鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置及其埋設(shè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置及其埋設(shè)方法，在沉井壁上土壓力計(jì)埋設(shè)處旁打定位排水孔，打孔后初步封堵；井內(nèi)人員利用激光筆通過(guò)定位排水孔向外發(fā)射激光束，引導(dǎo)潛水員定位隔水箱；井內(nèi)人員將定位排水孔的孔徑擴(kuò)大，將隔水箱內(nèi)的水抽干，外部水壓迫使隔水箱及其內(nèi)部的基準(zhǔn)板緊貼在沉井壁上；井內(nèi)人員在沉井壁上開(kāi)孔，然后將砂漿盒焊接在開(kāi)孔的外圍，將土壓力計(jì)膜面朝外通過(guò)開(kāi)孔緊貼基準(zhǔn)板，在砂漿盒內(nèi)填充快干砂漿迅速固定土壓力計(jì)；用錐形鋼栓夯入定位排水孔，并焊接牢固，形成穩(wěn)固封堵；打開(kāi)隔水箱上的進(jìn)水閥，使外部水進(jìn)入隔水箱的內(nèi)部，待內(nèi)外水壓平衡后，將隔水箱與沉井壁分離，整個(gè)埋設(shè)作業(yè)即完成。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置及其埋設(shè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土壓力計(jì)，具體涉及一種土壓力計(jì)的埋設(shè)裝置及其埋設(shè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]沉井是大型地下工程中廣泛采用的基礎(chǔ)形式，廣泛應(yīng)用于橋梁、礦山及水利水電工程中。沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過(guò)混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)，如圖1所示。在沉井下沉施工過(guò)程中，沉井側(cè)壁、刃腳和土體的接觸狀態(tài)是十分重要的施工控制參數(shù)，需要埋設(shè)土壓力計(jì)來(lái)測(cè)量土壓力的大小。
[0003]對(duì)于作為大型跨江、跨海橋梁橋墩的沉井基礎(chǔ)，通常在岸上制作底節(jié)鋼殼沉井，并將其平穩(wěn)落入水中，利用航船拖運(yùn)至指定地點(diǎn)，然后在水中逐節(jié)接高下沉，直到達(dá)到設(shè)計(jì)高度。由于工程設(shè)計(jì)或施工組織等多方面的原因，有時(shí)需要在水下安裝側(cè)壁及刃腳土壓力計(jì)，圖2所示，這時(shí)需要在沉井壁上鑿孔，水下作業(yè)時(shí)會(huì)有大量水涌入，帶來(lái)各種施工問(wèn)題，安裝難度很大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便于水下操作、簡(jiǎn)單易行的鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置及其埋設(shè)方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置，包括一面敞開(kāi)且其上設(shè)有進(jìn)水閥的隔水箱、彈性板、基準(zhǔn)板、水泵、砂漿盒和土壓力計(jì)，所述基準(zhǔn)板通過(guò)所述彈性板設(shè)置在所述隔水箱的敞開(kāi)面，隔水箱根據(jù)沉井壁上的定位排水孔的引導(dǎo)定位、內(nèi)部抽水后帶動(dòng)基準(zhǔn)板緊貼在沉井壁的一側(cè)，在相對(duì)隔水箱的沉井壁另一側(cè)所述土壓力計(jì)穿過(guò)沉井壁上的開(kāi)孔貼緊在基準(zhǔn)板上，焊接在沉井壁上的砂漿盒包圍在所述土壓力計(jì)的四周。本發(fā)明裝置通過(guò)隔水箱將外界水體與沉井隔離開(kāi)，并抽除隔水箱內(nèi)部的水，為土壓力計(jì)的安裝提供干燥的操作環(huán)境，便于土壓力計(jì)的埋設(shè)，并在砂漿盒內(nèi)充填快干砂漿以快速固定土壓力計(jì)。
