷機具6則可提供沖洗清除該箱體2底部的異物，讓沉箱能更順利更有效率的完成，完全克服現有沉箱壓入工程面臨的問題，實為一創新之發明。在本案實施例中，該地下水位線及該預定深度皆為實際施工遇到的狀況，故不在加以贅述。在本案實施例中，該清除機具5設為破碎機或挖坑機或螺旋鑽機或其他可穿伸該些中空通道24而破壞異物的機具，該沖刷機具6設為高壓清洗機或抽水機或抽泥機或其他用以清除該箱體2底部的異物，但不依此實施態樣為限。
接續用以說明上述本發明的沉箱結構應用於傳統沉箱工程的方法，請參考第4圖至第6圖所示，本發明提出一種沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟一：將具有上述沉箱結構的該箱體2壓入於一預定區域R2中的一地盤上。
步驟二：利用一挖土機具3經由該容置通道20來挖掘該地盤上的異物，並將異物自該箱體2內部排出。
步驟三：將該箱體2下沉至該地盤。
步驟四：重複步驟二及步驟三使該箱體2下沉至該地盤之預定深度。
步驟五：利用該沖刷機具6穿伸該些中空通道24以清除該箱體2底部的異物，藉此，避免異物影響到後續的該箱體2底部的封底作業。此外，該沖刷機具6亦可經由該箱體2內部的該容置通道20來清除該箱體2底部的異物。
進一步地，在步驟二之中更包含有利用該開挖/清除機具5穿伸該些中空通道24以破壞鄰近於該些中空通道24的異物，藉此，避免異物造成該箱體2偏移而影響施工。其中，在本案的第一種應用工法中的步驟可適用於傳統沉箱工法，例如：開口沉箱工法、壓氣式沉箱工法、水中沉箱工法及壓重沉箱工法等，其工法係以超挖方式挖掘該地盤，並以該箱體2的本身載重重量傳遞至每一該金屬刃口25，利用該些金屬刃口25切割該地盤而使該箱體2下沉，但不依此為限。
接續用以說明上述本發明的沉箱結構應用於壓入式沉箱工程的方法，請參考第7圖及第8圖所示，本發明提出另一種沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟A：將具有上述沉箱結構的該箱體2壓入於該預定區域R2中的該地盤上。
步驟B：裝設一壓入設備4於該箱體2上，該壓入設備4包含有至少一連接在該箱體2上端的的反力桁架40及至少一連接在該反力桁架40上端的千斤頂41。在本案實施例中，該反力桁架40設為一個，該千斤頂41設為二個，但不依此實施態樣為限。
步驟C：利用該挖土機具3經由該容置通道20來挖掘該地盤上的異物，並自該箱體2內部排出；
步驟D：利用該千斤頂41推抵該反力桁架40帶動該箱體2下沉。
步驟E：重複步驟C及步驟D使該箱體2下沉至該地盤之預定深度。
步驟F：利用該沖刷機具6(請參考第6圖所示)穿伸該些中空通道24以清除該箱體2底部的異物，藉此，避免異物影響到後續的該箱體2底部的封底作業。此外，該沖刷機具6亦可經由該箱體2內部的該容置通道20來清除該箱體2底部的異物。
進一步地，在步驟C之中更包含有利用該開挖/清除機具5穿伸該些中空通道24以破壞鄰近於該些中空通道的異物，藉此，避免異物造成該箱體2偏移而影響施工。
在本發明的第二種應用工法中的步驟可適用於壓入式沉箱工法，且在施工過程中搭配複數相互垂直串接並穿設該反力桁架40及該千斤頂41的拉力元件42，及一連接在最底端的該複數拉力元件42並固定於該地盤上的地錨器431，藉由該地錨器43在施工中給予該反力桁架40、該千斤頂41及該些拉力元件42的連結強度及穩定度，讓該千斤頂41能於該些拉力元件42上藉由反作用力連續向下作動抵推該反力桁架40，進而帶動該箱體2下沉至預定深度。其中，該千斤頂41具有複數可以夾固於該些拉力元件42的夾具；每一該拉力元件42為可以相互串接另一該拉力元件42且為金屬製的一種連接件；該地錨器43是透過將複數鋼絞線裝設於一基座上而固定於地盤的一種裝置，功能上，地錨係將所需拉力由主要結構體傳遞至周圍緊密地層中；唯前述所提之該千斤頂41、該些拉力元件42及該地錨器43係為現有之工法，故不在加以描述其細節部分。
