CN105926582B - 预制中空构件地下掘进施工组合体、连续墙及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制中空构件地下掘进施工组合体，一种预制中空构件地下连续墙和一种预制中空构件地下掘进施工方法，该施工组合体包括预制中空构件、安装在所述预制中空构件中的定位架、设置在所述预制中空构件底部并与定位架连接的传力连接体、安装在所述定位架下部的地下掘进装置，所述地下掘进装置包括动力装置、由所述动力装置驱动的掘进工作组件，所述掘进工作组件设置在预制中空构件侧壁下方以对土体进行掘进，并能收拢至预制中空构件的空腔中。本发明施工噪音小，施工速度快，施工效率高。
Description
技术领域
本发明属于土木建筑工程领域，涉及一种地下接式预制混凝土构件和方法。
背景技术
目前对于预制中空构件沉桩方法主要有：锤击法、静压法、中掘法，锤击法因噪音较大，目前用的很少，只有在郊区，对噪音环境要求不高的地方才用，目前用得最多的是静压法，但是静压法只适用于小直径的桩，超过600mm后一般难以压下，中掘法可以施工800~1600mm的桩，但是由于其动力头是在地面，受钻杆长度和刚度的限制，其不能施工太长的桩，且其只能施工圆形桩，施工效率也比较低。
发明内容
技术问题：本发明提供一种施工噪音小，施工速度快，施工效率高的预制中空构件地下掘进施工组合体，同时提供一种预制中空构件地下连续墙和一种预制中空构件地下掘进施工方法。
技术方案：本发明的一种预制中空构件地下掘进施工组合体，包括预制中空构件、安装在所述预制中空构件中的定位架、设置在所述预制中空构件底部并与定位架连接的传力连接体、安装在所述定位架下部的地下掘进装置，所述地下掘进装置包括动力装置、由所述动力装置驱动的掘进工作组件，所述掘进工作组件设置在预制中空构件侧壁下方以对土体进行掘进，并能收拢至预制中空构件的空腔中。
进一步的，本发明施工组合体中，所述掘进工作组件为设置有偏心轮的震拌装置。
进一步的，本发明施工组合体中，所述预制中空构件为方形截面，所述定位架下端设置有能卡在传力连接体上的伸缩卡扣，所述震拌装置的偏心轮的转轴为水平设置，所述震拌装置还设置有位于下端的震动母体、设置在所述震动母体四周及下部的齿头，位于四周的齿头在构件下沉时覆盖中空构件侧壁下方，回收时能够收拢至预制中空构件的空腔内。
进一步的，本发明施工组合体中，所述预制中空构件为环形截面，所述定位架的内侧与地下掘进装置固定连接，所述传力连接体上设置有两个凸件，所述定位架卡在两个凸件的中间，被限制仅能够上下滑动而不能在周向转动，所述震拌装置的偏心轮的转轴为竖向设置，震拌装置还设置有位于下端的震动母体、固定在所述震动母体底部的齿头。
进一步的，本发明施工组合体中，所述预制中空构件为环形截面，所述掘进工作组件包括钻头、设置在所述动力装置和钻头之间的水接头、安装在所述钻头上的活动钻板、安装在所述钻头及活动钻板上的刀头，活动钻板在构件下沉时覆盖中空构件侧壁下方，回收时能够收拢至预制中空构件的空腔内。
进一步的，本发明施工组合体中，所述预制中空构件的水平截面为环形、双环形、多孔板、双梁式多孔板、空心方形、双空心方形、外方内圆孔形、外方内椭圆孔形或工字形。
进一步的，本发明施工组合体中，所述的双梁式多孔板是在多孔板的纵向设置有纵梁，横向设置有由钢管和型钢制作的带孔的横梁。
本发明的预制中空构件地下连续墙，由多个上述的预制中空构件地下掘进施工组合体连续下沉到位后，拆除地下掘进装置，将各预制中空构件在垂直向和水平向拼接而成，所述预制中空构件的上下端面上设置有水平榫头和榫槽，上下相邻预制中空构件通过榫头和榫槽的插接连为一体，所述预制中空构件的左右端面上设置有连接契口，左右相邻预制中空构件通过连接契口连为一体。