[0006]為了保證隔水箱的隔水密封效果，所述隔水箱與沉井壁之間通過(guò)橡膠墊片密封，有效阻止外部水進(jìn)入隔水箱內(nèi)。
[0007]進(jìn)一步，所述彈性板為帶有弧度的彈性鋼片，基準(zhǔn)板可借助彈性板的推力，緊貼于沉井壁上，所述基準(zhǔn)板為有機(jī)玻璃板，質(zhì)輕，確保安裝土壓力計(jì)時(shí)測(cè)力膜面與沉井壁平行，保證安裝和測(cè)量精度。
[0008]進(jìn)一步，所述砂漿盒為一面帶有開(kāi)口的盒體，內(nèi)填快速硬化砂漿，以迅速固定土壓力計(jì)，保證土壓力計(jì)和砂漿包裹體受力后的穩(wěn)固性；砂漿盒開(kāi)口面積略小于盒身的截面積，能夠避免施工期土壓力計(jì)和砂漿體被水壓力、土壓力推出，使土壓力計(jì)埋設(shè)牢靠。
[0009]進(jìn)一步，所述隔水箱上開(kāi)設(shè)有與沉井壁上的定位排水孔相對(duì)應(yīng)的定位窗，在井內(nèi)人員通過(guò)激光筆從定位排水孔發(fā)出激光束的引導(dǎo)下，方便井外潛水人員定位隔水箱。
[0010]進(jìn)一步，所述隔水箱上設(shè)有進(jìn)水閥，土壓力計(jì)埋設(shè)完成后可開(kāi)閥進(jìn)水，平衡所述隔水箱內(nèi)外水壓力，方便拆卸隔水箱。若隔水箱存在定位偏差，亦可開(kāi)閥進(jìn)水卸壓后調(diào)整隔水箱位置。
[0011]如上所述的一種鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)方法，包括以下步驟:
(1)在沉井壁上土壓力計(jì)埋設(shè)處旁打定位排水孔，打孔后用錐形透明有機(jī)玻璃栓初步封堵；
(2)井內(nèi)人員利用激光筆通過(guò)定位排水孔向外發(fā)射激光束，引導(dǎo)潛水員定位隔水箱；
(3)井內(nèi)人員將定位排水孔的孔徑擴(kuò)大，利用水泵將隔水箱內(nèi)的水抽干，外部水壓迫使隔水箱及其內(nèi)部的基準(zhǔn)板緊貼在沉井壁上；
(4)井內(nèi)人員在沉井壁上開(kāi)孔，直徑略大于土壓力計(jì)的直徑，然后將砂漿盒焊接在開(kāi)孔的周?chē)?；之后，將土壓力?jì)膜面朝外穿過(guò)開(kāi)孔緊貼基準(zhǔn)板，在砂漿盒內(nèi)填充快干砂漿迅速固定土壓力計(jì)；
(5 )用錐形鋼栓夯入定位排水孔，并焊接牢固，形成穩(wěn)固封堵；
(6)打開(kāi)隔水箱上的進(jìn)水閥，使外部水進(jìn)入隔水箱的內(nèi)部，待內(nèi)外水壓平衡后，將隔水箱與沉井壁分離，整個(gè)埋設(shè)作業(yè)即完成。
[0012]有益效果:1、無(wú)論在沉井側(cè)壁還是刃腳處，可快速抽干隔水箱內(nèi)的水，并利用外部水壓使隔水箱緊貼沉井，達(dá)到隔水密閉效果，操作簡(jiǎn)單易行，有效減少潛水員在水中作業(yè)時(shí)間，保障人員安全的同時(shí)提高作業(yè)質(zhì)量；2、隔水箱使土壓力計(jì)的埋設(shè)環(huán)境保持干燥，避免了外部水大量涌入沉井，隔水箱重量與所承受的浮力相當(dāng)，在沉井側(cè)壁施工時(shí)能避免隔水箱浮起或者橡膠墊片受到過(guò)大剪切力而破壞；3、基準(zhǔn)板和彈性板能使土壓力計(jì)的膜面與沉井壁平行，確保土壓力計(jì)正確安裝，保證測(cè)量精度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1 (a)為大型沉井的俯視平面圖，(b)為大型沉井的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖2為沉井刃腳結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為隔水箱，5為刃腳，5-1為沉井壁；
