專利名稱：適宜卵礫石層使用的地下連續(xù)壁施工法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建筑施工法，特別是針對卵礫石層使用的地下連續(xù)壁改進的施工法。
卵礫石層是地質的一種，以臺灣而言，臺中盆地主要由大肚山臺地的黃灰色砂質土壤和大甲溪流域的沖積層的卵石所成，其卵石層的厚度可達100米而無巖盤。偶而會有體積龐大的卵石出現(xiàn)，直徑大的甚至有達到數(shù)十厘米，而且石質相當堅硬。所以一般的機械幾乎無法挖掘，且鋼板椿和鋼軌椿也都很難打入。如果采用鉆掘方式則會造成卵石礫層的排列擾亂，將徒增后續(xù)施工上的困擾及難度。另外，預壘椿又不易施工。所以形成十多年來一直是以人工挖掘擋土柱作為后續(xù)開挖中的擋土設施的獨特現(xiàn)象。
茲將這種行之有年的「擋土柱工法」作業(yè)方式敘述于下首先在地基內挖掘深井，之所以不采用“點井法”，是為了減少土質的破壞，使后續(xù)的擋土柱在初期鑿穴時，土質比較穩(wěn)定，施工也安全一些。點井法原本比較適合粘性土層或砂質地盤，請參閱

圖1所示，施工人員先在基地內某定點挖出約一人深的洞穴，再持續(xù)注入溫水于洞穴內，并派員以潛水方式以人工繼續(xù)鑿挖。每開挖一小段深度后就放入一支水泥制涵管a。涵管a用來維持井孔徑大小的一致，并防止周圍孔壁土壤的崩坍。當人員在井內挖掘時，必須載上特制的頭罩，內接一根軟管，由地面輸送空氣到該頭罩內，以供人員呼吸之用;而注入溫水的目的是用以改善井內水溫，以免溫度太低而使人員無法承受。深井的深度比開挖面還深，而深井的口數(shù)則是根據(jù)地基面積的大小和地下水水位的高低而定。等所有深井都挖掘完畢后，就開始進行抽水處理，將地下水抽棄，所抽出的地下水可用干管排到地基附近現(xiàn)有的排水溝內，借此可以省卻挖掘側溝的手續(xù)。
接著，開始依照圖2所示的擋土柱配置計劃，進行擋土柱穴的挖掘工作。圖2中預定的擋土柱以標號b表示。如圖3所示，先清除表層松動的廢土到地面線以下1米(GL.-1m)深度，并挖一條深溝d作為棄土溝，用來倒棄從擋土柱穴中挖出的廢土。圖4是擋土柱穴的大小平面圖，當挖掘到深度超過挖土機的作業(yè)范圍時，就改派一人進入穴內繼續(xù)挖掘，另一人在坑口控制三角架f上的牽引馬達及倒運土方，并以空氣壓縮機g配合一條軟管h運作，保持穴內新鮮空氣的供應，以防止發(fā)生“缺氧”事故。等柱穴挖到錨定深度后，再如圖6所示，用吊車k將鋼筋籠m吊入開挖完成的柱穴n內，然后進行封模、灌漿等必要程序。
在地基建筑線內間隔施工制作多個密集的擋土柱后，為了增加工程的安全性，另須如圖7所示，于表土增設系梁s，用以連接各擋土柱t的上端(或稱柱帽)，并以之作為水平支撐。該系梁為斷面寬W為40厘米、高H為100厘米的鋼筋混凝土構造，而其鋼筋的配置則如圖8所示上部采用3＃而底部采用4-6＃鋼筋。
目前臺灣地區(qū)在卵礫石層土質做地下基楚工程至少有90%工地采用上這擋土柱施工法，尤其以臺中地區(qū)更甚。例如位于臺中市中港路及明道路交接圓環(huán)處的“杰聯(lián)資訊大樓”(簡稱T-27)以及位于臺中市中港路與英才路交叉路口處的“環(huán)宇實業(yè)總部”就是采用上述擋土柱施工法的有名的高層建筑。
然而，上述擋土柱施工法至少存在有以下的缺失(1)在開掘深井過程中，如果碰到停電，潛水施工人員就有被地下水冷死(凍死)或溺斃的可能;另外，還常發(fā)生因為設備漏電而使?jié)撍ぷ魅藛T觸電致死的意外事故。
