CN110093953A - 带肋槽地撑施工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带肋槽地撑的施工设备，在基坑土方完全开挖之前，施工水平方向设置于基坑内土体中设定深度的地撑，地撑由施工设备在土体中沿水平方向推进后形成，施工设备在土体中设定深度形成柱状加固体，加固体顶面到地面之间是肋槽，肋槽内水泥土浆液凝固后形成肋板，施工设备包含有成槽推进器、地撑形成器和附属动力装置，肋槽推进器形成肋槽，用于设备在肋槽中水平移动而无需从土体中拔出，地撑形成器形成地撑。采用本发明的带肋槽地撑施工设备，既可以作为基坑坑底的暗撑对围护桩墙形成支撑，将支撑和坑底加固合二为一，又可以在基坑土方开挖时防止工程桩挤断提前进行坑底加固，降低工程成本、方便挖土、方便施工、减少工期。

Description

带肋槽地撑施工设备

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及基坑工程技术领域，具体是带肋槽地撑的施工设备。

背景技术

现有的传统的基坑坑底土体加固，通常采用的是多个竖向的圆柱形水泥土加固体咬合搭接的方法，存在以下几个问题：

首先，工效不高。高压旋喷桩机频繁接卸钻杆，频繁移机重新定位，工效较低；搅拌桩机上下反复地搅拌，还要空搅，移机频繁，影响效率。

其次，材料浪费。当需要加固体提供水平向支撑力时，比如防止软土中工程桩在土方开挖时被挤断，或者对基坑围护桩墙在坑底提供水平向支撑时，现有技术中竖向的圆柱形加固体咬合搭接，每个凸出的圆弧部分(圆柱体的一部分)是无效的，且搅拌桩在基坑底以上土体中空搅是无效劳动，因此现有传统加固技术不经济。

另外，传统的现有水泥土加固方法施工制作的竖向圆柱形加固体，机械设备在水平方向频繁移机重新定位，难免有定位误差且误差是上下左右各个方向都会存在的，当需要加固体提供水平向支撑力时，就会导致加固体的有效截面有所削弱。

近年，也有一些水平向加固的加固设备，但是需要制作深且大的端头井，将施工设备完全置于井内，通过顶管或制作水平向水泥土加固体来完成，而端头井本身就需要加固围护，费用昂贵，对于较浅的基坑土体加固不够经济适用。

本发明将公开一种新的适用较浅基坑的土体加固设备和方法来解决此问题，即带肋槽地下暗撑(本文简称“带肋槽地撑”)施工设备。

发明内容

本发明的目的是克服上述传统技术中的缺点，提供一种能够快速施工、挖土方便、安全度更高且节省成本的新的土体加固设备，即带肋槽地撑施工设备。

为达到上述目的，本发明的带肋槽地撑施工设备采用以下技术方案：

所述的带肋槽地撑包含有地撑和肋槽，地撑一般是在基坑土方完全开挖前施工完成，在水平方向设置于基坑内土体中设定深度的条状加固体，地撑由施工设备在土体中沿水平方向推进后形成，加固体顶面到场地地坪之间由施工设备自身水平推进时形成肋槽，肋槽与加固体等长度，带肋槽地撑施工设备包含成槽推进器、地撑形成器和附属动力装置，成槽推进器在土体中水平向推进形成肋槽，地撑形成器形成地撑，附属动力装置用于驱动设备运转和水平向移动，施工时成槽推进器和地撑形成器位于场地地坪以下的肋槽里，附属动力装置位于场地地坪以上。场地地坪可以是自然地坪，也可以是卸土后的地坪。

所述的带肋槽地撑是水泥土，位于基础底板和混凝土垫层之下，所述的地撑横断面宽度大于所述的肋槽横断面宽度。

所述的肋槽，是施工设备自身水平推进时形成的沟槽，其给施工设备提供了水平向移动的通道，也可以通过肋槽从场地地坪向地撑中置入劲芯(混凝土、圆木、钢构件、建筑垃圾等加强物)，肋槽内的水泥土凝固后形成肋板，在放坡阶段对围护桩墙提供有力的支撑，减小放坡的水平长度，从而减小地撑的长度，降低成本。

所述的条状加固体，是在水平方向设置的柱状加固体，所述的柱状是等截面的圆柱或多棱柱，所述的多棱柱是指柱体横断面是多边形的柱体。也可以根据设计需要调整水平推进速度和喷射流的压力和流量，形成设计需要(预设)的变截面加固体。本发明形成的变截面是设计需要的，区别于现有技术竖向圆柱体咬合后的凸出圆弧部分，后者是现有施工技术的无奈而形成的累赘和附加。等截面和预设的变截面统称为预设(的)截面。