圖3為本發(fā)明埋設(shè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為沿圖3中剖面1-Ι的隔水箱縱剖圖；
圖5為土壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為砂漿盒填充快干砂漿的示意圖；
圖7為定位排水孔的封堵示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0015]實(shí)施例:一種鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置及其埋設(shè)方法，埋設(shè)裝置如圖3所示，包括一面敞開(kāi)且其上帶有進(jìn)水閥1-4的隔水箱1-1、彈性板1-5、基準(zhǔn)板1-6、水泵2、砂漿盒4和土壓力計(jì)6。隔水箱1-1如圖4所示，是由5mm鋼板制成的，能夠承受水下壓力而不變形，尺寸為500mmX 300mmXI50mm，隔水箱1_1上與敞開(kāi)面相對(duì)的一面上開(kāi)有兩個(gè)孔徑為40mm的定位窗1-3,采用直徑為80mm的透明有機(jī)玻璃遮擋，有機(jī)玻璃厚20mm,用螺栓固定在隔水箱1-1上并用膠水密封，兩個(gè)定位窗1-3中心間距為400mm，定位窗1_3的位置與沉井壁5-1上的定位排水孔5-2 —一對(duì)應(yīng)。隔水箱1-1的敞開(kāi)面通過(guò)橡膠墊片1-2壓緊在沉井壁5-1的一側(cè)，用以密封隔水箱1-1與沉井壁5-1之間的縫隙。彈性板1-5為帶有一定弧度的彈性鋼片，長(zhǎng)度略大于隔水箱1-1厚度，橫跨于隔水箱1-1中，連接豎直設(shè)置在隔水箱1-1敞開(kāi)面緊貼沉井壁5-1的基準(zhǔn)板1-6，當(dāng)隔水箱1-1緊貼沉井壁5-1時(shí)，彈性板1-5發(fā)生壓縮變形，產(chǎn)生的彈力擠壓基準(zhǔn)板1-6，使其緊貼于沉井壁5-1，基準(zhǔn)板1-6為尺寸300mmX 200mm、厚1mm的有機(jī)玻璃板。在相對(duì)隔水箱1-1的沉井壁5-1另一側(cè)，土壓力計(jì)6穿過(guò)沉井壁5-1上的開(kāi)孔5-3緊貼在基準(zhǔn)板1-6上，焊接在沉井壁5-1上的砂漿盒4包圍在土壓力計(jì)6的四周，砂衆(zhòng)盒4為鋼制箱體,鋼板厚度為5mm,尺寸為200mmX200mmX 150mm,一面帶有開(kāi)口 4-2，剖面呈“ Γ π ”形，土壓力計(jì)6定位后可在砂漿盒4內(nèi)充填快干砂漿
4-1,迅速固定土壓力計(jì)6,如圖6所示。土壓力計(jì)6包括膜面6-1和鋼盒6-2,如圖5所示，安裝時(shí)膜面6-1與基準(zhǔn)板1-6平齊。定位排水孔5-2孔徑先期鉆孔直徑6mm，后期擴(kuò)展為20mm，兩孔中心距為400mm，與定位窗1_3相對(duì)應(yīng)，施工結(jié)束后用錐形鋼栓7封堵，如圖7所
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[0016]上述一種鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置的埋設(shè)方法，包括以下步驟:
(1)在沉井壁5-1上、土壓力計(jì)6的埋設(shè)處兩側(cè)等距打定位排水孔5-2，孔徑6mm，兩孔中心距400mm，打孔后用錐形透明有機(jī)玻璃栓初步封堵；
(2)井內(nèi)人員利用激光筆3通過(guò)定位排水孔5-2向外發(fā)射激光束，引導(dǎo)潛水員定位隔水箱1-1，潛水員依據(jù)激光束將定位窗1-3與定位排水孔5-2對(duì)準(zhǔn)，無(wú)論是在沉井側(cè)壁還是刃腳踏面，都可以精確定位隔水箱1-1 ;
(3)井內(nèi)人員將定位排水孔5-2的孔徑擴(kuò)至20mm，利用水泵2穿過(guò)定位排水孔5_2及基準(zhǔn)板1-6不斷的將隔水箱1-1內(nèi)的水抽干，此時(shí)外部水壓會(huì)使隔水箱1-1緊貼在沉井壁
5-1上,橡膠墊片1-2起到良好的密封作用，防止?jié)B水；
