詹天佑压气沉箱法原理
气压沉箱施工法是在沉箱底部设置一个高气密性的钢筋混凝土结构的工作室,通过气压自动调节装置向工作室内注入压力与刃脚处地下水压力相等的压缩空气,防止地下水渗入,作业人员可以在工作室内的无水环境下挖土排土,箱体在自重、上部荷载以及控制用水重力的作用下下沉到指定的深度,最后在沉箱结构底部工作室内填充混凝土的一种施工方法。
沉箱的施工按其下沉地区的条件有陆地下沉和水中下沉两种方法。陆地下沉有地面无水时就地制造沉箱下沉,和水不深时采取围堰筑岛制造沉箱下沉的两种方法。水中下沉有在高出水面的脚手架上或在驳船上制造下沉,和在岸边制造成可浮运的沉箱,再下水浮运就位下沉的两种方法。为保证沉箱平稳下沉,在沉箱内挖土应有一定的顺序。如沉箱内周围土的摩擦阻力过大而不能下沉时,可暂时撤离工作人员,降低工作室内气压,以强迫下沉。
除了在施工后就成为基础一部分的沉箱外,还有一种可多次使用的轻型沉箱称为可撤式沉箱。修筑基础时它象一只圬工上的罩子,随着圬工面的升高而升高。施工完后,移出基础。这种沉箱上升能力有限,入土深度不大,多用于维修工程。
沉箱适用于如下情况:①待建基础的土层中有障碍物而用沉井无法下沉,基桩无法穿透时;
②待建基础邻近有埋置较浅的建筑物基础,要求保证其地基的稳定和建筑物的安全时;
③待建基础的土层不稳定,无法下沉井或挖槽沉埋水底隧道箱体时;
④地质情况复杂,要求直接检验并对地基进行处理时。由于沉箱作业条件差,对人员健康有害,且工效低、费用大,加上人体不能承受过大气压,沉箱入水深度一般控制在35米以内,使基础埋深受到限制。因此,沉箱基础除遇到特殊情况外,一般较少采用。