CN113846692A - 用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，涉及地下建筑施工技术领域，位于地下的建筑物包括外墙、顶板和底板，外墙包括纵墙和横墙，施工装置包括浇筑装置、挖掘装置和位于建筑物顶部的吊挂装置，挖掘装置挖掘底板底部的岩土，挖掘装置包括链刀和驱动装置，链刀包括链条和安装在链条上的刀，驱动装置安装在底板的上方，纵墙包括位于底板上方上下错位的孔，链刀通过孔包络底板，纵墙包括位于孔下方的下纵墙和孔上方的上纵墙；该技术方案无需纠偏，驱动装置功率较小，链条拉力也较小，不易拉断；下降速度可控；方便吊挂装置对建筑物进行吊起；高度方向分段施工时，下沉完一段，不需要断开链刀和拆除驱动装置。

Description

用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置

技术领域

本发明涉及地下建筑施工技术领域，具体是用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置。

背景技术

现有大型地下建筑常用明挖法施工，明挖法需要先开挖基坑做支护，然后在基坑内浇筑或者装配地下建筑，需要做基坑临时支护和降水，工期长，造价高；目前采用链刀挖掘底部岩土，整体下沉的技术方案，无吊挂装置的下沉施工，由于地下建筑物自身载荷实在太重，有以下缺陷：易产生倾斜偏移，下沉时需要增设纠偏装置，而且一旦产生偏离，就很难实现纠偏；这么大的载荷压在底部链刀上，导致驱动装置功率太大，而且链刀极易拉断；下降速度很难控制；底部链刀的进刀量处于失控状态，极易损坏刀具；为此我们提出用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置来解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，来解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：位于地下的建筑物包括外墙、顶板和底板，外墙包括纵墙和横墙，施工装置包括浇筑装置、挖掘装置和位于建筑物顶部的吊挂装置，挖掘装置挖掘底板底部的岩土，挖掘装置包括链刀和驱动装置，链刀包括链条和安装在链条上的刀，驱动装置安装在底板的上方，纵墙包括位于底板上方上下错位的孔，链刀通过孔包络底板，纵墙包括位于孔下方的下纵墙和孔上方的上纵墙，上纵墙的厚度小于或等于下纵墙加链刀的厚度之和；建筑物通过浇筑装置在地面按长度方向分段浇筑，通过吊挂装置将建筑物处于悬挂状态下，启动驱动装置，底板底部的链刀挖掘岩土，由下往上运行的链刀将已挖掘的岩土带至建筑物内的底板上方，实现建筑物的下沉作业，建筑物下沉到设定的深度，抽出链刀再完成后续施工，直至完成建筑物的全部施工。

作为本发明进一步的方案：所述的孔设置刃板和斜面，当链刀携带大于孔和链刀之间间隙的岩土时，通过入口刃板将其挤碎，或通过斜面将其挤至纵墙的外侧。

作为本发明进一步的方案：所述的建筑物下沉至设定的深度，当地下水对建筑物的浮力和岩土对建筑物的摩擦力等于建筑物包括挖掘装置的自重时，处于临界状态，通过向建筑物加重，使建筑物在下沉过程中，始终处于悬挂状态。

作为本发明进一步的方案：所述的链刀包括链板，链板安装在链条上，刀安装在链板上。

作为本发明进一步的方案：所述的链刀包括若干组呈锥状的条状链刀，条状链刀中的刀包括位于前端的头部刀、位于中间的中间刀和位于尾端的刮板，头部刀包括一把长刀，中间刀包括两把短刀，刮板的高度略低于头部刀和中间刀的高度，头部刀和中间刀挖掘岩土，刮板将已挖掘的岩土带至前方。

作为本发明进一步的方案：所述的吊挂装置包括钢绞线升降千斤顶，若干钢绞线升降千斤顶是同步缓慢升降的，建筑物是在悬挂状态下下沉的，由于其自身的巨大自重，难以产生偏移。

