TWI507586B - Application of jacking structure into pressure caisson method - Google Patents

Description

應用千斤頂結構的壓入沉箱工法

本發明係關於一種壓入沉箱工法，尤其是指一種應用中空千斤頂結構的壓入沉箱工法。

沉箱能做為道路、鐵路等橋樑基礎，其與其他現場施作之地下基樁工法相比，於地面上施作之品質與剛性都比其他地下施工之結構物擁有更好的耐震性。另外，比起地下基樁工法需要大面積之基礎板，沉箱基礎佔用面積小，在市區狹窄空間施工時，可發揮其優勢，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。

傳統式的沉箱因為需要靠超挖始使周邊地盤崩塌，進而帶動沈箱下沈，但可能發生砂湧及鼓起等損鄰事件，故目前大多採用壓入式的沉箱工法，藉由打設於地下之地錨為反力，藉由夾具段傳導至油壓千斤頂，利用油壓千斤頂的力量勝過刃口抵抗力及周邊摩擦力之沈箱沈設工法。

惟，在高深度之基礎工程，採用現有的壓入沉箱工法可能無法確實的以高精度施工，故壓入沉箱工法仍具有改善的空間。

本發明的目的在於提出一種應用千斤頂結構而達到高精度施工的壓入沉箱工法。

本發明提出一種應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，包括一預製步驟、一構築步驟及一壓入步驟，該預製步驟包括打設反力用的一地錨並灌注混凝土養生後進行拉拔試驗，再設置墊木與金屬製刃口，該構築步驟包括構築施工架、鋼筋、模板組並澆注混凝土，養生完成後拆模，其特徵在於：該壓入步驟包括設置一壓入設備並挖掘內部土沙，該壓入設備包括一反力桁架、與該反力桁架連接的一中空千斤頂、與該反力桁架連接的一沉箱、穿設於該中空千斤頂並向下延伸的複數段拉力元件，該中空千斤頂包括一外缸體及設於外缸體內的一內缸體，該外缸體具有一第一夾具，該內缸體具有一第二夾具，當排出內部土砂後鬆開該第一夾具並液壓驅動該外缸體後再以該第一夾具夾住該拉力元件的一段以致與該地錨形成反力，使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉，此時再次挖掘內部土沙並排出，先鬆開該第二夾具並液壓驅動該內缸體後再以第二夾具夾住該拉力元件另一段，再鬆開該第一夾具並液壓驅動該外缸體後再以該第一夾具夾住該拉力元件另一段，再次使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉，並重複此步驟作動使該沉箱壓入至預定深度為止。