本发明的预制中空构件地下掘进施工方法，包括以下步骤：
1）将上述的预制中空构件地下掘进施工组合体放置在施工工位上，并将所述掘进工作组件调整至预制中空构件侧壁下方；
2）通过注水管向地下掘进装置供水，启动地下掘进装置，进行下沉作业，预制中空构件随即下沉，待下沉至到位后，将其临时固定；
3）吊装后续预制中空构件至上一节下沉到位的预制中空构件的上方，将二者拼装为一体，然后拆除临时固定，按照所述步骤3）的方法继续下沉工作；反复多次拼装后续预制中空构件并下沉，直至预制中空构件下沉达到设计要求的深度；
4）将地下掘进装置依次调整到预制中空构件的空腔中，然后将定位架与预制中空构件解锁，并将整个地下掘进装置从预制中空构件的空腔内取出；
5）用喷射或注浆法将预制中空构件下部搅松的土体进行置换加固。
进一步的，本发明施工方法中，在完成第一幅预制中空构件下沉施工后，在第一幅构件相邻的施工工位，按照所述步骤1）~5）进行后续各幅构件的下沉施工并将其横向拼接，直至满足设计要求，得到预制中空构件地下连续墙。
本发明施工组合体中，施工机具的动力部分处在地下，因此其施工噪音小，施工速度快，施工效率高。本发明方法不仅可以适用于单孔构件（例如单根管桩、单根方形中空桩），而且还适用于多孔板桩、多个方形孔板桩。利用这些板桩，通过上下拼接和水平向的左右拼接，可以形成地下空心状的连续墙，可以用作深基坑支护、地下隧道支护、地下管廊的支护及管廊墙板、边坡支护等，具有挡土、止水作用，其与目前现场浇筑的地下连续墙相比，具有节省材料，施工速度快，质量更加可靠等优点。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明首次将预制中空构件与施工机械合二为一，即预制构件兼做了施工机械中的钻杆作用，承担着安装在下部的搅拌头与地面之间的连接作用，不仅省去了钢制钻杆，而且省去了一般的钻孔后竖向构件的安装过程。
2、本发明由于是预制构件，质量更加可靠，与目前的现浇方法相比，预制构件做成环形、空心方形、多孔板等多种截面形式；预制构件在工厂生产，生产效率高，质量可靠。
3、施工设备在地下，因此在施工过程中噪音小，对周边环境影响小。
4、本发明的方法适用面广，既可以用于单根桩，又可以适用于多孔板桩，当将板桩用作深基坑支护时，可以形成预制装配格栅式地下连续墙，其不仅具有挡土、止水作用，而且还可以兼做地下室外墙和抗拔桩，一个结构四种用途，节约成本，降低造价。
附图说明
图1为空心方形截面中空构件与竖向震动装置形成的施工组合体立面示意图。
图2为图1的1-1截面示意图。
图3为环形截面预制中空构件与环向震动装置形成的施工组合体立面示意图。
图4为图3的2-2截面示意图。
图5为环形截面预制中空构件与钻进装置形成的施工组合体立面示意图。
图6为图5的3-3截面示意图。
图7为多个预制中空构件在上下和左右拼装连接时的榫槽和连接契口示意图。
图8为预制中空构件各种断面形式示意图。
图9为本发明的双梁式多孔板立面示意图。
图10为图9的4-4截面示意图。
图11为本发明的双梁式多孔板中由钢管和型钢构成的横梁平面示意图
图中有：预制中空构件1、定位架2、动力装置3、震拌装置4、传力连接体5、伸缩卡扣6、震动母体7、齿头71、水接头8、钻头9、活动钻板91、刀头92、横梁10、纵梁11、榫头13。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明的的技术方案做进一步详细说明。