(2)在挖掘擋土柱穴時，基于工期與施工成本的因素考慮，均一次就挖到底，所以在柱穴內施工人員因壁面崩塌而被泥土掩埋致死或被滾石砸傷的意外，時有所聞。換句話說，坑穴內施工人員在安全上相當沒有保障。
(3)這種施工法的施工期頗長，一般而言，挖井抽取地下水處理至少要一個月，而構筑擋土柱則需二個月左右，合計將近一百天之久，嚴重影響工程進度，并徙增工程成本。
(4)隨著近幾年來高層建筑的興起，地下室愈挖愈深，而擋土柱的挖掘深度有所局限，尤其對于「超高層」大樓而言顯得更不適宜了。
本發(fā)明的目的在于提供一種適宜卵砂石層使用的地下連續(xù)壁施工法。
按照本發(fā)明所提供的一種適宜卵礫石層使用的地下連續(xù)壁施工法，其特征在于，包括以下步驟(a)于建筑線內，先擇定若干在開挖時較無崩塌危險的L型轉角處進行施工開挖至適當深度;
(b)在上述各施工區(qū)域靠近建筑線的兩壁面至少搭架兩排呈水平與垂直相交叉的鋼筋架，該兩排鋼筋架再以預定數(shù)目的短鋼筋加以連結，在鋼筋架的下端延伸設置有適當長度的預留筋，該等預留筋均予以彎折，于鋼筋架的下端與預留筋之間跨置并排有多塊將兩者隔開的板片，左右兩側的鋼筋均突伸于封模線外適當長度，以便預備用來和相鄰的壁塊的鋼筋相續(xù)接。
(c)在鋼筋架內每隔預定距離就設置定位一支呈豎立狀態(tài)的通管;
(d)釘裝模板，并加以支撐之;
(e)進行灌注混凝土作業(yè);
(f)拆模，形成若干第一墻部;
(g)于建筑線內之其余各區(qū)域進行開挖，并重覆上述步驟(b)-(f)，從而形成若干第二墻部;
(h)第一層連續(xù)墻至此即告完成;
(i)繼之，進行第二層的開挖，首先擇定自各第一墻部的下方開始挖掘;
(j)將第一墻部下端的預留鋼筋往下扳直;
(k)于第一墻部的下方綁設鋼筋架;
(l)釘裝模板，并加以支撐之;
(m)自第一層的第一墻部的各通管的上端灌注混凝土，使拆模后即可形成若干第三墻部;
(n)再于第二層的其余各施工區(qū)域進行開挖，并以構筑第三墻部的同樣方式形成若干第四墻部，至此于是完成第二層連續(xù)壁。
在本發(fā)明的另一個實施例中，本發(fā)明的施工方法適用于當建筑線段甚長時，為了增進工程的穩(wěn)固性，在步驟(i)中，除了選擇一定的第一墻部相對應的下方開挖構筑第三墻部外，該第三墻部的兩壁面的長度可設計得短一些，而另選擇間隔適當距離的一、兩處(或更多處)開挖構筑單片基腳，并于步驟(n)中再進行補缺處理，于是施工中將無崩塌的危險。
在本發(fā)明的又一個實施例中，若因工程需要而須往下更深挖掘構筑第三層連續(xù)壁時，則于筑造第二層連續(xù)壁的第三、四墻部及基腳時，須于彼等的下段間隔預埋設多支略呈S字型的短通管，該等短通管的上段在外側并朝上，下段則在壁內朝向下方并突出于第二層連續(xù)壁底面，以便經(jīng)由這些短通管灌注混凝土形成第三層連續(xù)壁，依此類推。
本發(fā)明的主要優(yōu)點在于提高卵礫石層地下連續(xù)壁工程施工時人員的安全性，減少職業(yè)災害意外事件的發(fā)生。
本發(fā)明另一個優(yōu)點是可以大幅縮短地下連續(xù)壁的施工日數(shù)，能據(jù)以降低工程成本。
以下將提供一個較佳實施例結合若干附圖對本發(fā)明的技術內容作詳細的敘述。
圖1是已知施工法中深井挖掘情形的示意圖。
圖2是已知施工法中地基擋土柱配置計劃圖。
圖3是已知施工法中地基試挖情形。
圖4是已知施工法中擋土柱穴平面尺寸圖。
圖5是已知施工法中擋土柱穴挖掘情形的示意圖。
圖6是已知施工法中將鋼筋籠吊入柱穴內的情形。
圖7是已知施工法中擋土柱與系梁關系圖，注意擋土柱的深度比虛線所示的開挖面線更深。
