本發(fā)明涉及的一種基坑內(nèi)沉箱降水結(jié)構(gòu)及施工方法，特別是涉及應(yīng)用于地下水結(jié)構(gòu)物領(lǐng)域的一種基坑內(nèi)沉箱降水結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術(shù)：

1、沉箱降水是一種用于水下施工的工程結(jié)構(gòu)，主要用于圍堰和基礎(chǔ)施工。沉箱降水是一種將水從沉箱內(nèi)排出，降低沉箱內(nèi)部水位，以便進(jìn)行干式施工的技術(shù)。傳統(tǒng)降水方法效果不夠顯著，降水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

2、為解決降水時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，市場(chǎng)中的某沉箱采用混凝土箱體的設(shè)計(jì)，具有一定的市場(chǎng)占比。

3、中國(guó)專(zhuān)利cn220888695u說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了一種基坑內(nèi)降水的混凝土沉箱，該沉箱包括頂部開(kāi)口設(shè)置的混凝土箱體；在所述混凝土箱體的上方設(shè)置有若干根支撐桿，所述支撐桿的兩端埋設(shè)固定在所述混凝土箱體內(nèi)相對(duì)的兩側(cè)壁上；在所述混凝土箱體內(nèi)的底部均勻開(kāi)設(shè)有至少兩個(gè)出水口；在所述混凝土箱體內(nèi)的底部還均勻預(yù)埋固定有若干個(gè)吊鉤。本方案的優(yōu)點(diǎn)在于：本方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，保證了基坑深度，達(dá)到施工要求；簡(jiǎn)化了施工過(guò)程，加快施工進(jìn)度，并且降低了施工降水成本；可大面積推廣，并能取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效果。

4、但混凝土沉箱需要提前澆筑，在尺寸上不能把控，需要把基坑的尺寸提前計(jì)算好，一旦基坑尺寸有變，則整個(gè)混凝土沉箱不能使用，這對(duì)于施工環(huán)境復(fù)雜的工地來(lái)說(shuō)很難去把控，因此不太適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是加快排水速度，減少施工時(shí)間。

2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基坑內(nèi)沉箱降水結(jié)構(gòu)及施工方法，包括箱體，箱體的側(cè)壁固定連接有多個(gè)等間距均勻分布的側(cè)錨鉤，且箱體的底部側(cè)壁固定連接有多個(gè)等間距均勻分布的底錨鉤，箱體的四周內(nèi)壁上均固定連接有十字形加強(qiáng)筋，箱體的中部設(shè)置有變形預(yù)警器，且變形預(yù)警器的側(cè)壁固定連接有四個(gè)呈十字型分布的內(nèi)撐桿，每個(gè)內(nèi)撐桿遠(yuǎn)離變形預(yù)警器的一端均螺紋連接有內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭，且內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭與十字形加強(qiáng)筋的十字交叉點(diǎn)相抵；

3、所述沉箱降水結(jié)構(gòu)的施工方法包括以下步驟：

4、s1，用3-5mm厚的鋼板焊接箱體，箱體的尺寸為混凝土結(jié)構(gòu)外部尺寸加60mm，焊接完后檢查焊縫，確保不滲水，接著在箱體的四周內(nèi)壁上焊接十字形加強(qiáng)筋，四個(gè)十字形加強(qiáng)筋保持齊平，然后在箱體的四周外壁和底部上分別焊接上側(cè)錨鉤和底錨鉤；

5、s2，把變形預(yù)警器放入箱體的內(nèi)部，先讓其中一對(duì)內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭對(duì)準(zhǔn)十字形加強(qiáng)筋的十字交叉點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭使其與十字形加強(qiáng)筋的十字交叉點(diǎn)相抵，最后再轉(zhuǎn)動(dòng)另一對(duì)內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭同樣讓其與十字形加強(qiáng)筋的十字交叉點(diǎn)相抵，以此完成箱體的內(nèi)部支撐；

6、s3，將安裝完成的箱體放在支架上備用，開(kāi)始開(kāi)挖基坑，基坑開(kāi)挖完成后澆筑配重混凝土，混凝土方量根據(jù)箱體體積進(jìn)行計(jì)算，混凝土澆筑過(guò)程要測(cè)量好混凝土澆筑的標(biāo)高和平整度，以保證箱體安裝的位置和高度；

7、s4，吊裝箱體至基坑內(nèi)，讓側(cè)錨鉤和底錨鉤錨入新澆筑的混凝土中，在此過(guò)程需要工程技術(shù)人員始終對(duì)箱體進(jìn)行觀測(cè)保證位置準(zhǔn)確，且采取臨時(shí)加固措施直至混凝土終凝；

8、s5，在箱體安裝過(guò)程中，若基坑內(nèi)有水，同時(shí)箱體內(nèi)應(yīng)加水，保證內(nèi)外液面基本平齊，待配重混凝土強(qiáng)度大于50％以后可將箱體內(nèi)的水抽走并清理干凈，做防水施工，后續(xù)工序按照正常施工程序施工。