本发明预制中空构件地下掘进施工组合体，包括预制中空构件1、安装在所述预制中空构件1中的定位架2、设置在所述预制中空构件1底部并与定位架2连接的传力连接体5、安装在所述定位架2下部的地下掘进装置，所述地下掘进装置包括动力装置3、由所述动力装置3驱动的掘进工作组件，所述掘进工作组件设置在预制中空构件1侧壁下方以对土体进行掘进，并能收拢至预制中空构件1的空腔中。
一种实施例中，掘进工作组件为设置有偏心轮的震拌装置4，其可对土体进行震拌和液化，具体包括两种形式：一是针对预制中空构件1为方形截面，所述定位架2下端设置有能卡在传力连接体5上的伸缩卡扣6，所述震拌装置4的偏心轮的转轴为水平设置，所述震拌装置4还设置有位于下端的震动母体7、设置在所述震动母体7四周及下部的齿头71，位于四周的齿头71在构件下沉时覆盖中空构件侧壁下方，回收时能够收拢至预制中空构件1的空腔内。
二是针对预制中空构件1为环形截面，所述定位架2的内侧与地下掘进装置固定连接，所述传力连接体5上设置有两个凸件，所述定位架2卡在两个凸件的中间，被限制仅能够上下滑动而不能在周向转动，所述震拌装置4的偏心轮的转轴为竖向设置，震拌装置4还设置有位于下端的震动母体7、固定在所述震动母体7底部的齿头71。
本发明另一种实施例中，预制中空构件1为环形截面，所述掘进工作组件包括钻头9、设置在所述动力装置3和钻头9之间的水接头8、安装在所述钻头9上的活动钻板91、安装在所述钻头9及活动钻板91上的刀头92，活动钻板91在构件下沉时覆盖中空构件侧壁下方，回收时能够收拢至预制中空构件1的空腔内。
本发明中，预制中空构件1的水平截面为环形、双环形、多孔板、双梁式多孔板、空心方形、双空心方形、外方内圆孔形、外方内椭圆孔形或工字形。其中双梁式多孔板是在多孔板的纵向设置有纵梁11，横向设置有由钢管和型钢制作的带孔的横梁10。
本发明的预制中空构件地下连续墙，由多个上述的预制中空构件地下掘进施工组合体连续下沉到位后，拆除地下掘进装置，将各预制中空构件1在垂直向和水平向拼接而成，所述预制中空构件1的上下端面上设置有水平榫头13和榫槽，上下相邻预制中空构件1通过榫头13和榫槽的插接连为一体，所述预制中空构件1的左右端面上设置有连接契口，左右相邻预制中空构件1通过连接契口连为一体。
本发明的预制中空构件地下掘进施工方法，包括以下步骤：
1）将上述的预制中空构件地下掘进施工组合体放置在施工工位上，并将所述掘进工作组件调整至预制中空构件1侧壁下方；
2）通过注水管向地下掘进装置供水，启动地下掘进装置，进行下沉作业，预制中空构件1随即下沉，待下沉至到位后，将其临时固定；
3）吊装后续预制中空构件1至上一节下沉到位的预制中空构件1的上方，将二者拼装为一体，然后拆除临时固定，按照所述步骤3）的方法继续下沉工作；反复多次拼装后续预制中空构件1并下沉，直至预制中空构件1下沉达到设计要求的深度；
4）将地下掘进装置依次调整到预制中空构件1的空腔中，然后将定位架与预制中空构件1解锁，并将整个地下掘进装置从预制中空构件1的空腔内取出；
5）用喷射或注浆法将预制中空构件1下部搅松的土体进行置换加固。
一种实施例中，，该方法在完成第一幅预制中空构件下沉施工后，在第一幅构件相邻的施工工位，按照所述步骤1）~5）进行后续各幅构件的下沉施工并将其横向拼接，直至满足设计要求，得到预制中空构件地下连续墙。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种预制中空构件地下掘进施工组合体，其特征在于，该组合体包括预制中空构件（1）、安装在所述预制中空构件（1）中的定位架（2）、设置在所述预制中空构件（1）底部并与定位架（2）连接的传力连接体（5）、安装在所述定位架（2）下部的地下掘进装置，所述地下掘进装置包括动力装置（3）、由所述动力装置（3）驱动的掘进工作组件，所述掘进工作组件设置在预制中空构件（1）侧壁下方以对土体进行掘进，并能收拢至预制中空构件（1）的空腔中。