作为本发明进一步的方案：所述的链刀挖掘岩土时，是通过控制吊挂装置的下降速度来满足不同的地质条件，当刀磨损时，在建筑物内部进行更换。

作为本发明进一步的方案：所述的挖掘装置包括水力冲刷装置和水力出土装置，通过水力冲刷装置将已挖掘的岩土与链刀分离，通过水力出土装置将已与链刀分离的泥水混合物送出。

作为本发明进一步的方案：所述的上孔设定在特定的高度，在下沉过程中，使建筑物的底部产生设定的浮力。

与现有技术相比，本技术采用了吊挂装置，地下建筑物的自重由吊挂装置平衡，本发明的有益效果是：由于地下建筑物自身极重，不可能产生偏离，所以无需纠偏装置；由于地下建筑物的自重不压在链刀上，所以驱动装置功率较小，链条拉力也较小，不易拉断；下降速度可控；可以通过控制进刀量来适应不同的地质条件。

本技术采用了挖掘装置的链刀在建筑物的底部循环，链刀不需要运行至顶部，有以下优点：顶部没有包络链刀，方便吊挂装置对建筑物进行吊起；特别是需要在高度方向分段施工时，下沉完一段，不需要断开链刀和拆除驱动装置，在挖掘装置停止工作时，可直接在建筑物的上部浇筑结构体。

附图说明

图1是在建筑物1的底部包络链刀7,吊挂装置6悬吊建筑物1, 底部的挖掘装置5挖掘底部的岩土, 建筑物1在施工装置3的协作下开始下沉的结构示意图；

图2是建筑物1 的底板12已沉入地下，建筑物1在高度方向也是分段浇筑，在外墙2的顶部浇筑顶板11后继续下沉的结构示意图；

图3是纵墙2X和底板12布满链刀7运行轨道的结构示意图，也是在纵墙2X上设置上下错位的孔2X1，链刀7通过左右两边纵墙21的孔2X1形成闭环；

图4是三根链条71通过链板73固连成一体，刀72安装在链板73上，刀72可以采用滚刀或者截齿刀，链板73按一定间隔固定链条71在，链板73也可以是密布在链条71上；

图5是条状链刀8的结构示意图，链条71可以普通的链条，也可以是环链、模锻链或者钢绳，图中链条结构为钢带；

图6是底板12和部分外墙2已经沉到地面下，在地面上支护模板通过浇筑装置4浇筑混凝土，完成外墙2的浇筑施工的结构示意图；

图7是水力冲刷装置52和水力出土装置53使链刀7的岩土分离的结构示意图；

图中的1是建筑物；2是外墙；11是顶板；12是底板；2X是纵墙；2X1是孔； 2X11是刃板，为外墙2上的孔2X1在链刀7 穿过的上方设置的一块金属板，带有刃口，可以挤碎链刀7带入的岩石；2X2是下纵墙；2X12是斜面；2X3是上纵墙；2Y是横墙；3是施工装置；4是浇筑装置；5是挖掘装置；51是驱动装置；6是吊挂装置；7是链刀；71是链条；72是刀；73是链板；8是条状链刀；81是前端的头部刀；811是长刀；82是位于中间；821是短刀；83是位于尾端的刮板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～7，本发明实施例中，位于地下的建筑物1包括外墙2、顶板11和底板12，外墙2包括纵墙2X和横墙2Y，施工装置3包括浇筑装置4、挖掘装置5和位于建筑物1顶部的吊挂装置6，挖掘装置5挖掘底板12底部的岩土，挖掘装置5包括链刀7和驱动装置51，链刀7包括链条71和安装在链条71上的刀72，驱动装置51安装在底板12的上方，纵墙2X包括位于底板12上方上下错位的孔2X1，链刀7通过孔2X1包络底板12，纵墙2X包括位于孔2X1下方的下纵墙2X2和孔2X1上方的上纵墙2X3，上纵墙2X3的厚度小于或等于下纵墙2X2加链刀7的厚度之和；建筑物1通过浇筑装置4在地面按长度方向分段浇筑，通过吊挂装置6将建筑物1处于悬挂状态下，启动驱动装置51，底板12底部的链刀7挖掘岩土，由下往上运行的链刀7将已挖掘的岩土带至建筑物1内的底板12上方，实现建筑物1的下沉作业，建筑物1下沉到设定的深度，抽出链刀7再完成后续施工，直至完成建筑物1的全部施工。