9、在上述基坑內(nèi)沉箱降水結(jié)構(gòu)及施工方法中，直接將鋼制箱體沉入基坑中，再澆筑混凝土，有效縮短降水時(shí)間。

10、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，混凝土的澆筑土方量計(jì)算公式如下：

11、沉箱受到的浮力f=ρ1gv1，配重混凝土體積v2=f/gρ2；

12、各符號(hào)代表的意義f:沉箱受到的浮力，v2混凝土：配重混凝土體積，ρ1:水的密度，g：重力加速度，v1:沉箱體積，ρ2：混凝土密度。

13、作為本技術(shù)的再進(jìn)一步改進(jìn)，變形預(yù)警器的內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有四個(gè)等間距環(huán)繞分布的空腔，且四個(gè)內(nèi)撐桿分別插入到空腔內(nèi)部，內(nèi)撐桿位于空腔內(nèi)部的一端固定連接有滑板，且滑板遠(yuǎn)離內(nèi)撐桿的側(cè)壁固定連接有預(yù)緊球頭，空腔內(nèi)壁固定連接有與預(yù)緊球頭相貼的預(yù)緊座，預(yù)緊座的內(nèi)部中間位置上固定連接有預(yù)緊彈力墊，且預(yù)緊彈力墊遠(yuǎn)離預(yù)緊座的側(cè)壁固定鑲嵌有彈力金屬片，預(yù)緊座位于預(yù)緊彈力墊兩側(cè)的內(nèi)部均固定連接有預(yù)緊加強(qiáng)彈力墊，預(yù)緊座正對(duì)預(yù)緊彈力墊的內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有開(kāi)口槽，且開(kāi)口槽的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有頂頭，頂頭朝向彈力金屬片的側(cè)壁固定連接有頂桿，空腔的內(nèi)壁還固定連接有與預(yù)緊座相抵的環(huán)形固定座，環(huán)形固定座的內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有滑腔，且滑腔的內(nèi)壁密封滑動(dòng)連接有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的移動(dòng)測(cè)量滑塞，兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量滑塞之間固定連接有彈力帶，環(huán)形固定座的側(cè)壁固定連接有內(nèi)部與滑腔連通的包液膜，且包液膜和兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量滑塞之間的空間中同時(shí)填充有驅(qū)動(dòng)液，包液膜與頂頭相貼，利用預(yù)緊座與預(yù)緊球頭的相抵作用來(lái)讓內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭抵在十字形加強(qiáng)筋上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體內(nèi)部的支撐，而且由于內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭和內(nèi)撐桿是螺紋連接的，方便調(diào)節(jié)內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭的伸長(zhǎng)距離以適用不同箱體尺寸的同時(shí)，還方便安裝、拆卸內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭，省去了切割的麻煩，當(dāng)澆筑混凝土?xí)r，箱體受到混凝土的壓力后而將作用下通過(guò)內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭和內(nèi)撐桿傳遞到預(yù)緊座上，預(yù)緊座依靠預(yù)緊彈力墊和預(yù)緊加強(qiáng)彈力墊的反彈力來(lái)抵消內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭所受到的壓力，以此能有效防止箱體變形，預(yù)緊座受到壓力后預(yù)緊彈力墊開(kāi)始向外凸出，預(yù)緊彈力墊的外凸使其推動(dòng)頂頭移動(dòng)，頂頭進(jìn)而擠壓包液膜將驅(qū)動(dòng)液推入到環(huán)形固定座內(nèi)部，在液壓作用下兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量滑塞相互遠(yuǎn)離，二者之間的彈力帶起到阻礙作用，這樣可以為預(yù)緊座提供一部分阻礙力，從而有效加強(qiáng)對(duì)箱體內(nèi)部的支撐左右，有效防止箱體變形。

14、作為本技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，預(yù)緊座包括可變形段和塑形段，且塑形段位于開(kāi)口槽兩側(cè)的內(nèi)壁均開(kāi)設(shè)有與滑腔連通的凹槽，可變形段采用柔質(zhì)材質(zhì)，且可變形段與空腔的內(nèi)壁相貼，塑形段采用硬質(zhì)材質(zhì)，且塑形段與空腔的內(nèi)壁固定連接，可變形段受到內(nèi)撐桿的推擠后開(kāi)始變形，此時(shí)預(yù)緊彈力墊和預(yù)緊加強(qiáng)彈力墊的反彈力都能阻礙可變形段的變形，這樣的反彈力能使得內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭緊緊與十字形加強(qiáng)筋相抵，既能實(shí)現(xiàn)將變形預(yù)警器安裝在箱體內(nèi)部，也能方便調(diào)節(jié)內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭的伸縮，從而讓變形預(yù)警器能適配不同尺寸的箱體。

