CN113404051B - 基坑内的限高空间侧向倒土设备及基坑土方开挖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑内的限高空间侧向倒土设备及基坑土方开挖方法，该设备包括：承压桩，其外径自上而下逐渐增大；与承压桩相对设置的支承架，设有横梁；带式输送机，具有相对的一输入端和一输出端，输入端设置于承压桩的上方，输出端设置于横梁的下方，输入端形成有第一耳板，第一耳板开设有对准于承压桩的竖向贯孔，输出端形成有第二耳板，第二耳板与横梁之间连接有长度可调的吊索；以及锁合结构，安装于竖向贯孔内，锁合结构内形成有口径可调的插口，锁合结构的插口可活动地套设于承压桩。本发明解决了在超低净空高度的情况下，深基坑土方开挖无法采用大型挖机，而只能采用小型开挖机械严重影响开挖效率的问题。

Description

基坑内的限高空间侧向倒土设备及基坑土方开挖方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种基坑内的限高空间侧向倒土设备及基坑土方开挖方法。

背景技术

在涉及220KV高压线下的超低净空的深基坑施工时，为满足与高压线的6m以上的垂直安全距离，施工所用设备高度及施工机械施工高度仅剩8.49m。由此导致，深基坑的土方开挖阶段，长臂挖机无法在高压线下施工，严重降低挖土、出土效率。而现场考虑采用抓斗、电吊等施工措施，但因工具容量小、效率低等，无法真正提高挖土效率。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种基坑内的限高空间侧向倒土设备及基坑土方开挖方法，以解决在超低净空高度的情况下，深基坑土方开挖无法采用大型挖机，而只能采用小型开挖机械严重影响开挖效率的问题。

为实现上述目的，提供一种基坑内的限高空间侧向倒土设备，包括：

承压桩，所述承压桩的外径自所述承压桩的上端向所述承压桩的下端逐渐增大；

支承架，所述支承架与所述承压桩相对设置，所述支承架设有一横梁；

带式输送机，所述带式输送机具有相对的一输入端和一输出端，所述输入端设置于所述承压桩的上方，所述输出端设置于所述横梁的下方，所述输入端形成有第一耳板，所述第一耳板开设有对准于所述承压桩的竖向贯孔，所述输出端形成有第二耳板，所述第二耳板与所述横梁之间连接有长度可调的吊索；以及

锁合结构，安装于所述竖向贯孔内，所述锁合结构内形成有口径可调的插口，所述插口的口径大于所述承压桩的上端的外径且小于所述承压桩的下端的外径，所述锁合结构的插口可活动地套设于所述承压桩。

进一步的，所述锁合结构包括：

多块活动插板，所述竖向贯孔的内壁开设有多个承插槽，多个所述承插槽分别设置于所述竖向贯孔的相对两侧，所述活动插板的一端可活动地插设于所述承插槽中，所述活动插板的另一端伸至所述竖向贯孔内，多块活动插片的另一端之间围合形成所述插口；以及

用于驱动多块所述活动插板抵顶于所述承压桩的相对两侧的驱动组件，安装于所述竖向贯孔内。

进一步的，所述驱动组件包括：

盖板，可拆卸地安装于所述竖向贯孔的上端口，所述盖板开设有穿孔；

轮圈，可转动地安装于所述盖板的内侧，所述轮圈形成有对准于所述穿孔的内孔，所述内孔的孔径大于所述穿孔的孔径，所述承压桩穿设于所述内孔和所述穿孔中，所述内孔的内壁安装有上行齿条，所述上行齿条沿所述内孔的圆周方向设置一圈；以及

齿轮，可转动地安装于所述盖板的内侧，所述齿轮的上部啮合于所述上行齿条，所述活动插板的面向所述盖板的一侧开设有条形孔，所述条形孔的内壁形成有下行齿条，所述下行齿条沿所述承插槽的深度方向设置，所述齿轮的下部伸至所述条形孔中且啮合于所述下行齿条。