圖8是已知施工法中系梁的鋼筋配置斷面示意圖。
圖9是采用本發(fā)明的施工法時，建筑工地的區(qū)域例示圖。
圖10是采用本發(fā)明的施工法時，第一墻部的開挖計劃示意圖。
圖11是采用本發(fā)明的施工法時，第一墻部的開挖情形的示意圖。
圖12是采用本發(fā)明的施工法時，鋼筋架的正視平面圖。
圖13是采用本發(fā)明的施工法時，鋼筋架的透視平面圖。
圖14是采用本發(fā)明的施工法時，第一墻部施工情形的部分透視圖。
圖15是采用本發(fā)明的施工法時，第一墻部施工情形的斷面圖。
圖16是圖15中所示的第一墻部完成后的俯視圖。
圖17是第一墻部拆模后的斷面圖。
圖18是采用本發(fā)明的施工法時，第二墻部的開挖計劃示意圖。
圖19是第二墻部完成后的俯視圖。
圖20是采用本發(fā)明的施工法時，第三墻部的施工情形。
圖21是第三墻部的灌漿情形。
圖22是第三墻部完成后的俯視圖。
圖23是采用本發(fā)明的施工法時，第四墻部完成后的俯視圖。
圖24是筑有基腳33的情形。
圖25是圖24中A部分的斷面示意圖。
圖26是顯示三層式連續(xù)壁的施工情形。
圖27是顯示四層以上的連續(xù)壁施工的情形。
圖28是顯示最后階段長期抽取地下水的情形。
首先請參閱圖9，為一個略呈L型的建筑工地的施工區(qū)域圖，在以粗實線表示的建筑線10的外周邊標示有一些符號，其中“+”是表示鄰地為新建深筑基礎，其側壓弱;“-”是表示鄰地內舊建物淺筑基礎，比較順加強防護部分;“×”是表示鄰地為淺筑基礎的違章建筑物，側壓較強;“÷”是表示與道路相鄰，經(jīng)常有車輛通過，因而有振蕩，所以側壓較不穩(wěn)定，“0”表示鄰地目前是空地，雖然有土方側壓，但較無安全性問題之顧濾。
首先，委托專業(yè)公司機構進行地質鉆探采樣，以便從其鉆探報告資料中確認該建筑工地是否屬卵礫石層而適用本施工法。同時也可對地基的工地特性作一整體性的了解，以便有助于后續(xù)工程的規(guī)劃，避免以后在施工時甚至使用上產(chǎn)生不必要的困擾。同時也能將工程所可能發(fā)生的危害性降到最低。
等確認使用本發(fā)明的施工法后，開始在整個工地內進行試挖，將表層松動的廢土和黃粘土層予以清除，試挖深度視地基特性而定，一般大約是1米左右。
然后，在建筑線10內選擇若干處，該處在開挖時較無崩塌危險的L型轉角處進行開挖。為說明簡單起見如圖10所示一共擇定轉角部區(qū)域A1、A2和A3三處同時施工，但不限于此具體實例。利用挖土機開挖到適當深度(一般大約是2米多)，其開挖情形概如圖11所示。
復于圖10中的區(qū)域A1、A2和A3靠近建筑線10的兩壁面內，如壁面A11和A12內搭架兩排呈水平與垂直相交叉的鋼筋架。在該兩排鋼筋架之間復以多支短鋼筋加以連結，如圖12、13所示。在鋼筋架的下端延伸設置有適當長度的預留筋W，該等預留筋都先予以彎曲。在預留筋區(qū)域內塞置有砂土，用以保護預留筋，并于鋼筋架的下端與預留筋之間插置供定位用的多個夾板片60，將兩者加以隔開，以防止灌漿時把砂土保護層沖開。該等夾板片可直接在工地上就地取材，將這些夾板片以并排方式加以排列。在圖12中，還示出端部封模線70，其中，鋼筋也于該封模線70外突伸適當長度，以便預備用來和相鄰的壁塊的鋼筋相續(xù)接。在鋼筋架內每隔預定距離就設置一支呈豎立狀態(tài)的通管22。該等通管22可以采用預鑄管。然后開始釘裝模板23，并以若干支撐桿231支撐該模板。俟后再進行灌注混凝土作業(yè)。灌注完成而拆掉模板后即形成如圖16、圖17所示的第一墻部24。因該第一墻部24均略呈L型的直角單元，甚抗剪力甚佳，甚為穩(wěn)定，有利于后續(xù)的施工。
