一種預(yù)制式沉箱及其安裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)制式沉箱及其安裝方法，包括設(shè)有底板的主體，在所述底板下方設(shè)有儲存礫石的礫石艙，該礫石艙由所述底板、設(shè)置在所述底板下方的支撐件、以及端部連接在支撐件上的拱形艙面共同圍成，拱形艙面由塊石和拱頂石搭砌而成，且拱頂石和所述底板之間設(shè)有拱頂石拉壓裝置，將沉箱主體拖曳至施工預(yù)設(shè)地基處；向沉箱主體內(nèi)加入部分壓載，使其拱形艙面底部接近地基；調(diào)整拱頂石拉壓裝置，使拱形艙面坍塌，釋放礫石，在地基的表面形成礫石層；向沉箱主體內(nèi)加入壓載，使沉箱底板坐底接觸礫石層。本發(fā)明通過在沉箱底部設(shè)置礫石艙，快速釋放礫石，減小了對地基整平的要求，簡化了處理步驟，方便快速坐底安裝。
【專利說明】一種預(yù)制式沉箱及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)制式沉箱及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沉箱多用于作為重力式碼頭或橋梁等建筑物的水下基礎(chǔ)。通常采用混凝土或金屬材料預(yù)制而成，在安裝預(yù)制式沉箱前，需要在預(yù)設(shè)的安裝位置進(jìn)行復(fù)制的地基處理，一般包括基槽開挖、基床拋石、基床夯實、基床整平等步驟。為了防止基床不平整導(dǎo)致的不均勻沉降，要求對拋石后的基床進(jìn)行細(xì)平處理。通常的做法是在水下安裝鋼軌，在鋼軌上設(shè)置水下刮道，由潛水員在水下推動刮道對基床進(jìn)行細(xì)平處理。為了保證基床的密實度，細(xì)平操作時以刮道底部為準(zhǔn)，對深度在20-50cm間的低洼處，先用塊石進(jìn)行粗平，然后再在其上用片石補滿。基床處理驗收后，在低平潮時將沉箱安裝就位，并在沉箱上設(shè)置壓載物或注入壓載水使其落底，完成預(yù)制式沉箱的安裝。
[0003]現(xiàn)有的沉箱安裝方法中，地基的處理過程比較復(fù)雜，而且在拋石過程中，受水流的影響，很容易出現(xiàn)鋪地礫石被沖走的現(xiàn)象，給施工帶來困難，增加了坐底安裝的時間，影響沉箱坐底安裝的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可以快速坐底其穩(wěn)定性更高的預(yù)制式沉箱。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種預(yù)制式沉箱的安裝方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種預(yù)制式沉箱，包括設(shè)有底板的主體，在所述底板下方設(shè)有儲存礫石的礫石艙，該礫石艙由所述底板、設(shè)置在所述底板下方的支撐件、以及端部連接在支撐件上的拱形艙面共同圍成，拱形艙面由塊石和拱頂石搭砌而成，且拱頂石和所述底板之間設(shè)有拱頂石拉壓裝置。
[0007]通過拱形艙面和底板共同圍成的礫石艙攜帶礫石，當(dāng)?shù)装迮c地基間隙較小時，通過調(diào)整拱頂石拉壓裝置使拱形艙面坍塌，在較小的空間內(nèi)將礫石釋放在地基上，快速形成鋪底礫石層，方便實現(xiàn)沉箱的快速坐底安裝，快速實現(xiàn)沉箱在地基上的固定，礫石的填充效果更好，可以有效地增加沉箱的坐底穩(wěn)定性，整個坐底安裝更方便快捷。
[0008]在所述塊石相對的兩側(cè)面上分別設(shè)有凸部和與該凸部配合的凹槽。通過凸部和相鄰塊石上凹槽的配合，提高塊石之間連接的穩(wěn)定性，進(jìn)一步增加受力余量。
[0009]在所述底板下方設(shè)有若干與所述底板垂直的錐形樁，每個錐形樁的錐頭部向所述底板外延伸，且錐頭部為圓錐或多棱錐。在沉箱坐底時，使錐形樁插入礫石層內(nèi)，既可以對周邊的礫石進(jìn)行擠壓密實，又可以增加與礫石的接觸面積，保證了沉箱坐底的穩(wěn)定性。
[0010]在所述錐形樁內(nèi)設(shè)有貫通的中空炸藥導(dǎo)管。通過炸藥導(dǎo)管向錐頭部下方的礫石層上放置炸藥，起爆后形成爆坑，既可以對礫石層進(jìn)行爆破平整，又可加大錐形樁插入的深度，提高穩(wěn)定性。
[0011]所述錐頭部設(shè)有與所述底板連接的椎體部，椎體部為圓柱體或多棱柱體。椎體部可以提高錐形樁的整體結(jié)構(gòu)強度，保證支撐強度。
[0012]所述底板呈喇叭口型?？梢栽黾优c礫石層的接觸面積，提高底板與礫石層之間的摩擦力，使沉箱坐底更穩(wěn)定。
