CN109723062A - 基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置及吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置及吊装方法，它解决了现有技术中存在地基承载力差、吊机重量级要求大而存在的较大安全风险问题，具有满足重载吊装所需较大地基承载力及较小的吊装安全风险、施工方便、成本低的有益效果，其方案如下：基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，包括设于基坑放坡的至少一个第一施工平台，第一施工平台设置第一处加固层以支撑第一吊机；设于已完成最底层结构顶部的第二施工平台，第二施工平台具有周转平台，第二施工平台设置第二处加固层以支撑第二吊机；第二吊机将重载设备吊至周转平台，然后由第一吊机将重载设备从周转平台吊装至地面。

Description

基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置及吊装方法

技术领域

本发明涉及起重吊装领域，特别是涉及基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置及吊装方法。

背景技术

大型重载设备的吊装需要大型的吊装设备，多采用大型的履带式吊机，吊装场地应满足大型履带吊的组装要求，同时场地还应满足重型设备的运输、装卸要求，设备的重量决定了吊装场地的地基承载力应满足大型设备的运输要求，大型吊机吊装站位区域的地基承载力应满足吊装的安全要求。

上述条件决定了大型重载设备的吊装对地基承载力有着较高的要求，地基承载力不能满足吊装安全时应对地基进行加固处理，不同的地质条件加固的方法各异，吊机近接深基坑边缘吊装时不仅要考虑地基的承载力，还应考虑吊装荷载对基坑放坡稳定性的影响，及已完成混凝土结构的水平位移及垂直变形。

发明人发现在实践工作中发现在深基坑为放坡开挖，结构尚未施工完毕，地基的承载力较差，且不良的软弱地层厚度较大，地基加固难度较大，如果软弱地层得不到有效加固，大型重载设备吊装时，基坑放坡滑移失稳的风险很大，一旦发生吊装事故，可能会带来灾难性的后果。如某轨道交通工程盾构机最大件质量为125t，盾构机吊出时车站只完成一层结构施工。且基坑处地层碎石土厚度超过9m，距地面10m以下为泥灰岩层，地基的加固难度较大，不利于盾构设备的直接吊装。

因此，需要对重载设备吊装方法进行新的探索设计研究。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，能够满足吊装安全要求，完成软弱地基条件下重载设备的吊装施工。

基于近接施工环境重载设备吊装方法的具体方案如下：

基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，包括：

设于基坑放坡的至少一个第一施工平台，第一施工平台设置第一处加固层以支撑第一吊机；

设于已完成最底层结构顶部的第二施工平台，第二施工平台具有周转平台，第二施工平台设置第二处加固层以支撑第二吊机；

第二吊机将重载设备吊至周转平台，然后由第一吊机将重载设备从周转平台吊装至地面。

主体结构施工尚未全部完成，通过多台吊机来陆续接力吊装，从而实现对设备的运送，该吊装装置缩小了吊机的旋转工作半径，从而降低了对吊机起重能力的要求，减小了吊机施工的占地面积，对地基承载能力要求也相应降低，也降低了施工成本。

进一步地，为了保证吊装的安全性，第二施工平台空间满足第二吊机作业要求，并具有设备周转存放的平台空间，第一施工平台处根据其所处地层的承载力施工第二处加固层，因施工平台处于泥灰岩地层或其他相对承载力较高的地基处，因此所述第二处加固层为具有设定厚度的钢筋混凝土。

进一步地，低处的所述第一施工平台一侧同样设置周转平台，这样可以设置多个第一平台，一级一级逐级实现设备从最底层结构吊至第二施工平台的周转平台，然后再由第二吊机吊至第一施工平台的周转平台，依次往复，最终吊至地面。

进一步地，所述第一吊机承重大于或等于所述第二吊机承重，这样有效保证吊机操作的稳定性，第一吊机和第二吊机均为履带吊。

进一步地，因第一施工平台所处的地层主要是碎石居多，所述第一加固层包括插入至基坑放坡的成排成列的支撑桩，同排或同列相邻的支撑桩间隔按设定距离设置，支撑桩顶部通过连接件连接，连接件顶部设置盖板；

