CN103790171B - 一种预制式沉箱及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制式沉箱及其安装方法，包括设有底板的主体，在所述底板下方设有储存砾石的砾石舱，该砾石舱由所述底板、设置在所述底板下方的支撑件、以及端部连接在支撑件上的拱形舱面共同围成，拱形舱面由块石和拱顶石搭砌而成，且拱顶石和所述底板之间设有拱顶石拉压装置，将沉箱主体拖曳至施工预设地基处；向沉箱主体内加入部分压载，使其拱形舱面底部接近地基；调整拱顶石拉压装置，使拱形舱面坍塌，释放砾石，在地基的表面形成砾石层；向沉箱主体内加入压载，使沉箱底板坐底接触砾石层。本发明通过在沉箱底部设置砾石舱，快速释放砾石，减小了对地基整平的要求，简化了处理步骤，方便快速坐底安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制式沉箱及其安装方法。
背景技术
沉箱多用于作为重力式码头或桥梁等建筑物的水下基础。通常采用混凝土或金属材料预制而成，在安装预制式沉箱前，需要在预设的安装位置进行复制的地基处理，一般包括基槽开挖、基床抛石、基床夯实、基床整平等步骤。为了防止基床不平整导致的不均匀沉降，要求对抛石后的基床进行细平处理。通常的做法是在水下安装钢轨，在钢轨上设置水下刮道，由潜水员在水下推动刮道对基床进行细平处理。为了保证基床的密实度，细平操作时以刮道底部为准，对深度在20-50cm间的低洼处，先用块石进行粗平，然后再在其上用片石补满。基床处理验收后，在低平潮时将沉箱安装就位，并在沉箱上设置压载物或注入压载水使其落底，完成预制式沉箱的安装。
现有的沉箱安装方法中，地基的处理过程比较复杂，而且在抛石过程中，受水流的影响，很容易出现铺地砾石被冲走的现象，给施工带来困难，增加了坐底安装的时间，影响沉箱坐底安装的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以快速坐底其稳定性更高的预制式沉箱。
本发明的另一目的是提供一种预制式沉箱的安装方法。
本发明的技术解决方案是：一种预制式沉箱，包括设有底板的主体，在所述底板下方设有储存砾石的砾石舱，该砾石舱由所述底板、设置在所述底板下方的支撑件、以及端部连接在支撑件上的拱形舱面共同围成，拱形舱面由块石和拱顶石搭砌而成，且拱顶石和所述底板之间设有拱顶石拉压装置。
通过拱形舱面和底板共同围成的砾石舱携带砾石，当底板与地基间隙较小时，通过调整拱顶石拉压装置使拱形舱面坍塌，在较小的空间内将砾石释放在地基上，快速形成铺底砾石层，方便实现沉箱的快速坐底安装，快速实现沉箱在地基上的固定，砾石的填充效果更好，可以有效地增加沉箱的坐底稳定性，整个坐底安装更方便快捷。
在所述块石相对的两侧面上分别设有凸部和与该凸部配合的凹槽。通过凸部和相邻块石上凹槽的配合，提高块石之间连接的稳定性，进一步增加受力余量。
在所述底板下方设有若干与所述底板垂直的锥形桩，每个锥形桩的锥头部向所述底板外延伸，且锥头部为圆锥或多棱锥。在沉箱坐底时，使锥形桩插入砾石层内，既可以对周边的砾石进行挤压密实，又可以增加与砾石的接触面积，保证了沉箱坐底的稳定性。
在所述锥形桩内设有贯通的中空炸药导管。通过炸药导管向锥头部下方的砾石层上放置炸药，起爆后形成爆坑，既可以对砾石层进行爆破平整，又可加大锥形桩插入的深度，提高稳定性。
所述锥头部设有与所述底板连接的椎体部，椎体部为圆柱体或多棱柱体。椎体部可以提高锥形桩的整体结构强度，保证支撑强度。
所述底板呈喇叭口型。可以增加与砾石层的接触面积，提高底板与砾石层之间的摩擦力，使沉箱坐底更稳定。
本发明的另一技术解决方案是：一种预制式沉箱的安装方法，包括以下步骤：步骤1：将沉箱主体拖曳至施工预设地基处；步骤2：向沉箱主体内加入部分压载，使其拱形舱面底部接近地基；步骤3：调整拱顶石拉压装置，使拱形舱面坍塌，释放砾石，在地基的表面形成砾石层；步骤4：向沉箱主体内加入压载，使沉箱底板坐底接触砾石层。
沉箱底部携带砾石，可以在沉底时将砾石释放在地基上，快速实现基床的细平操作，降低了对基床的平整度要求，可以大大简化地基整平的工作量，实现沉箱的快速稳定坐底安装。
在步骤4中包括使沉箱底板下方的锥形桩插入砾石层的步骤。通过使锥形桩插入砾石层，挤压密实砾石，同时可以增加沉箱与砾石之间的摩擦力。
在步骤4中，还包括从锥形桩内的炸药导管在锥头部下方的砾石层上设置炸药并起爆的步骤。通过起爆进一步密实锥形桩下方的砾石层，缩短沉箱坐底后的稳定时间。
本发明的优点是：采用锥形桩增加了沉箱与砾石之间的摩擦力，减小了对地基整平的要求，简化了处理步骤，方便快速坐底安装，同时砾石在较小空间内快速释放，有效解决了铺底砾石被水流冲走的难题。
附图说明
附图1为本发明实施例1的结构示意图；
附图2为本发明实施例1中拱形舱面的结构示意图；
附图3为本发明实施例1中块石和拱顶石连接结构示意图；
附图4为本发明实施例1中锥形桩的结构示意图；
附图5为本发明实施例1的安装方法示意图；
附图6为本发明实施例1中沉箱部分加载时的安装示意图；
附图7为本发明实施例1中释放砾石的安装示意图；
附图8为本发明实施例1中沉箱坐底的安装示意图；