2.根据权利要求1所述的预制中空构件地下掘进施工组合体，其特征在于，所述掘进工作组件为设置有偏心轮的震拌装置（4）。
3.根据权利要求2所述的预制中空构件地下掘进施工组合体，其特征在于，所述预制中空构件（1）为方形截面，所述定位架（2）下端设置有能卡在传力连接体（5）上的伸缩卡扣（6），所述震拌装置（4）的偏心轮的转轴为水平设置，所述震拌装置（4）还设置有位于下端的震动母体（7）、设置在所述震动母体（7）四周及下部的齿头（71），位于四周的齿头（71）在构件下沉时覆盖中空构件侧壁下方，回收时能够收拢至预制中空构件（1）的空腔内。
4.根据权利要求2所述的预制中空构件地下掘进施工组合体，其特征在于，所述预制中空构件（1）为环形截面，所述定位架（2）的内侧与地下掘进装置固定连接，所述传力连接体（5）上设置有两个凸件，所述定位架（2）卡在两个凸件的中间，被限制仅能够上下滑动而不能在周向转动，所述震拌装置（4）的偏心轮的转轴为竖向设置，震拌装置（4）还设置有位于下端的震动母体（7）、固定在所述震动母体（7）底部的齿头（71）。
5.根据权利要求1所述的预制中空构件地下掘进施工组合体，其特征在于，所述预制中空构件（1）为环形截面，所述掘进工作组件包括钻头（9）、设置在所述动力装置（3）和钻头（9）之间的水接头（8）、安装在所述钻头（9）上的活动钻板（91）、安装在所述钻头（9）及活动钻板（91）上的刀头（92），所述活动钻板（91）在构件下沉时覆盖中空构件侧壁下方，回收时能够收拢至预制中空构件（1）的空腔内。
6.根据权利要求1所述的预制中空构件地下掘进施工组合体，其特征在于，所述预制中空构件（1）的水平截面为环形、空心方形或工字形。
7.一种预制中空构件地下连续墙，其特征在于，该地下连续墙由多个权利要求1、2、3、4、5或6所述的预制中空构件地下掘进施工组合体连续下沉到位后，拆除地下掘进装置，将各预制中空构件（1）在垂直向和水平向拼接而成，所述预制中空构件（1）的上下端面上设置有水平榫头（13）和榫槽，上下相邻预制中空构件（1）通过榫头（13）和榫槽的插接连为一体，所述预制中空构件（1）的左右端面上设置有连接契口，左右相邻预制中空构件（1）通过连接契口连为一体。
8.一种预制中空构件地下掘进施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）将权利要求1至6任一所述的预制中空构件地下掘进施工组合体放置在施工工位上，并将所述掘进工作组件调整至预制中空构件（1）侧壁下方；
2）通过注水管向地下掘进装置供水，启动地下掘进装置，进行下沉作业，预制中空构件（1）随即下沉，待下沉至到位后，将其临时固定；
3）吊装后续预制中空构件（1）至上一节下沉到位的预制中空构件（1）的上方，将二者拼装为一体，然后拆除临时固定，按照所述步骤2）的方法继续下沉工作；反复多次拼装后续预制中空构件（1）并下沉，直至预制中空构件（1）下沉达到设计要求的深度；
4）将地下掘进装置依次调整到预制中空构件（1）的空腔中，然后将定位架与预制中空构件（1）解锁，并将整个地下掘进装置从预制中空构件（1）的空腔内取出；
5）用喷射或注浆法将预制中空构件（1）下部搅松的土体进行置换加固。
9.根据权利要求8所述的一种预制中空构件地下掘进施工方法，其特征在于，该方法在完成第一幅预制中空构件下沉施工后，在第一幅构件相邻的施工工位，按照所述步骤1）至步骤5）进行后续各幅构件的下沉施工并将其横向拼接，直至满足设计要求，得到预制中空构件地下连续墙。
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