进一步地，连接件为工字钢，工字钢与每一支撑桩的顶部焊接连接，且工字钢超过最外侧支撑桩大于等于1m。

进一步地，所述支撑桩为钢管桩，钢管桩采用旋挖钻的方式成孔，钢管桩的长度大于等于14.2m，钢管底部嵌入岩层，同一排的钢管桩顶部通过纵向工字钢实现连接，且纵向工字钢顶部通过横向工字钢连接，两个方向的工字钢通过焊接连接，且在工字钢顶部沿履带吊的履带方向铺20mm厚的盖板，盖板为钢板，钢板与工字钢分段焊接。

进一步地，在所述第一施工平台和第二施工平台的周侧和基坑放坡设置多个地表沉降监测点，地表沉降监测点的设置满足监测要求，地表沉降监测点处用于安装位移传感器，位移传感器竖直安装；

为了进一步提高第一处施工平台的地基承载力及边坡稳定性，在所述的最底层结构与围护桩之间填充素混凝土，围护桩为钻孔灌注桩。

基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置的吊装方法：具体如下：

将设备拆机，通过第二施工平台的第二吊机将设备整体或拆卸的单体运送至周转平台，第一施工平台的第一吊机将相应的设备通过周转平台吊装至地面，然后装车转运。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过多台吊机进行接力吊装，保证了吊装的安全，降低了吊装的成本。

2)本发明通过多台吊机相互配合，解决了需要一台更大起重能力吊机对地基承载力的高要求，也方便了吊机租赁，方便了施工，解决了单台吊机难以满足起重能力及吊装安全风险高的问题。

3)本发明在施工平台设置加固层用于增强地基的承载能力，施工周期缩短，费用低，而且钢管桩、工字钢等部件能够可回收利用，进一步降低了吊装施工成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例中吊装平面示意图；

图2为本发明实施例中吊机站位基坑横剖面图；

图3为本发明实施例中吊机站位即加固示意图；

图4为本发明实施例中第二处加固层平面布置图；

图5为本发明实施例中地表沉降监测装置布设图；

其中：1. 500t吊机，2.周转平台，3. 350t吊机，4.刚支撑，5.第一施工平台，6.第二施工平台，7.桩顶圈梁，8.最底层结构，9.工字钢，10.钢筋混凝土，11.钢板，12.素混凝土，13.钻孔灌注桩，14.纵向工字钢，15.横向工字钢，16.钢管桩。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，设于基坑放坡的至少一个第一施工平台5，第一施工平台5设置第一处加固层以支撑第一吊机；设于已完成最底层结构顶部的第二施工平台，第二施工平台6低于第一施工平台5设置，第二施工平台6具有周转平台2，第二施工平台6设置第二处加固层以支撑第二吊机；第二吊机将重载设备吊至周转平台2，然后由第一吊机将重载设备从周转平台2吊装至地面，相邻的吊机错位设置，即第一施工平台5和第二施工平台6错位设置，若设置有多个第一施工平台，则相邻的施工平台错位设置，高处的第一施工平台与低处的周转平台同一直线设置；周转平台的设置根据现场实际情况并满足吊装安全需要，周转平台要满足最重设备的承载力要求。

主体结构施工尚未全部完成，通过多台吊机来陆续接力吊装，从而实现对设备的运送，该吊装装置缩小了吊机的旋转工作半径，从而降低了对吊机起重能力的要求，减小了吊机施工的占地面积，对地基承载能力要求也相应降低，也降低了施工成本。

如图2显示了吊装施工区域的地质结构的纵剖面及车站主体结构，碎石土地层中土体粘聚力很小，因碎石土地层厚度较大，普通结构方法工期长、费用高，加固后的地基承载力较难满足重载吊装的地基承载力要求，因此为了保证吊装的安全性，第一施工平台根据其所处地层的承载力施加第一处加固层。

第一施工平台5所处的地基承载能力通常较低，本实施例所处地层基本是碎石层，所述第二处加固层为成排成列的支撑桩，同排相邻的支撑桩间隔按设计计算数据设定距离，支撑桩顶部通过连接件连接，连接件顶部设置盖板，盖板为钢板10；