[0013]本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是:一種預(yù)制式沉箱的安裝方法，包括以下步驟:步驟1:將沉箱主體拖曳至施工預(yù)設(shè)地基處；步驟2:向沉箱主體內(nèi)加入部分壓載，使其拱形艙面底部接近地基；步驟3:調(diào)整拱頂石拉壓裝置，使拱形艙面坍塌，釋放礫石，在地基的表面形成礫石層；步驟4:向沉箱主體內(nèi)加入壓載，使沉箱底板坐底接觸礫石層。
[0014]沉箱底部攜帶礫石，可以在沉底時將礫石釋放在地基上，快速實現(xiàn)基床的細(xì)平操作，降低了對基床的平整度要求，可以大大簡化地基整平的工作量，實現(xiàn)沉箱的快速穩(wěn)定坐底安裝。
[0015]在步驟4中包括使沉箱底板下方的錐形樁插入礫石層的步驟。通過使錐形樁插入礫石層，擠壓密實礫石，同時可以增加沉箱與礫石之間的摩擦力。
[0016]在步驟4中，還包括從錐形樁內(nèi)的炸藥導(dǎo)管在錐頭部下方的礫石層上設(shè)置炸藥并起爆的步驟。通過起爆進(jìn)一步密實錐形樁下方的礫石層，縮短沉箱坐底后的穩(wěn)定時間。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點是:采用錐形樁增加了沉箱與礫石之間的摩擦力，減小了對地基整平的要求，簡化了處理步驟，方便快速坐底安裝，同時礫石在較小空間內(nèi)快速釋放，有效解決了鋪底礫石被水流沖走的難題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖2為本發(fā)明實施例1中拱形艙面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]附圖3為本發(fā)明實施例1中塊石和拱頂石連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖4為本發(fā)明實施例1中錐形樁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖5為本發(fā)明實施例1的安裝方法示意圖；
[0023]附圖6為本發(fā)明實施例1中沉箱部分加載時的安裝示意圖；
[0024]附圖7為本發(fā)明實施例1中釋放礫石的安裝示意圖；
[0025]附圖8為本發(fā)明實施例1中沉箱坐底的安裝示意圖；
[0026]附圖9為本發(fā)明實施例1中沉箱壓載的安裝示意圖；
[0027]附圖10為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]附圖11為本發(fā)明實施例2坐底時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]1、主體，2、底板，3、錐形樁，4、礫石艙，5、拱形艙面，6、支撐件，7、礫石，8、拱頂石，
9、塊石，10、拱頂石拉壓裝置，11、凸部，12、凹槽，13、錐頭部，14、椎體部，15、炸藥導(dǎo)管，16、炸藥管，17、炸藥，18、地基，19、水面，20、礫石層，21、壓載水，22、壓載物。
【具體實施方式】
[0030]實施例1:
[0031]參閱圖1-4，一種預(yù)制式沉箱，包括設(shè)有底板2的主體1，在底板2的下方設(shè)有儲存礫石7的礫石艙4，該礫石艙4由底板2、設(shè)置在底板2下方的支撐件6、以及端部連接在支撐件6上的拱形艙面5共同圍成，拱形艙面5由塊石9和拱頂石10搭砌而成，且拱頂石8和底板2之間設(shè)有拱頂石拉壓裝置10，在礫石艙4內(nèi)的底板2下方設(shè)有若干與底板2垂直的錐形樁3，每個錐形樁3的錐頭部向所述底板外延伸，且錐頭部13為圓錐或多棱錐。錐頭部13設(shè)有與底板2連接的椎體部14，椎體部為14圓柱體或多棱柱體。在塊石9相對的兩側(cè)面上分別設(shè)有凸部11和與該凸部11配合的凹槽12。在錐形樁3內(nèi)設(shè)有貫通的中空炸藥導(dǎo)管15。通過炸藥導(dǎo)管15可以插入炸藥管16，向錐頭部13下方的礫石層20上放置炸藥17，起爆后形成爆坑，既可以對礫石層進(jìn)行爆破平整，又可加大錐形樁插入的深度，提高穩(wěn)定性。所述拱形艙面5可以采用平面拱或球面拱，相應(yīng)的支撐件6可以采用平行梁、圈梁或其他結(jié)構(gòu)。
[0032]參閱圖5-9，為一種預(yù)制式沉箱的安裝方法，包括以下步驟:
[0033]步驟1:沉箱主體I漂浮在水面19上,拖曳至施工預(yù)設(shè)地基18處,此時主體I下方攜帶由底板2、拱形艙面5圍成的礫石艙4，內(nèi)部存儲有礫石7 ；