綜上所述，本發明透過該開挖/清除機具5穿伸於該箱體2之該壁身23的該些中空通道24，以破壞該壁身23下端且鄰近於每一該中空通道24的異物，藉此改善習知的三種缺失。且，在沉箱施工中會在該箱體2內加入水至一地下水位線使其該箱體2內外平衡，導致在挖掘過程中無法準確掌握到位於水下深度的異物而無法挖掘以讓該箱體2順利下沉，亦可藉由該挖掘/清除機具5穿伸或吊掛於該些中空通道24以破壞位於水下深度的異物。此外，本發明亦可透過該沖刷機具6穿伸貫通於該箱體2之該壁身23的該些中空通道24，以清除該箱體2底部的異物及附著於每一該金屬刃口25上的異物，避免異物影響到該箱體2底部的封底作業。
惟前述者僅為本發明的較佳實施例，其目的在使熟習該項技藝者能夠瞭解本發明的內容而據以實施，並非用來限定本發明實施的範圍；故舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造及特徵所為的均等變化或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。
國內寄存資訊【請依寄存機構、日期、號碼順序註記】
國外寄存資訊【請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記】
2‧‧‧箱體
20‧‧‧容置通道
21‧‧‧第一開口
23‧‧‧壁身
24‧‧‧中空通道
25‧‧‧金屬刃口
Claims (10)
- 【第1項】一種沉箱結構，適用於沉箱工法的工程，其包含有：一箱體，該箱體包含有一位於該箱體內部的容置通道，一連通該容置通道且位於該箱體一端的第一開口，一連通該容置通道且位於該箱體遠離該第一開口一端的第二開口，一環繞該容置通道、該第一開口及該第二開口的壁身，以及複數分佈且貫通該壁身的中空通道，該些中空通道平行於該壁身。
- 【第2項】如申請專利範圍第1項所述之沉箱結構，更包含有複數分佈於該壁身下端的金屬刃口，該些金屬刃口與該壁身下端呈倒角狀。
- 【第3項】如申請專利範圍第1項所述之沉箱結構，更包含有一穿伸該些中空通道的清除機具。
- 【第4項】如申請專利範圍第1項所述之沉箱結構，更包含有一穿伸該些中空通道的沖刷機具。
- 【第5項】一種應用如申請專利範圍第1項所述之沉箱結構的沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟一：將該箱體壓入於一預定區域中的一地盤上；
步驟二：利用一挖土機具挖掘該地盤上的異物，並自該箱體內部排出；
步驟三：將該箱體下沉至該地盤；以及
步驟四：重複步驟二及步驟三使該箱體下沉至該地盤之預定深度。 - 【第6項】如申請專利範圍第5項所述之沉箱應用工法，其中，在步驟二之中更包含有利用一清除機具穿伸該些中空通道以破壞鄰近於該些中空通道的異物。
- 【第7項】如申請專利範圍第5項所述之沉箱應用工法，於步驟四之後，更包含有步驟五：利用一沖刷機具穿伸該些中空通道以清除該箱體底部的異物。
- 【第8項】一種應用如申請專利範圍第1項所述之沉箱結構的沉箱應用工法，其包含有以下步驟：
步驟A：將該箱體壓入於一預定區域中的一地盤上；
步驟B：裝設一壓入設備於該箱體上，該壓入設備包含有至少一連接該箱體的反力桁架及至少一連接該反力桁架的千斤頂；
步驟C：利用一挖土機具挖掘該地盤上的異物，並自該箱體內部排出；
步驟D：利用該千斤頂推抵該反力桁架帶動該箱體下沉；以及
步驟E：重複步驟C及步驟D使該箱體下沉至該地盤之預定深度。 - 【第9項】如申請專利範圍第8項所述之沉箱應用工法，其中，在步驟C之中更包含有利用一清除機具穿伸該些中空通道以破壞鄰近於該些中空通道的異物。
- 【第10項】如申請專利範圍第8項所述之沉箱應用工法，於步驟E之後，更包含有步驟F：利用一沖刷機具穿伸該些中空通道以清除該箱體底部的異物。
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