进一步的，多个所述承插槽沿所述竖向贯孔的圆周方向等间距设置。

进一步的，所述活动插板的另一端形成弧形槽，所述弧形槽的弧度与所述承压桩的圆周面的弧度相适配。

进一步的，所述支承架的数量为两个，所述横梁连接于两所述支承架。

本发明提供一种基坑土方开挖方法，包括以下步骤：

提供基坑内的限高空间侧向倒土设备，将承压桩埋设于待开挖基坑的限高空间的下方的土体内；

将支承架安装于所述限高空间外的土体的上部；

将带式输送机吊装至所述限高空间中以令锁合结构的插口对准于所述承压桩的上端、所述带式输送机的输出端的第二耳板设置于所述支承架的横梁的下方；

调节锁合结构的插口的口径以令所述插口的口径大于所述承压桩的上端的外径且小于所述承压桩的下端的外径，并将所述锁合结构的插口可活动地套设于所述承压桩的上端；

将所述第二耳板通过吊索挂设于所述横梁，使得所述带式输送机沿水平方向呈半固定状态设置；

开挖所述限高空间的下方土体，并将开挖出的渣土放置于所述带式输送机的输入端，所述渣土通过所述带式输送机的输出端集中堆卸至所述限高空间外的土体的上部；

将集中堆卸的所述渣土转运至所述基坑的外部。

本发明的有益效果在于，本发明的基坑内的限高空间侧向倒土设备，在应用于基坑的限高空间中，将承压桩埋设于基坑的限高空间内的土体中，将支承架架设于限高空间外的土体上，带式输送机的输入端通过锁合结构套设于承压桩的上部，带式输送机的输出端通过吊索高度可调地安装于支承架的横梁上，在限高空间内通过小型开挖器械将限高空间内的土体开挖出来并将渣土通过带式输送机侧向倒运至限高空间外的一卸土点集中堆放，随着限高空间内的基坑的开挖深度增加(即开挖面的下降)，调整锁合结构的插口逐渐扩大，使得带式输送机的输入端沿承压桩逐渐下移，同时通过吊索下放带式输送机的输出端，使得带式输送机始终呈水平状态设置并持续不断的将开挖出来的渣土堆放于卸土点，而卸土点由于没有限高限制，可以利用大型设备将集中堆放的渣土转运至场外，进而使得基坑的限高空间土体的开挖效率和速度得到大幅度的提升。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的基坑内的限高空间侧向倒土设备的结构示意图。

图2为本发明实施例的带式输送机的输入端的结构示意图。

图3为本发明实施例的锁合结构的结构示意图。

图4为本发明实施例的齿轮与上行齿条啮合的示意图。

图5为本发明实施例的带式输送机的输出端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图5所示，本发明提供了一种基坑内的限高空间侧向倒土设备，包括：承压桩1、支承架2、带式输送机3和锁合结构4。

承压桩为圆台形静压桩。其中，承压桩为变径桩，具体的，承压桩1 的外径自承压桩1的上端向承压桩1的下端逐渐增大。

支承架2与承压桩1相对设置。支承架2设有一横梁21。横梁21连接有长度可调的吊索22。

带式输送机3具有相对的一输入端和一输出端。带式输送机3的输入端设置于承压桩1的上方。带式输送机3的输出端设置于横梁21的下方。带式输送机3的输入端形成有第一耳板31。第一耳板31开设有对准于承压桩1的竖向贯孔。带式输送机3的输出端形成有第二耳板32。第二耳板32连接于吊索22的下端。

锁合结构4安装于竖向贯孔内。锁合结构4内形成有口径可调的插口A。插口A的口径大于承压桩1的上端的外径且小于承压桩1的下端的外径。锁合结构4的插口A可活动地套设于承压桩1。

本发明的基坑内的限高空间侧向倒土设备，在应用于基坑的限高空间中，将承压桩埋设于基坑的限高空间内的土体中，将支承架架设于限高空间外的土体上，带式输送机的输入端通过锁合结构套设于承压桩的上部，带式输送机的输出端通过吊索高度可调地安装于支承架的横梁上，在限高空间内通过小型开挖器械将限高空间内的土体开挖出来并将渣土通过带式输送机侧向倒运至限高空间外的一卸土点集中堆放，随着限高空间内的基坑的开挖深度增加，调整锁合结构的插口逐渐扩大，使得带式输送机的输入端沿承压桩逐渐下移，同时通过吊索下放带式输送机的输出端，使得带式输送机始终呈水平状态设置并持续不断的将开挖出来的渣土堆放于卸土点，而卸土点由于没有限高限制，可以利用大型设备将集中堆放的渣土转运至场外，进而使得基坑的限高空间土体的开挖效率和速度得到大幅度的提升。