[0034]步驟2:向沉箱主體I內(nèi)加入壓載水21，使主體I向地基18方向下沉，拱形艙面5的底部與地基18之間的間隙減小；
[0035]步驟3:調(diào)整拱頂石拉壓裝置10，使拱形艙面5坍塌，釋放礫石7，在地基18的表面形成礫石層20，完成地基18的平整處理，在較小的空間內(nèi)釋放礫石7，可以有效防止水流將礫石7沖走，提高了地基18的平整度；
[0036]步驟4:向沉箱主體I內(nèi)繼續(xù)加入壓載水21，使沉箱底板2坐底接觸礫石層20，且使錐形樁3插入礫石層20內(nèi)；通過炸藥導(dǎo)管15向錐頭部13下方的礫石層20上放置炸藥17，并起爆對礫石層20進(jìn)行密實處理，沉箱坐底速度快，減少收環(huán)境因素的影響；
[0037]步驟5:向沉箱主體I內(nèi)填充壓載物22，完成沉箱永久固定。
[0038]實施例2:
[0039]參閱圖10，為一種預(yù)制式沉箱，包括設(shè)有底板2的主體1，在底板2的下方設(shè)有儲存礫石7的礫石艙4，該礫石艙4由底板2、設(shè)置在底板2下方的支撐件6、以及端部連接在支撐件6上的拱形艙面5共同圍成，其中底板2呈喇叭口型。拱形艙面5由塊石9和拱頂石10搭砌而成，且拱頂石8和底板2之間設(shè)有拱頂石拉壓裝置10。其他技術(shù)特征與實施例1相同，在此不予贅述。
[0040]參閱圖11，當(dāng)沉箱主體I坐底時，其底板2覆蓋在礫石層20上，通過底板2與礫石層20之間的摩擦力使沉箱進(jìn)一步穩(wěn)定住，尤其是適合存在大凸起的地基18設(shè)置沉箱時使用。其他安裝步驟與實施例1相同，在此不予贅述。
[0041]上列詳細(xì)說明是針對本發(fā)明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)制式沉箱，包括具有底板的主體，其特征在于:在所述底板下方設(shè)有儲存礫石的礫石艙，該礫石艙由所述底板、設(shè)置在所述底板下方的支撐件、以及端部連接在支撐件上的拱形艙面共同圍成，拱形艙面由塊石和拱頂石搭砌而成，且拱頂石和所述底板之間設(shè)有拱頂石拉壓裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)制式沉箱，其特征在于:在所述塊石相對的兩側(cè)面上分別設(shè)有凸部和與該凸部配合的凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種預(yù)制式沉箱，其特征在于:在所述底板下方設(shè)有若干與所述底板垂直的錐形樁，每個錐形樁的錐頭部向所述底板外延伸，且錐頭部為圓錐或多棱錐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種預(yù)制式沉箱，其特征在于:在所述錐形樁內(nèi)設(shè)有貫通的中空炸藥導(dǎo)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種預(yù)制式沉箱，其特征在于:所述錐頭部設(shè)有與所述底板連接的椎體部，椎體部為圓柱體或多棱柱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種預(yù)制式沉箱，其特征在于:所述底板呈喇叭口型。
7.—種如權(quán)利要求1所述的預(yù)制式沉箱的安裝方法，其特征在于:包括以下步驟:步驟1:將沉箱主體拖曳至施工預(yù)設(shè)地基處；步驟2:向沉箱主體內(nèi)加入部分壓載，使其拱形艙面底部接近地基；步驟3:調(diào)整拱頂石拉壓裝置，使拱形艙面坍塌，釋放礫石，在地基的表面形成礫石層；步驟4:向沉箱主體內(nèi)加入壓載，使沉箱底板坐底接觸礫石層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種預(yù)制式沉箱的安裝方法，其特征在于:在步驟4中包括使沉箱底板下方的錐形樁插入礫石層的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種預(yù)制式沉箱的安裝方法，其特征在于:在步驟4中，還包括從錐形樁內(nèi)的炸藥導(dǎo)管在錐頭部下方的礫石層上設(shè)置炸藥并起爆的步驟。
【文檔編號】E02D23/16GK103790171SQ201410038897
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】丁樺, 宋京波, 鄭瑞蕓, 周秋萍, 盛國強 申請人:廣州中國科學(xué)院工業(yè)技術(shù)研究院