(4)井內(nèi)人員在沉井壁5-1上開(kāi)孔5-3，其直徑略大于土壓力計(jì)6的直徑，然后將砂漿盒4開(kāi)口 4-2朝外焊接在沉井壁5-1鋼板內(nèi)側(cè)(空腔側(cè));之后，將土壓力計(jì)6膜面6-1朝外緊貼在基準(zhǔn)板1-6上，并在砂漿盒4內(nèi)填充快干砂漿4-1迅速固定土壓力計(jì)6 ；
(5)用錐形鋼栓7夯入定位排水孔5-2，并焊接牢固，形成穩(wěn)固封堵；
(6)打開(kāi)隔水箱1-1上的進(jìn)水閥1-4，使外部水進(jìn)入隔水箱1-1的內(nèi)部，待內(nèi)外水壓平衡后，將隔水箱1-1與沉井外壁分離，整個(gè)埋設(shè)作業(yè)即完成。
[0017]如上，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置，其特征在于:包括一面敞開(kāi)且其上設(shè)有進(jìn)水閥的隔水箱、彈性板、基準(zhǔn)板、水泵、砂漿盒和土壓力計(jì)，所述基準(zhǔn)板通過(guò)所述彈性板設(shè)置在所述隔水箱的敞開(kāi)面，隔水箱根據(jù)沉井壁上的定位排水孔的引導(dǎo)定位、內(nèi)部抽水后帶動(dòng)基準(zhǔn)板緊貼在沉井壁的一側(cè)，在相對(duì)隔水箱的沉井壁另一側(cè)所述土壓力計(jì)穿過(guò)沉井壁上的開(kāi)孔貼緊在基準(zhǔn)板上，焊接在沉井壁上的砂漿盒包圍在所述土壓力計(jì)的四周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置，其特征在于:所述隔水箱與沉井壁之間通過(guò)橡膠墊片密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置，其特征在于:所述彈性板為帶有弧度的彈性鋼片，所述基準(zhǔn)板為有機(jī)玻璃板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置，其特征在于:所述砂漿盒為一面帶有開(kāi)口的盒體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置，其特征在于:所述隔水箱上開(kāi)設(shè)有與沉井壁上的定位排水孔相對(duì)應(yīng)的定位窗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)裝置，其特征在于:所述隔水箱上設(shè)有進(jìn)水閥。
7.一種鋼沉井側(cè)壁與刃腳土壓力計(jì)水下埋設(shè)方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在沉井壁上土壓力計(jì)埋設(shè)處旁打定位排水孔，打孔后用錐形有機(jī)玻璃栓初步封堵; (2)井內(nèi)人員利用激光筆通過(guò)定位排水孔向外發(fā)射激光束，引導(dǎo)潛水員定位隔水箱； (3)井內(nèi)人員將定位排水孔的孔徑擴(kuò)大，利用水泵將隔水箱內(nèi)的水抽干，外部水壓迫使隔水箱及其內(nèi)部的基準(zhǔn)板緊貼在沉井壁上； (4)井內(nèi)人員在沉井壁上開(kāi)孔，直徑略大于土壓力計(jì)的直徑，然后將砂漿盒焊接在開(kāi)孔的周?chē)?；之后，將土壓力?jì)膜面朝外穿過(guò)開(kāi)孔緊貼基準(zhǔn)板，在砂漿盒內(nèi)填充快干砂漿迅速固定土壓力計(jì)； (5)用錐形鋼栓夯入定位排水孔，并焊接牢固，形成穩(wěn)固封堵； (6)打開(kāi)隔水箱上的進(jìn)水閥，使外部水進(jìn)入隔水箱的內(nèi)部，待內(nèi)外水壓平衡后，將隔水箱與沉井壁分離，整個(gè)埋設(shè)作業(yè)即完成。
【文檔編號(hào)】E02D1/00GK104278665SQ201410506898
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】王建, 黃慶, 郭志揚(yáng), 王梓優(yōu) 申請(qǐng)人:河海大學(xué)