锁合结构通过逐渐的调整扩大插口，而承压桩的外径上小下大，故能使得带式输送机的输入端沿承压桩的轴向方向逐渐下移，使得带式输送机能随基坑限高空间内的开挖面的下降而同时下降，使得小型开挖器械能快速高效的将开挖的渣土放置于带式输送机的输入端。

具体的，在本实施例中参阅图3和图4所示，锁合结构4包括：多块活动插板41和驱动组件。

其中，带式输送机的输入端的竖向贯孔的内壁开设有多个承插槽。承插槽沿竖向贯孔的径向方向设置。多个承插槽分别设置于竖向贯孔的相对两侧。活动插板呈长条状，具有相对的第一端和第二端。活动插板 41的第一端可活动地插设于承插槽中。活动插板41的第二端伸至竖向贯孔内。多块活动插片的第二端之间围合形成所述插口A。

驱动组件安装于竖向贯孔内。驱动组件用于同时驱动多块活动插板沿竖向贯孔的径向方向相对移动或背向移动。当驱动组件同时驱动多块活动插板沿竖向贯孔的径向方向朝向竖向贯孔的轴心移动时，则插口变小；而，当驱动组件同时驱动多块活动插板沿竖向贯孔的径向方向朝向承插槽的槽底方向移动时，则插口变大。

在锁合结构的插口套设于承压桩时，驱动组件用于驱动多块活动插板41抵顶于承压桩1的相对两侧，使得带式输送机的输入端锁附于承压桩。当需要下移带式输送机时，通过驱动组件将插口变大，再下放带式输送机，使得带式输送机下移一高度后锁附于承压桩，如此带式输送机逐段下降高度以适配限高空间内的土体开挖面的高度。

作为一种较佳的实施方式，继续参阅图3和图4，驱动组件包括：盖板421、轮圈422和齿轮423。

盖板421可拆卸地安装于竖向贯孔的上端口。盖板421开设有穿孔。

轮圈422可转动地安装于盖板421的内侧。轮圈422形成有内孔，内孔对准于盖板421穿孔的内孔。内孔的孔径大于穿孔的孔径。承压桩1 穿设于内孔和穿孔中。内孔的内侧壁安装有上行齿条4221。上行齿条4221 沿内孔的圆周方向设置一圈。

齿轮423可转动地安装于盖板421的内侧。齿轮423的上部啮合于上行齿条4221。活动插板41的面向盖板421的一侧开设有条形孔。条形孔的内壁形成有下行齿条411。下行齿条411沿承插槽的深度方向设置。齿轮423的下部伸至条形孔中且啮合于下行齿条411。

在本实施例中，内孔、穿孔、插口以及竖向贯孔同轴设置。盖板的底部安装有电机，电机的输出端同轴安装有驱动齿轮，驱动齿轮啮合于上行齿条。通过驱动齿轮转动轮圈，进而通过轮圈带动多个齿轮同时同向转动，使得多个活动插板同时相对移动或相背移动。

作为一种较佳的实施方式，多个承插槽沿竖向贯孔的圆周方向等间距设置，使得多个活动插板以竖向贯孔的轴心为对称中心呈中心对称设置。在本实施例中，承插槽和活动插板的数量分别为四个。四个活动插板呈十字形排布。

作为一种较佳的实施方式，活动插板41的第二端形成弧形槽。弧形槽的弧度与承压桩1的圆周面的弧度相适配。

在本实施例中，支承架2的数量为两个，横梁21连接于两支承架2。横梁与两支承架构成一龙门架。带式输送机的输入端的第二耳板开设有吊孔，吊索穿设于吊孔中以缠绕于第二耳板，使得带式输送机的输出端悬空设置，保持带式输送机的半固定状态设置。