本發明特點在於應用具有第一夾具與第二夾具的中空千斤頂結構來達到高精度的壓入沉箱工法。

1‧‧‧預製步驟

11‧‧‧地錨

12‧‧‧地錨續接器

13‧‧‧調整座

2‧‧‧構築步驟

3‧‧‧壓入步驟

4‧‧‧壓入設備

41‧‧‧反力桁架

42、42a‧‧‧中空千斤頂

421a‧‧‧第一基座

422a‧‧‧第二基座

43‧‧‧沉箱

44‧‧‧拉力元件

441‧‧‧凸接部

442‧‧‧凹接部

443‧‧‧套接部

45、481a‧‧‧外缸體

451、451a‧‧‧第一夾具

46、482a‧‧‧內缸體

461‧‧‧第二夾具

471a、472a‧‧‧通孔

48a‧‧‧驅動單元

49a‧‧‧吊掛件

第1圖：為本發明步驟方塊圖。

第2圖：為本發明實施示意圖(一)。

第3圖：為本發明實施示意圖(二)。

第4圖：為本發明實施示意圖(三)。

第5-1圖：為本發明壓入步驟中空千斤頂連續作動示意圖(一)。

第5-2圖：為本發明壓入步驟中空千斤頂連續作動示意圖(二)。

第5-3圖：為本發明壓入步驟中空千斤頂連續作動示意圖(三)。

第6圖：為本發明沉箱壓入示意圖。

第7圖：為本發明拉力元件的示意圖。

第8圖：為本發明壓入步驟應用另一態樣的中空千斤頂的立體圖。

第9圖：為本發明以另一態樣的中空千斤頂實施的示意圖。

請參照第1圖，本發明包括預製步驟1、構築步驟2及壓入步驟3，一併參照第2圖，該預製步驟1包括打設反力用的一地錨11並灌注混凝土養生後進行拉拔試驗，再設置墊木與金屬製刃口，詳言之，該預製步驟1從地面施工開始，以鑽堡施作鑽孔，此後將鋼絞線一端裝設於鑽孔並灌注混凝土在鑽孔內，使鋼絞線固定在鑽孔內，再將鋼絞線另一端裝設於該地錨11，使該地錨11錨礎於硬質地盤，待混凝土凝固後對該地錨11進行拉拔試驗，拉拔試驗是用以判斷該地錨11是否足以承受實際作業載重，此後設置墊木及金屬製刃口，而金屬製刃口連接在墊木上且金屬製刃口面向地盤，接續設置後續壓入設備所需數量之地錨續接器12及調整座13(參第4圖)，再視地盤狀況施以地盤改良等前置作業，該構築步驟2包括構築施工架、鋼筋、模板組並澆注混凝土，養生完 成後拆模，詳言之，將施工架、鋼筋、模板組構築在墊木及金屬製刃口上而使施工架、鋼筋、模板組圍繞出一第一容置空間及一圍繞該第一容置空間並位於墊木上的第二容置空間，此後對該第二容置空間澆注混凝土，待混凝土凝固後拆除施工架、鋼筋、模板組，使凝固的混凝土形成一包含金屬製刃口及該第一容置空間的沉箱43，金屬製刃口分佈於該沉箱43底部，而該第一容置空間則設於該沉箱43內部，該構築步驟2的構築該沉箱43之作業與預製步驟1中安裝該地錨11之作業相同係皆為已知的施作工法，而本發明的主要特徵在於該壓入步驟3，該壓入步驟3包括： 設置一如第3圖至第6圖所示的壓入設備4並挖掘內部土沙，該壓入設備4包括一反力桁架41、與該反力桁架41連接的一中空千斤頂42、與該反力桁架41連接的該沉箱43、穿設於該反力桁架41及該中空千斤頂42並向下延伸的複數段拉力元件44，該中空千斤頂42包括一外缸體45及設於外缸體45內的一內缸體46，該外缸體45具有一第一夾具451，該第一夾具451連接於該外缸體45內部底端，該內缸體46具有一第二夾具461，該第二夾具461連接於該內缸體46內部頂端，此時利用例如挖土機或抓斗機具等常見開挖工具挖掘該沉箱43內部土砂，當排出該沉箱43內部土砂後鬆開該第一夾具451並液壓驅動該外缸體45後再以該第一夾具451夾住該拉力元件44的一段以致與該地錨11、地錨續接器12及調整座13形成反力，使該中空千斤頂42頂推該反力桁架41而使該反力桁架41推抵該沉箱43下沉，此時再次挖掘該沉箱43內部土沙並排出，則可先鬆開該第二夾具461並液壓驅動該內缸體46後再以第二夾具461夾住該拉力元件44的另一段，再鬆開該第一夾具451並液壓驅 動該外缸體45後再以該第一夾具451夾住該拉力元件44的另一段，再次使該中空千斤頂42頂推該反力桁架41而使該反力桁架41推抵該沉箱43下沉，並重複此步驟作動使該沉箱43壓入至預定深度為止。

此外，本發明更可包括一完成步驟，該完成步驟包括清除底部沉泥後對水中底板澆注混凝土，詳言之，該沉箱43完全壓入後，進行清除附著於金屬製刃口的泥土，並澆置水中混凝土於該沉箱43底部，以進行該沉箱43底部的封底，防止該沉箱43箱體內部漏水，最後將該沉箱43箱體內的水排出並組立鋼筋。

前述的拉力元件44得進一步以金屬製的柱體實施，其更可具有例如螺牙與螺帽相結合的結構；或者如第7圖所示，拉力元件44以一竹節結構實施，其包括一凸接部441、一凹接部442及一套接部443，該凸接部441設於該拉力元件44的一端，該凹接部442設於該拉力元件44另一端，該凹接部442供該另一拉力元件(圖未示出)的該凸接部441接合，該套接部443設於該凸接部441與該凹接部442之間，該凸接部441與該凹接部442係設有對應的螺紋。

除了前述中空千斤頂42的態樣之外，本發明亦得以另一態樣如第8圖及第9圖所示另一態樣的中空千斤頂42a實施，該中空千斤頂42a包括一第一基座421a及一第二基座422a、由電性驅動的該第一夾具451a及由液壓驅動的至少一驅動單元48a，其中，該第一基座421a具有一貫通的通孔471a，該第二基座422a亦具有一通孔472a，其為容置拉力元件44，該第一基座421a的該通孔471a與該第二基座422的該通孔472a相互對應設置，該第一夾具451a 供固定壓入沉箱工法所採用的拉力元件44，該第一夾具451a設於該第二基座422a的該通孔472a內，又，該第二基座422a上方更包括二吊掛件49a，可供機具連接吊掛此態樣的該中空千斤頂42a至所需位置；承上所述，該中空千斤頂42a以設置四個驅動單元48a為實施，即四個液壓的千斤頂，而該些驅動單元48a分別包括該外缸體481a以及該內缸體482a，該些外缸體481a分別設於該第一基座421a，該內缸體482a設於該外缸體481a內且與該第二基座422a連接，此外，該些驅動單元48a分別排列設置於第二基座422a上，且該些驅動單元48a之間形成一可容置拉力元件44的容置空間5，又，該中空千斤頂42a更包括由電性驅動的該第二夾具(圖未示出)，對應該第一夾具451a而供固定壓入沉箱工法的拉力元件44，該第二夾具設於該第一基座421a的該通孔471a內，藉此，本發明可應用此該中空千斤頂42a進行壓入步驟3。