15、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)，變形預(yù)警器正對(duì)可變形段的內(nèi)壁上還固定鑲嵌有強(qiáng)磁墊，且可變形段的側(cè)壁固定鑲嵌有與強(qiáng)磁墊相磁吸的柔性磁墊，可變形段與強(qiáng)磁墊的磁吸作用為可變形段提供一部分抵消形變的力，間接的增加了內(nèi)撐桿對(duì)箱體的支撐力，不僅能讓內(nèi)撐調(diào)節(jié)頭與十字形加強(qiáng)筋緊緊相抵而防止變形預(yù)警器掉下來(lái)，還能有效防止箱體在混凝土擠壓下變形。

16、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，移動(dòng)測(cè)量滑塞遠(yuǎn)離彈力帶的一端貫穿至凹槽內(nèi)，且移動(dòng)測(cè)量滑塞的內(nèi)壁固定鑲嵌有多個(gè)等間距分布的金屬片，凹槽的內(nèi)壁安裝有與金屬片匹配的金屬探測(cè)儀，金屬探測(cè)儀包括感應(yīng)模塊、感應(yīng)次數(shù)計(jì)算模塊和報(bào)警模塊，且變形預(yù)警器的上端安裝有與報(bào)警模塊電連接的報(bào)警燈，當(dāng)箱體開(kāi)始變形時(shí)，預(yù)緊座會(huì)進(jìn)一步受到內(nèi)撐桿的推擠，進(jìn)而預(yù)緊彈力墊進(jìn)一步向外凸，預(yù)緊彈力墊推動(dòng)頂桿帶著頂頭進(jìn)一步擠壓包液膜，此時(shí)更多的驅(qū)動(dòng)液被擠入到滑腔內(nèi)，兩個(gè)移動(dòng)測(cè)量滑塞在液壓作用下進(jìn)一步相互遠(yuǎn)離，移動(dòng)測(cè)量滑塞帶著多個(gè)金屬片一起向凹槽內(nèi)移動(dòng)，金屬探測(cè)儀上的感應(yīng)模塊用來(lái)探測(cè)金屬片，感應(yīng)次數(shù)計(jì)算模塊用來(lái)計(jì)量所探測(cè)到的金屬片的數(shù)量，由于相鄰兩個(gè)金屬片之間的距離是固定的，因此根據(jù)所探測(cè)到的金屬片的數(shù)量即能計(jì)算出移動(dòng)測(cè)量滑塞的移動(dòng)距離，進(jìn)而間接知曉箱體的變形量，當(dāng)移動(dòng)測(cè)量滑塞的移動(dòng)距離超過(guò)所設(shè)定的閾值是即觸發(fā)報(bào)警模塊啟動(dòng)報(bào)警燈向外發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這樣能及時(shí)提醒施工人員采取相應(yīng)的措施，有效防止箱體變形過(guò)大而影響正常使用。

17、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，報(bào)警燈的外部安裝有防水罩，內(nèi)撐桿貫穿變形預(yù)警器的位置處安裝有防水密封圈，當(dāng)向箱體內(nèi)部加水來(lái)防止其變形時(shí)，由于水壓作用使得水通過(guò)內(nèi)撐桿貫穿變形預(yù)警器處的縫隙滲透到內(nèi)部，因此使用防水密封圈來(lái)進(jìn)行密封，同樣的為了防止水滲透到報(bào)警燈內(nèi)部，因此在報(bào)警燈的外部加裝防水罩。

18、作為本技術(shù)的再一種改進(jìn)，包液膜包括基層，且基層的內(nèi)壁固定鑲嵌有彈力層，基層采用柔性材質(zhì)，彈力層采用彈性材質(zhì)，基層起到密封的作用，以免驅(qū)動(dòng)液泄漏出來(lái)，而彈力層起到讓基層恢復(fù)形變的作用，在拆卸下來(lái)變形預(yù)警器后，彈力層的反彈力使得基層恢復(fù)成原樣，這樣便于變形預(yù)警器的下一次使用。

19、綜上所述，通過(guò)將焊接好的箱體沉入到基坑中，再進(jìn)行混凝土澆筑的方式來(lái)將基坑中的水快速排出，省去了打降水井、埋設(shè)水泵、人工看護(hù)降水等環(huán)節(jié)，有效提高施工效率，并在箱體的內(nèi)部加裝變形預(yù)警器來(lái)進(jìn)行內(nèi)撐，有效防止箱體在混凝土壓力變形，另外利用金屬探測(cè)儀對(duì)金屬片的感應(yīng)來(lái)監(jiān)測(cè)箱體的變形量，能夠?qū)ο潴w的變形進(jìn)行預(yù)警，能有效防止箱體發(fā)生過(guò)度變形而影響施工進(jìn)度。