需要说明是的，所述建筑物1通过浇筑装置4在地面按长度方向分段浇筑，是指建筑物1的结构体分段浇筑，在水平方向形成一个完整的截面，然后再下沉施工，建筑物1在高度方向是分段施工，浇筑完成一段，养护至设定强度，通过施工装置3把建筑物1下沉至设定深度，循环至完成整个建筑物1的浇筑和下沉工作。

如图3和图6所示，孔2X1在链刀7的入口，设置刃板2X11和斜面2X12，当链刀7携带大于孔2X1和链刀7之间间隙的岩土，如遇到鹅卵石或孤石时，通过入口刃板2X11将其挤碎，或通过斜面2X12将其挤至纵墙2X的外侧。

需要说明是的，刃板2X11为外墙2上的孔2X1在链刀7 穿过的上方设置的一块金属板，带有刃口，可以挤碎链刀7带入的岩石；斜面2X12是在链刀7进入孔2X1洞口的一段倾斜轨道，链刀7在经过该区域时，刀72会发生角度偏转，刀72带上来的较大岩土部分会被挤至纵墙2X的外侧。

所述的建筑物1下沉至设定的深度，当地下水对建筑物1的浮力和岩土对建筑物1的摩擦力等于建筑物1包括挖掘装置5的自重时，处于临界状态，通过向建筑物1加重，例如往建筑物1内灌水，使建筑物1在下沉过程中，始终处于悬挂状态。

所述的上孔2X1设定在特定的高度，在下沉过程中，使建筑物1的底部产生设定的浮力，浮力和吊挂装置6的向上的拉力之和与建筑物1的自重平衡。

如图4所示，链刀7包括链板73，链板73安装在链条71上，刀72安装在链板73上；三根链条通过链板73固连成一体，刀72安装在链板73上，刀72可以采用滚刀或者截齿刀，链板73按一定间隔固定链条73在，链板73也可以是密布在链条73上。

如图5所示，链刀7包括若干组呈锥状的条状链刀8，条状链刀8中的刀82包括位于前端的头部刀81、位于中间的中间刀82和位于尾端的刮板83，头部刀81包括一把长刀811，中间刀82包括两把短刀821，刮板83的高度略低于头部刀81和中间刀82的高度，头部刀81和中间刀82挖掘岩土，刮板83将已挖掘的岩土带至前方。

需要说明的是：链刀7的链条71数量根据所需负载进行配置，在建筑物1的底板12和左右下纵墙2X2设置相应数量的导轨；刀72可以采用滚刀或者截齿刀，链板73按一定间隔固定链条71在，链板73也可以是密布在链条71上；链条71可以普通的链条，也可以是环链、模锻链或者钢绳，图5中链条结构为钢带；所述的条状链刀8中设每组链刀的宽度为B，链条的节距为T，有n把中间刀82，短刀821的长度为a，则长刀811的长度为2a，B=(2n+1)a，每组条状链刀8的长度等于(n+2)T，这样能使每块链板83上刀82的长度相等。

所述的吊挂装置6包括钢绞线升降千斤顶6A，钢绞线液压升降千斤顶6A同步缓慢升降，钢绞线液压升降千斤顶6A采用穿芯式结构液压提升器作为升降机具，液压升降器两端的楔形锚具具有单向自锁作用，当锚具工作紧时，会自动锁紧钢绞线，锚具不工作松时，放开钢绞线，钢绞线能上下活动，可以使建筑物1在悬挂状态下整体同步下沉，由于其自身的巨大自重，难以产生偏移，不需要设置其他纠偏装置。

所述的链刀7挖掘岩土时，是通过控制吊挂装置6的下降速度来满足不同的地质条件，当刀72磨损时，在建筑物1内部进行更换；通过控制链刀7的运行速度来控制挖掘装置5挖掘岩土的切削速度，当遇到鹅卵石和孤石时，通过极慢的下降速度用刀72对鹅卵石和孤石进行刮削。