藉此，當鄰近施工對周圍地盤疑慮、施工佔用面積不夠、需要準確之垂直水平精度、於軟弱地盤無適當工法時，皆可使用本發明之應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，達到高精度的施工。

惟前述實施方式目的在於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，均應包括於本發明的申請專利範圍內。

1‧‧‧預製步驟

2‧‧‧構築步驟

3‧‧‧壓入步驟

Claims (8)

1. 一種應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，包括一預製步驟、一構築步驟及一壓入步驟，該預製步驟包括打設反力用的一地錨並灌注混凝土養生後進行拉拔試驗，再設置墊木與金屬製刃口，該構築步驟包括構築施工架、鋼筋、模板組並澆注混凝土，養生完成後拆模，其特徵在於：該壓入步驟包括設置一壓入設備並挖掘內部土沙，該壓入設備包括一反力桁架、與該反力桁架連接的一中空千斤頂、與該反力桁架連接的一沉箱、穿設於該中空千斤頂並向下延伸的複數段拉力元件，該中空千斤頂與該地錨連接形成反力，使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉；該中空千斤頂包括一外缸體及設於外缸體內的一內缸體，該外缸體具有一第一夾具，該內缸體具有一第二夾具；該拉力元件為一竹節結構，該竹節結構包括一凸接部、一凹接部及一套接部，該凸接部設於該竹節結構一端，該凹接部設於該竹節結構另一端，該凹接部供該另一竹節結構的凸接部接合，該套接部設於該凸接部與該凹接部之間；當排出內部土砂後鬆開該第一夾具並液壓驅動該外缸體後再以該第一夾具夾住該拉力元件的一段，使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉，此時再次挖掘內部土沙並排出，先鬆開該第二夾具並液壓驅動該內缸體後再以第二夾具夾住該拉力元件另一段，再鬆開該第一夾具並液壓驅動該外缸體後再以該第一夾具夾住該拉力元件另一段，再次使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉，並重複此步驟作動使該沉箱壓入至預定深度為止。
2. 如申請專利範圍第1項之應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，其中，更包括一完成步驟，該完成步驟包括清除底部沉泥後對水中底板澆注混凝土。
3. 如申請專利範圍第1項之應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，其中，該拉力元件具有螺牙。
4. 一種應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，包括一預製步驟、一構築步驟及一壓入步驟，該預製步驟包括打設反力用的一地錨並灌注混凝土養生後進行拉拔試驗，再設置墊木與金屬製刃口，該構築步驟包括構築施工架、鋼筋、模板組並澆注混凝土，養生完成後拆模，其特徵在於：該壓入步驟包括設置一壓入設備並挖掘內部土沙，該壓入設備包括一反力桁架、與該反力桁架連接的一中空千斤頂、與該反力桁架連接的一沉箱、穿設於該中空千斤頂並向下延伸的複數段拉力元件，該中空千斤頂與該地錨連接形成反力，使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉；該中空千斤頂包括一第一基座、一第二基座、一第一夾具、一第二夾具及至少一由液壓驅動的驅動單元，該第一基座及該第二基座分別具有一通孔，該第一基座的通孔與該第二基座的通孔相互對應設置，該驅動單元包括一外缸體以及一內缸體，該外缸體設於該第一基座，該內缸體設於該外缸體內且與該第二基座連接；該拉力元件為一竹節結構，該竹節結構包括一凸接部、一凹接部及一套接部，該凸接部設於該竹節結構一端，該凹接部設於該竹節結構另一端，該凹接部供該另一竹節結構的凸接部接合，該套接部設於該凸接部與該凹接部之間；當排出內部土砂後鬆開該第一夾具並液壓驅動該外缸體後再以該第一夾具夾住該拉力元件的一段，使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉，此時再次挖掘內部土沙並排出，先鬆開該第二夾具 並液壓驅動該內缸體後再以第二夾具夾住該拉力元件另一段，再鬆開該第一夾具並液壓驅動該外缸體後再以該第一夾具夾住該拉力元件另一段，再次使該中空千斤頂頂推該沉箱下沉，並重複此步驟作動使該沉箱壓入至預定深度為止。
5. 如申請專利範圍第4項之應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，其中，該第一夾具為電性驅動，該第一夾具供固定壓入沉箱工法的拉力元件，該第一夾具設於該第二基座的通孔內。
6. 如申請專利範圍第4或5項之應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，其中，該第二夾具為電性驅動，該第二夾具供固定壓入沉箱工法的拉力元件，該第二夾具設於該第一基座的通孔內。
7. 如申請專利範圍第4項之應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，其中，更包括一完成步驟，該完成步驟包括清除底部沉泥後對水中底板澆注混凝土。
8. 如申請專利範圍第4項之應用千斤頂結構的壓入沉箱工法，其中，該拉力元件具有螺牙。