连接件为45a工字钢9，部分工字钢与每一支撑桩的顶部焊接连接，且工字钢超过最外侧支撑桩大于等于1m。

支撑桩为钢管桩16，钢管桩16内外侧均填充砂浆，以提高其承载力及稳定性，钢管桩16采用旋挖钻的方式成孔，成孔直径0.8m，成孔深度到达岩层，钢管的长度由成孔深度确定，钢管桩16成孔后吊装下放钢管，应保证钢管的垂直度，钢管与成孔的间隙、钢管内部回灌砂浆。钢管桩16的长度大于等于14.2m，钢管底部嵌入岩层，同一排的钢管桩16顶部通过纵向工字钢14实现连接，且纵向工字钢14顶部通过横向工字钢15连接，两个方向的工字钢通过钢筋连接，且在工字钢顶部沿履带吊的履带方向铺20mm厚的盖板，盖板与工字钢分段焊接。

因第二施工平台处于泥灰岩地层或其他相对承载力较高的地基处，因此第而处加固层为在原地面处理后施工的0.5m厚C40钢筋混凝土10。

其中，第一施工平台5设置500t吊机1，低处的第二施工平台6设置350t吊机3，本实施例中，第一施工平台5距离基坑放坡的斜坡2m，第二施工平台3距离维护桩1m，第二吊机位于第二施工平台端部里侧。

具体在500t履带吊的两条履带的中心位置(纵向)施工间距2m，直径Φ609×16mm的钢管桩，每侧6根，如图4所示，在两条履带横向末端的中心处施工同一规格的钢管桩，钢管桩16的长度不低于14.2m。500t履带吊履带边距离基坑斜边缘2m，履带吊在图1所示的平面图中的旋转半径满足吊装的安全要求。

在第一施工平台和第二施工平台周边及基坑放坡设置多个地表沉降监测点，地表沉降监测点为凹槽，用于设置位移传感器，如图5所示，地表沉降监测点的设置满足监测要求；地表沉降监测点布设于吊机的履带两侧及基坑放坡位置，吊装前取得监测点的初始值，吊装过程中实时监控，以确保吊装安全。

在已施工完成的最底层结构8与围护桩之间填充素混凝土，围护桩为钻孔灌注桩13，钻孔灌注桩13的顶部设置桩顶圈梁7，接收井末端与车站主体结构交叉处用钢支撑4对车站主体做辅助支撑，以利于减小车站主体结构受吊装重载时的水平位移。

其中，逐级实现设备的运送方法具体如下：将设备拆机，最大件前盾体125吨，中盾体120吨，通过第二施工平台的第二吊机将设备整体或拆卸的单体运送至周转平台，第一施工平台的第一吊机将相应的设备通过周转平台吊装至地面，然后装车转运。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，包括：

设于基坑放坡的至少一个第一施工平台，第一施工平台设置第一处加固层以支撑第一吊机；

设于已完成最底层结构顶部的第二施工平台，第二施工平台具有周转平台，第二施工平台设置第二处加固层以支撑第二吊机；

第二吊机将重载设备吊至周转平台，然后由第一吊机将重载设备从周转平台吊装至地面。

2.根据权利要求1所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，所述第二处加固层为具有设定厚度的钢筋混凝土；

所述第一施工平台和第二施工平台均满足设置的相应吊机的作业要求，第二施工平台处根据其所处地层的承载力施工第二处加固层。

3.根据权利要求2所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，低处的所述第一施工平台一侧同样设置周转平台。

4.根据权利要求1所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，所述第一吊机承重大于或等于所述第二吊机承重。

5.根据权利要求1所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，所述第一加固层包括插入至基坑放坡的成排成列的支撑桩，同排或同列相邻的支撑桩间隔按设定距离设置，支撑桩顶部通过连接件连接，连接件顶部设置盖板。

6.根据权利要求5所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，所述连接件为工字钢，工字钢与每一支撑桩的顶部焊接连接，且工字钢超过最外侧支撑桩大于等于1m。

7.根据权利要求5所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，所述支撑桩为钢管桩，钢管桩采用旋挖钻成孔。

8.根据权利要求6所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，在所述第一施工平台和第二施工平台的周侧和基坑放坡设置多个地表沉降监测点。

9.根据权利要求1所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置，其特征在于，在所述的最底层结构与围护桩之间填充素混凝土。

10.根据权利要求1所述的基于近接深基坑施工环境的重载设备吊装装置的吊装方法，其特征在于，具体如下：

将设备拆机，通过第二施工平台的第二吊机将设备整体或拆卸的单体运送至周转平台，第一施工平台的第一吊机将相应的设备通过周转平台吊装至地面，然后装车转运。