[发明专利]钢沉井侧壁与刃脚土压力计水下埋设装置及其埋设方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土压力计，具体涉及一种土压力计的埋设装置及其埋设方法。

背景技术

沉井是大型地下工程中广泛采用的基础形式，广泛应用于桥梁、矿山及水利水电工程中。沉井是井筒状的结构物，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础，如图1所示。在沉井下沉施工过程中，沉井侧壁、刃脚和土体的接触状态是十分重要的施工控制参数，需要埋设土压力计来测量土压力的大小。

对于作为大型跨江、跨海桥梁桥墩的沉井基础，通常在岸上制作底节钢壳沉井，并将其平稳落入水中，利用航船拖运至指定地点，然后在水中逐节接高下沉，直到达到设计高度。由于工程设计或施工组织等多方面的原因，有时需要在水下安装侧壁及刃脚土压力计，图2所示，这时需要在沉井壁上凿孔，水下作业时会有大量水涌入，带来各种施工问题，安装难度很大。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种便于水下操作、简单易行的钢沉井侧壁与刃脚土压力计水下埋设装置及其埋设方法。

技术方案：本发明提供了一种钢沉井侧壁与刃脚土压力计水下埋设装置，包括一面敞开且其上设有进水阀的隔水箱、弹性板、基准板、水泵、砂浆盒和土压力计，所述基准板通过所述弹性板设置在所述隔水箱的敞开面，隔水箱根据沉井壁上的定位排水孔的引导定位、内部抽水后带动基准板紧贴在沉井壁的一侧，在相对隔水箱的沉井壁另一侧所述土压力计穿过沉井壁上的开孔贴紧在基准板上，焊接在沉井壁上的砂浆盒包围在所述土压力计的四周。本发明装置通过隔水箱将外界水体与沉井隔离开，并抽除隔水箱内部的水，为土压力计的安装提供干燥的操作环境，便于土压力计的埋设，并在砂浆盒内充填快干砂浆以快速固定土压力计。

为了保证隔水箱的隔水密封效果，所述隔水箱与沉井壁之间通过橡胶垫片密封，有效阻止外部水进入隔水箱内。

进一步，所述弹性板为带有弧度的弹性钢片，基准板可借助弹性板的推力，紧贴于沉井壁上，所述基准板为有机玻璃板，质轻，确保安装土压力计时测力膜面与沉井壁平行，保证安装和测量精度。

进一步，所述砂浆盒为一面带有开口的盒体，内填快速硬化砂浆，以迅速固定土压力计，保证土压力计和砂浆包裹体受力后的稳固性；砂浆盒开口面积略小于盒身的截面积，能够避免施工期土压力计和砂浆体被水压力、土压力推出，使土压力计埋设牢靠。

进一步，所述隔水箱上开设有与沉井壁上的定位排水孔相对应的定位窗，在井内人员通过激光笔从定位排水孔发出激光束的引导下，方便井外潜水人员定位隔水箱。

进一步，所述隔水箱上设有进水阀，土压力计埋设完成后可开阀进水，平衡所述隔水箱内外水压力，方便拆卸隔水箱。若隔水箱存在定位偏差，亦可开阀进水卸压后调整隔水箱位置。

如上所述的一种钢沉井侧壁与刃脚土压力计水下埋设方法，包括以下步骤：

（1）在沉井壁上土压力计埋设处旁打定位排水孔，打孔后用锥形透明有机玻璃栓初步封堵；

（2）井内人员利用激光笔通过定位排水孔向外发射激光束，引导潜水员定位隔水箱；

（3）井内人员将定位排水孔的孔径扩大，利用水泵将隔水箱内的水抽干，外部水压迫使隔水箱及其内部的基准板紧贴在沉井壁上；

（4）井内人员在沉井壁上开孔，直径略大于土压力计的直径，然后将砂浆盒焊接在开孔的周围；之后，将土压力计膜面朝外穿过开孔紧贴基准板，在砂浆盒内填充快干砂浆迅速固定土压力计；

（5）用锥形钢栓夯入定位排水孔，并焊接牢固，形成稳固封堵；

（6）打开隔水箱上的进水阀，使外部水进入隔水箱的内部，待内外水压平衡后，将隔水箱与沉井壁分离，整个埋设作业即完成。

有益效果：1、无论在沉井侧壁还是刃脚处，可快速抽干隔水箱内的水，并利用外部水压使隔水箱紧贴沉井，达到隔水密闭效果，操作简单易行，有效减少潜水员在水中作业时间，保障人员安全的同时提高作业质量；2、隔水箱使土压力计的埋设环境保持干燥，避免了外部水大量涌入沉井，隔水箱重量与所承受的浮力相当，在沉井侧壁施工时能避免隔水箱浮起或者橡胶垫片受到过大剪切力而破坏；3、基准板和弹性板能使土压力计的膜面与沉井壁平行，确保土压力计正确安装，保证测量精度。 

附图说明

图1（a）为大型沉井的俯视平面图，（b）为大型沉井的剖面结构图；

图2为沉井刃脚结构示意图，图中1为隔水箱，5为刃脚，5-1为沉井壁；

图3为本发明埋设装置的结构示意图；