所述的带肋槽地撑施工设备的成槽推进器，在竖向设置的第一高压喷射管(简称喷管)上，具有一组水平向的第一高压喷嘴，每组至少一个，在水平方向推进时向前方喷射成槽喷射流，即通过喷射高压气流、高压水流或水泥浆流形成肋槽，高压气流、高压水流或水泥浆流统称为成槽喷射流。成槽推进器上下往复移动，移动距离大于相邻高压喷嘴的间距时，成槽喷射流就完成上下的槽状喷射范围，破坏土体形成肋槽。

可选的，在竖向设置的第一高压喷管上的第一高压喷嘴之间，可以设置锯齿状的钢板(本文称齿板)，在成槽推进器上下往复移动时可以切割土体，加速成槽。

所述的带肋槽地撑施工设备的地撑形成器，具有一组第二高压喷管，每组至少一根，每根至少具有一个预定方向的的第二高压喷嘴，在地撑的深度范围内按预定方向喷射成地撑喷射流形成地撑，用于形成地撑的高压气流、高压水流或水泥浆流统称为成地撑喷射流。预定方向可以垂直于推进方向，也可以与推进方向成锐角或钝角)。

成槽推进器和地撑形成器可以分开设置，也可以集成为一个整体，比如桁架形式或多孔管形式，当二者为一体时，一起上下往复移动，单程移动的距离就是地撑的高度。当需要加强桁架的刚度时，可以增设加强杆件，加强杆件是钢管或型钢。高压喷管材料为钢材、合金或高强塑料等，可以由多节组装而成。成槽喷射流和成地撑喷射流的方向垂直。

可选的，根据工程需要，所述的高压喷管轴线可以与竖直线有一夹角。此种情况也称为竖向。

所述的施工设备可以利用土体中原有的竖向桩孔或者人工制作的竖向孔洞置于土体中，水平推进完成施工后直接拔出土体即可。

所述的附属动力装置，由常规的动力装置和常规的传动装置组成，常规的动力装置可以是电动机或内燃机，常规的传动装置可以是齿轮式、齿条式、皮带式或链条式等，常规的动力装置驱动常规的传动装置，驱动成槽推进器和地撑形成器沿水平方向推进，并且上下往复移动，形成肋槽和地撑。当成槽推进器和地撑形成器的喷嘴足够多时，也可以不上下往复移动，直接水平推进。所述的附属动力装置可以置于常规的履带式或轮式平台上，也可以置于平行于肋槽方向的两根水平向导向轨道(简称导轨)上水平向推进。当采用后者导轨的方式时，由于导轨可以精确定位，而导轨自身的变形极小，因此可以使得地撑的施工位置极其精确，远优于常规的履带式或轮式平台，且设备本身的制造成本更低。所述的导轨材料是钢管、型钢等钢结构材料或高强塑料等其它合适的材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，带肋槽地撑施工设备具有以下优点：

1、施工速度更快：带肋槽地撑施工设备在土体内水平向推进，无需拔出土体，因此效率更高。

2、加固成本更低：带肋槽地撑施工设备在土体内水平向推进，形成的是水平向等截面的加固体，也可以根据需要调整水平推进速度以及喷射流的压力和流量，形成设计需要的变截面加固体，有效利用材料，因此节约成本。