附图9为本发明实施例1中沉箱压载的安装示意图；
附图10为本发明实施例2的结构示意图；
附图11为本发明实施例2坐底时的结构示意图；
1、主体，2、底板，3、锥形桩，4、砾石舱，5、拱形舱面，6、支撑件，7、砾石，8、拱顶石，9、块石，10、拱顶石拉压装置，11、凸部，12、凹槽，13、锥头部，14、椎体部，15、炸药导管，16、炸药管，17、炸药，18、地基，19、水面，20、砾石层，21、压载水，22、压载物。
具体实施方式
实施例1：
参阅图1-4，一种预制式沉箱，包括设有底板2的主体1，在底板2的下方设有储存砾石7的砾石舱4，该砾石舱4由底板2、设置在底板2下方的支撑件6、以及端部连接在支撑件6上的拱形舱面5共同围成，拱形舱面5由块石9和拱顶石8搭砌而成，且拱顶石8和底板2之间设有拱顶石拉压装置10，在砾石舱4内的底板2下方设有若干与底板2垂直的锥形桩3，每个锥形桩3的锥头部向所述底板外延伸，且锥头部13为圆锥或多棱锥。锥头部13设有与底板2连接的椎体部14，椎体部为14圆柱体或多棱柱体。在块石9相对的两侧面上分别设有凸部11和与该凸部11配合的凹槽12。在锥形桩3内设有贯通的中空炸药导管15。通过炸药导管15可以插入炸药管16，向锥头部13下方的砾石层20上放置炸药17，起爆后形成爆坑，既可以对砾石层进行爆破平整，又可加大锥形桩插入的深度，提高稳定性。所述拱形舱面5可以采用平面拱或球面拱，相应的支撑件6可以采用平行梁、圈梁或其他结构。
参阅图5-9，为一种预制式沉箱的安装方法，包括以下步骤：
步骤1：沉箱主体1漂浮在水面19上，拖曳至施工预设地基18处，此时主体1下方携带由底板2、拱形舱面5围成的砾石舱4，内部存储有砾石7；
步骤2：向沉箱主体1内加入压载水21，使主体1向地基18方向下沉，拱形舱面5的底部与地基18之间的间隙减小；
步骤3：调整拱顶石拉压装置10，使拱形舱面5坍塌，释放砾石7，在地基18的表面形成砾石层20，完成地基18的平整处理，在较小的空间内释放砾石7，可以有效防止水流将砾石7冲走，提高了地基18的平整度；
步骤4：向沉箱主体1内继续加入压载水21,使沉箱底板2坐底接触砾石层20，且使锥形桩3插入砾石层20内；通过炸药导管15向锥头部13下方的砾石层20上放置炸药17，并起爆对砾石层20进行密实处理，沉箱坐底速度快，减少收环境因素的影响；
步骤5：向沉箱主体1内填充压载物22，完成沉箱永久固定。
实施例2：
参阅图10，为一种预制式沉箱，包括设有底板2的主体1，在底板2的下方设有储存砾石7的砾石舱4，该砾石舱4由底板2、设置在底板2下方的支撑件6、以及端部连接在支撑件6上的拱形舱面5共同围成，其中底板2呈喇叭口型。拱形舱面5由块石9和拱顶石10搭砌而成，且拱顶石8和底板2之间设有拱顶石拉压装置10。其他技术特征与实施例1相同，在此不予赘述。
参阅图11，当沉箱主体1坐底时，其底板2覆盖在砾石层20上，通过底板2与砾石层20之间的摩擦力使沉箱进一步稳定住，尤其是适合存在大凸起的地基18设置沉箱时使用。其他安装步骤与实施例1相同，在此不予赘述。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (9)
1.一种预制式沉箱，包括具有底板的主体，其特征在于：在所述底板下方设有储存砾石的砾石舱，该砾石舱由所述底板、设置在所述底板下方的支撑件、以及端部连接在支撑件上的拱形舱面共同围成，拱形舱面由块石和拱顶石搭砌而成，且拱顶石和所述底板之间设有拱顶石拉压装置。
2.根据权利要求1所述的一种预制式沉箱，其特征在于：在所述块石相对的两侧面上分别设有凸部和与该凸部配合的凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的一种预制式沉箱，其特征在于：在所述底板下方设有若干与所述底板垂直的锥形桩，每个锥形桩的锥头部向所述底板外延伸，且锥头部为圆锥或多棱锥。
4.根据权利要求3所述的一种预制式沉箱，其特征在于：在所述锥形桩内设有贯通的中空炸药导管。
5.根据权利要求3所述的一种预制式沉箱，其特征在于：所述锥头部设有与所述底板连接的椎体部，椎体部为圆柱体或多棱柱体。
6.根据权利要求1或2所述的一种预制式沉箱，其特征在于：所述底板呈喇叭口型。
7.一种如权利要求1所述的预制式沉箱的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将沉箱主体拖曳至施工预设地基处；步骤2：向沉箱主体内加入部分压载，使其拱形舱面底部接近地基；步骤3：调整拱顶石拉压装置，使拱形舱面坍塌，释放砾石，在地基的表面形成砾石层；步骤4：向沉箱主体内加入压载，使沉箱底板坐底接触砾石层。
8.根据权利要求7所述的一种预制式沉箱的安装方法，其特征在于：在步骤4中包括使沉箱底板下方的锥形桩插入砾石层的步骤。
9.根据权利要求8所述的一种预制式沉箱的安装方法，其特征在于：在步骤4中，还包括从锥形桩内的炸药导管在锥头部下方的砾石层上设置炸药并起爆的步骤。
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