然后，再以類似方式將圖18所示的其余三處區(qū)域B1，B2和3B，陸續(xù)開挖。所挖出的土石一部分用來作為該等第一墻部24新墻養(yǎng)生之用，另一方面則因將來逐漸往下施工的需要，依棄土計劃酌量以卡車運走棄置。在綁設第二層的鋼筋架時，須將第一層連續(xù)壁下端的預留筋W往下扳直，因有砂土保護層，所以扳直工作極易進行。陸續(xù)完成如圖19所示的第二墻部25，至此第一層連續(xù)壁即告完成。
在施工過程中，至側壓最大的深度時，需在受力最大的軸向，水平架設符合規(guī)格的H型鋼作為支撐，以便緩和側壓，以使穩(wěn)定。再者，如果遇到地下水位時，立即以簡便集水井，置高揚程的潛水泵作急速的抽水處理。
再者，由于本施工法對每一層的開挖深度并不深，且作業(yè)空間相當大，如果土壁有輕微崩塌現(xiàn)象時，可迅速用挖土機予以清除，必要時可以利用諸如木板或鐵板的板狀物維持土壁垂直，或以其它方式進行“護坡”處理。
繼之，進行第二層的開挖，首先擇定從第一墻部24的下方開始挖掘。如圖20所示，于綁設鋼筋架后，再如圖21所示裝設模板30，并從各通管22的上端灌注混凝土60，據(jù)以形成如圖23所示的第三墻部31。接著再繼續(xù)完成第四墻部32，如圖23所示。至此于是完成第二層連續(xù)壁。
請參閱圖24所示，如果建筑線甚長時，為了增進工程穩(wěn)固性，在構筑第二層連續(xù)壁之初，除擇定第一墻部31相對應的L型轉角處外，對于沿線比較長的線段亦可選擇一兩處開挖構筑單片或基腳33。如此，于施工中更加安全，尤其像圖25所示的這種情形，就力學分析觀點及卵礫石層的特性而言，在基腳33區(qū)域開挖過程中，該第一層連續(xù)壁更無下滑的可能。
又，若工程需要要往下更深挖掘時，則在構筑第三、四墻部31、32及基腳33時，應如圖26所示，于其底段間隔預埋設多支略呈S字型的短通管14，以便將混凝土灌注到第三層。當然，如果是層數(shù)為四層時，在第三層灌注混凝土之前即必需如圖27所示，在第三層模板42底設預置S字型短通管43。以便灌注混凝土到第四層，依此為推;這些短通管41的突出端411在完成其任務后，于適當時機就可以用工具加以截除，使之與壁面齊平。
再者，如圖28所示，當施工到錨定深度時，即在地下污水箱底板處，覓幾處適當?shù)攸c，構筑集水井50，并于其中設置高揚程潛水泵，以便于地下室工造建程期間長期抽棄地下水，以利于進行主體工程的施工。
另外，在構筑第一、第二……墻部24、25……等各墻部或各基腳33時，所使用的鋼筋架亦可直接采用鋼筋籠，如此更可縮短施工時間。
本發(fā)明所提供的施工法原構思是為地下室設計的，除了深淺以外，大多有個類似點，就是建筑線均有兩個以上的直角轉角處。本施工法即先以該等直角轉角處作為施工單元做成混凝土墻部，利用X、Y兩軸線能互相牽制而成穩(wěn)定的基本原理，形成若干穩(wěn)固的基礎，再將其它片段分別現(xiàn)場澆鑄而終能連接成完整的第一層連續(xù)壁，所以，在繼續(xù)往下挖筑第二層連續(xù)壁時，該第一層連續(xù)壁即無下滑之虞。
最后，茲將本施工法的特點綜結如下(1)因不必挖掘深井，所以無工作人員在井內被溺斃或電死之虞。
(2)本施工法是分層分段施工，所以完全利用挖土來開挖基地，不必像已知的擋土柱施工法必需一次以人工挖到底，所以可以減少人員發(fā)生被土石掩埋的事故，較具安全性。
(3)本施工法不必再依賴人工挖掘深井，且縮水處理于施工過程中隨時作機動處理，如果以同一建筑標的物作比較時，本施工法可以大幅縮短施工時日約三分之二，據(jù)以降低建筑成本。