3、施工更精确：带肋槽地撑施工设备在土体内水平向推进，可以在地面设置导轨，精确导引施工设备前行，上下左右误差均很小。

总之，采用本发明的带肋槽地撑施工设备，在经济性、精确度、方便性和快捷性方面都比现有技术有显著进步。

附图说明

图1为本发明(地撑施工完成后土体开挖前)的带肋槽地撑纵剖面图。

图2为本发明(地撑施工完成后土体开挖前)的带肋槽地撑横断面图。

图3为本发明的施工设备施工带肋槽地撑的纵剖面图。

图4为本发明(成槽推进器和地撑形成器各为一根喷管)的施工设备的水平断面图。

图5为本发明(成槽推进器和地撑形成器喷管合二为一)的施工设备的水平断面图。

图6为本发明(地撑形成器为两根喷管)的施工设备的水平断面图。

图7为本发明(成槽推进器和地撑形成器合为一根多重喷管)的施工设备的水平断面图。

图8为本发明(地撑形成器喷管为单侧喷嘴)的施工设备的水平断面图。

图9为本发明(含导轨的成槽推进器和地撑形成器各一根喷管)的施工设备的侧立面图。

图10为本发明(含导轨的)施工设备的正立面图。

图11为本发明(地撑形成器的喷管为单侧喷嘴)的施工设备的正立面图。

图12为本发明(带有加强杆件的集成为桁架形式)的施工设备的侧立面图。

图13为本发明(成槽推进器带有齿板的施工设备)的侧立面图。

附图标记：

1 围护桩墙

2 地撑

21 肋槽

3 坑内原状土

4 成槽推进器

5 地撑形成器

6 成槽喷射流

7 成地撑喷射流

8 成槽推进器兼地撑形成器

9 导轨

10 加强杆件

11 自然地坪

12 附属动力装置

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1～13所示，其中，所述的带肋槽地撑的一端顶住围护桩墙1，带肋槽地撑有地撑2和肋槽21，地撑2位于坑底以下，肋槽21位于地撑2的上方，带肋槽地撑的成槽推进器4喷射成槽喷射流6形成肋槽21，地撑形成器5喷射成地撑喷射流7形成地撑2。成槽推进器4和地撑形成器5位于自然地坪11以下的肋槽21里，附属动力设备和传动设备在自然地坪11上面的导轨9上带动成槽推进器4和地撑形成器5水平向推进。成槽推进器兼地撑形成器8可以将成槽推进器4和地撑形成器5合二为一，是最简单的形式。成槽推进器4和地撑形成器5可以分节组装，且可以增设加强杆件10后成为桁架形式。

实施例1

第一步：现场放线，人工成孔，架设导轨并抄平定位，同时组装成槽推进器和地撑形成器。

第二步：利用桩孔或人工成孔，将成槽推进器和地撑形成器下端置于孔中，上端安装在导轨上并与常规动力装置和传动装置组装在一起；将成槽推进器和地撑形成器与高压泵连接在一起。

第三步：启动高压泵，开始泵送高压水、气或水泥浆液，然后启动常规动力装置，开始运行，并驱动设备在上下往复移动的同时并沿水平向移动。

第四部：带肋槽地撑施工设备完成一幅地撑施工，用吊车吊起设备，在新的位置开始另一幅带肋槽地撑的施工。

本发明公开的带肋槽地撑施工设备，创造了新的土体加固技术和方法，不仅适用于软土区较浅基坑支护，而且适合于较浅基坑的坑底土体加固，与现有技术相比，降低工程成本、减少施工工期、施工精度提升，具有广阔应用前景。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种用于基坑土体加固的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的带肋槽地撑施工设备用于形成所述的带肋槽地撑，所述的带肋槽地撑包含有地撑和肋槽，所述的带肋槽地撑施工设备包含成槽推进器、地撑形成器和附属动力装置，所述的成槽推进器设置成在土体中水平向推进，形成所述的肋槽，所述的地撑形成器用于形成所述的地撑，所述的附属动力装置用于驱动施工设备的运转和移动，在施工时，所述的成槽推进器和所述的地撑形成器位于场地地坪以下的肋槽里，所述的附属动力装置位于场地地坪以上。

2.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的地撑形成器形成的地撑为在基坑内土体中沿水平方向的设定深度的条状加固体，所述的地撑的横断面宽度大于所述的肋槽的横断面宽度，所述的条状加固体是在水平方向设置的柱状加固体，所述的柱状是预设截面的圆柱或多棱柱，所述的多棱柱是指柱体横断面是多边形的柱体。

3.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的成槽推进器设置成所述的施工设备自身水平推进时形成所述的肋槽，用于为施工设备提供水平向移动的通道。

4.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的成槽推进器具有在竖向设置的第一高压喷管，所述的第一高压喷管具有一组水平方向的第一高压喷嘴，每组第一高压喷嘴具有至少一个第一高压喷嘴，使得所述的成槽推进器在水平方向推进时向前方喷射成槽喷射流。

5.根据权利要求4所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的第一高压喷嘴之间设置有齿板，使得在所述的成槽推进器上下往复移动时切割土体加速成槽。

6.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的地撑形成器具有一组第二高压喷管，每组第二高压喷管具有至少一根第二高压喷管，每根第二高压喷管至少具有一个第二高压喷嘴，使得所述的地撑形成器在地撑的深度范围内按预定的方向喷射成地撑喷射流以形成地撑。

7.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，通过调整水平推进速度和喷射流的压力和流量，形成预设的变截面加固体。

8.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的成槽推进器和所述的地撑形成器分开设置。

9.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的成槽推进器和所述的地撑形成器集成为一个整体。

10.根据权利要求1所述的带肋槽地撑施工设备，其特征在于，所述的施工设备置于平行于肋槽方向的水平导轨上水平向推进。