如图6所示， 在链刀7的上下布置水力冲刷装置52，水力冲刷装置52沿着纵向布置，在每根链刀位置设置喷头，对链刀7进行冲洗，把链刀7带上的岩土冲刷掉落至底部的收集***，底部收集的泥水混合物经水力出土装置53的泵站抽送至建筑物1外的地面泥水沉淀池进行沉淀和泥水分离，水力出土装置53的输送管道设置在横墙2Y内部或者上下错开的链刀之间的间隙，输送管道从底部的泥水收集处伸至顶部，再接通至地面泥水沉淀池。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本发明中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以通过具体情况理解术语在本发明中的具体含义。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是位于地下的建筑物（1）包括外墙（2）、顶板（11）和底板（12），外墙（2）包括纵墙（2X）和横墙（2Y），施工装置（3）包括浇筑装置（4）、挖掘装置（5）和位于建筑物（1）顶部的吊挂装置（6），挖掘装置（5）挖掘底板（12）底部的岩土，挖掘装置（5）包括链刀（7）和驱动装置（51），链刀（7）包括链条（71）和安装在链条（71）上的刀（72），驱动装置（51）安装在底板（12）的上方，纵墙（2X）包括位于底板（12）上方上下错位的孔（2X1），链刀（7）通过孔（2X1）包络底板（12），纵墙（2X）包括位于孔（2X1）下方的下纵墙（2X2）和孔（2X1）上方的上纵墙（2X3），上纵墙（2X3）的厚度小于或等于下纵墙（2X2）加链刀（7）的厚度之和；建筑物（1）通过浇筑装置（4）在地面按长度方向分段浇筑，通过吊挂装置（6）将建筑物（1）处于悬挂状态下，启动驱动装置（51），底板（12）底部的链刀（7）挖掘岩土，由下往上运行的链刀（7）将已挖掘的岩土带至建筑物（1）内的底板（12）上方，实现建筑物（1）的下沉作业，建筑物（1）下沉到设定的深度，抽出链刀（7）再完成后续施工，直至完成建筑物（1）的全部施工。

2.根据权利要求1所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的孔（2X1）设置刃板（2X11）和斜面（2X12)，当链刀（7）携带大于孔（2X1）和链刀（7）之间间隙的岩土时，通过入口刃板（2X11）将其挤碎，或通过斜面（2X12)将其挤至纵墙（2X）的外侧。

3.根据权利要求2所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的建筑物（1）下沉至设定的深度，当地下水对建筑物（1）的浮力和岩土对建筑物（1）的摩擦力等于建筑物（1）包括挖掘装置（5）的自重时，处于临界状态，通过向建筑物（1）加重，使建筑物（1）在下沉过程中，始终处于悬挂状态。

4.根据权利要求3所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的链刀（7）包括链板（73），链板（73）安装在链条（71）上，刀（72）安装在链板（73）上。

5.根据权利要求4所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的链刀（7）包括若干组呈锥状的条状链刀（8），条状链刀（8）中的刀（72）包括位于前端的头部刀（81）、位于中间的中间刀（82）和位于尾端的刮板（83），头部刀（81）包括一把长刀（811），中间刀（82）包括两把短刀（821），刮板（83）的高度略低于头部刀（81）和中间刀（82）的高度，头部刀（81）和中间刀（82）挖掘岩土，刮板（83）将已挖掘的岩土带至前方。

6.根据权利要求5所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的吊挂装置（6）包括钢绞线升降千斤顶（6A），若干钢绞线升降千斤顶（6A）是同步缓慢升降的，建筑物（1）是在悬挂状态下下沉的，由于其自身的巨大自重，难以产生偏移。

7.根据权利要求6所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的链刀（7）挖掘岩土时，是通过控制吊挂装置（6）的下降速度来满足不同的地质条件，当刀（72）磨损时，在建筑物（1）内部进行更换。

8.根据权利要求7所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的挖掘装置（5）包括水力冲刷装置（52）和水力出土装置（53），通过水力冲刷装置（52）将已挖掘的岩土与链刀（7）分离，通过水力出土装置（53）将已与链刀（7）分离的泥水混合物送出。

9.根据权利要求1所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的上孔（2X1）设定在特定的高度，在下沉过程中，使建筑物（1）的底部产生设定的浮力。

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