權利要求
1.一種適宜卵礫石層使用的地下連續(xù)壁工法，其特征在于，它包括有以下之步驟(a)于建筑線內，擇定若干處，該處為在開挖時較無崩塌虞慮的L型轉角處，對之進行施工開挖至適當深度；(b)在上述各施工區(qū)域靠近建筑線的兩壁面至少搭架兩排呈水平與垂直相交叉的鋼筋架，該兩排鋼筋架再以預定數(shù)目的短鋼筋加以連結，在鋼筋架的下端延伸設置有適當長度的預留筋，該等預留筋均予以彎折，于鋼筋架的下端與預留筋之間跨置并排有多塊將兩者隔開的板片，左右兩側的鋼筋均突伸于封模線外適當長度，以便預備用來和相鄰的壁塊的鋼筋相續(xù)接。(c)在鋼筋架內每隔預定距離就設置定位一支呈豎立狀態(tài)的通管；(d)釘裝模板，并加以支撐之；(e)進行灌注混凝土作業(yè)；(f)拆模，形成若干第一墻部；(g)于建筑線內之其余各區(qū)域進行開挖，并重覆上述步驟(b)至(f)，從而形成若干第二墻部；(h)第一層連續(xù)墻至此即告完成；(i)繼之，進行第二層的開挖，首先擇定自各第一墻部的下方開始挖掘；(j)將第一墻部下端的預留鋼筋往下扳直；(k)于第一墻部的下方綁設鋼筋架；(l)釘裝模板，并加以支撐之；(m)自第一層的第一墻部的各通管的上端灌注混凝土，使拆模后即可形成若干第三墻部；(n)復于第二層的其余各施工區(qū)域進行開挖，并以構筑第三墻部的同樣方式形成若干第四墻部，至此于是完成第二層連續(xù)壁。
2.如權利要求1所述的施工法，其特征在于如果建筑線段甚長時，為了增進工程的穩(wěn)固性，在步驟(i)中，除了選擇一定的第一墻部相對應的下方開挖構筑第三墻部外，該第三墻部的兩壁面的長度可設計得短一些，而另選擇間隔適當距離的一、兩處(或更多處)開挖構筑單片基腳，并于步驟(n)中再進行補缺處理，則于施工中將無崩塌之虞慮。
3.如權利要求1或2所述的施工法，其特征在于若因工程需要而須往下更深挖掘構筑第三層連續(xù)壁時，則于構筑第二層連續(xù)壁的第三、四墻部及基腳時，須于彼等的下段間隔預埋設多支略呈S字型的短通管，該等短通管的上段在外側并朝上，下段則在壁內朝向下方并突出于第二層連續(xù)壁底面，以便經(jīng)由這些短通管灌注混凝土形成第三層連續(xù)壁，依此類推。
4.如權利要求1或2所述的施工法，其特征在于在構筑各層連續(xù)壁的各墻部及基腳時所使用的鋼筋架也可直接采用鋼筋籠。
5.如權利要求3所述的施工法，其特征在于在構筑各層連續(xù)壁的各墻部及基腳時所采用的鋼筋架也可直接采用鋼筋籠。
6.如權利要求1或2所述的施工法，其特征在于在施工過程中如果遇到地下水位時，立即以簡便集水井，置高揚程的潛水泵做急速的抽水處理。
7.如權利要求1或2所述的施工法，其特征在于其下端的預留筋區(qū)域內塞置有砂土，形成用以保護該預留筋的保薄層。
8.如權利要求3所述的施工法，其特征在于每一層連續(xù)壁在扎設鋼筋架時，其下端的預留筋區(qū)域內塞置有砂土，形成用以保護該預留筋的保護層。
全文摘要
一種適宜卵礫石層使用的地下連續(xù)壁施工法，先于建筑線內擇若干L形轉角處開挖到適當深度；在各施工區(qū)域內搭設鋼筋架，并間隔設置多支通管，再進行釘模、落漿形成第一墻部，復于其余區(qū)域開挖形成若干第二墻部；繼之，進行第二層的開挖，主要是擇定從各第一墻部的下方開始挖筑形成第三墻部，再進行補缺處理形成第四墻部。
文檔編號E02D5/20GK1095782SQ9310639
公開日1994年11月30日 申請日期1993年5月27日 優(yōu)先權日1993年5月27日
發(fā)明者黃敏昭 申請人:黃敏昭