在本实施例中，带式输送机的输入端的相对两侧分别形成有第一耳板，带式输送机的输出端的相对两侧分别形成有第二耳板。

本发明提供一种基坑土方开挖方法，在基坑内的限高空间内的土方开挖，包括以下步骤：

S1：提供基坑内的限高空间侧向倒土设备，将承压桩1埋设于待开挖基坑的限高空间的下方的土体内。

S2：将支承架2安装于限高空间外的土体的上部。

S3：将带式输送机3吊装至限高空间中以令锁合结构4的插口A对准于承压桩1的上端、带式输送机3的输出端的第二耳板32设置于支承架2的横梁21的下方。

S4：调节锁合结构4的插口A的口径以令插口A的口径大于承压桩 1的上端的外径且小于承压桩1的下端的外径，并将锁合结构4的插口A 可活动地套设于承压桩1的上端。

S5：将第二耳板32通过吊索22挂设于所述横梁21，使得带式输送机3沿水平方向呈半固定状态设置。

S6：开挖限高空间的下方土体，并将开挖出的渣土放置于带式输送机3的输入端，渣土通过带式输送机3的输出端集中堆卸至限高空间外的土体的上部。

S7：将集中堆卸的渣土转运至基坑的外部。

本发明的基坑内的限高空间侧向倒土设备，针对限高空间，如高压线下施工，尤其是高压线下的出土，极大程度的提升限定空间内的出土效率，并且设备可以回收，正常开挖施工也需要上下挖机移动配合出土。本发明的基坑内的限高空间侧向倒土设备不仅解决限定空间出土难题，更可将土转运至集中一点出土，极大提升出土效率。

本发明的基坑内的限高空间侧向倒土设备是一种限定空间内桩式半固定低空履带侧向倒土装置，以在基坑的高压线下施工为例，首先将先将特制超长圆台形静压桩使用静压桩机械设备压桩至高压线外，此圆台型静压桩的桩顶标高高于开挖面，然后用两台吊装机械(高压线外使用汽车吊或者履带吊，高压线下使用低空折臂吊)将拼装完成的超大型倒土履带吊至使用部位，带式输送机的竖向贯孔内的锁合结构的插口嵌套至圆台形静压桩，带式输送机的另一侧的输出端通过吊索低空悬吊于高压线下另一侧的支承架的横梁上，并保持悬吊状态。使用过程中，根据开挖面的下降，通过逐渐放大插口的内径，使带式输送机在圆台形静压桩上逐段下降，随开挖面的降低调整带式输送机的高程。

本发明的基坑内的限高空间侧向倒土设备可以在确定的时间内增大高压线下、地下结构或其他限定空间内出土的效率，目前这类限定空间内的出土方式、器具并无优势，已有的方式基本为电吊、抓斗、或其他小型机械倒运土，这类方法工具容量小，效率极低。抬升高压线，或解除限定空间然后在出土，这类方法如高压线抬升需要电力部门协调各方，还要政府部门的审批，可导致极大的成本增加。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于) 具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种基坑内的限高空间侧向倒土设备，其特征在于，包括：

承压桩，所述承压桩的外径自所述承压桩的上端向所述承压桩的下端逐渐增大；

支承架，所述支承架与所述承压桩相对设置，所述支承架设有一横梁；

带式输送机，所述带式输送机具有相对的一输入端和一输出端，所述输入端设置于所述承压桩的上方，所述输出端设置于所述横梁的下方，所述输入端形成有第一耳板，所述第一耳板开设有对准于所述承压桩的竖向贯孔，所述输出端形成有第二耳板，所述第二耳板与所述横梁之间连接有长度可调的吊索；以及

锁合结构，安装于所述竖向贯孔内，所述锁合结构内形成有口径可调的插口，所述插口的口径大于所述承压桩的上端的外径且小于所述承压桩的下端的外径，所述锁合结构的插口可活动地套设于所述承压桩。

2.根据权利要求1所述的基坑内的限高空间侧向倒土设备，其特征在于，所述锁合结构包括：

多块活动插板，所述竖向贯孔的内壁开设有多个承插槽，多个所述承插槽分别设置于所述竖向贯孔的相对两侧，所述活动插板的一端可活动地插设于所述承插槽中，所述活动插板的另一端伸至所述竖向贯孔内，多块活动插板的另一端之间围合形成所述插口；以及

用于驱动多块所述活动插板抵顶于所述承压桩的相对两侧的驱动组件，安装于所述竖向贯孔内。

3.根据权利要求2所述的基坑内的限高空间侧向倒土设备，其特征在于，所述驱动组件包括：

盖板，可拆卸地安装于所述竖向贯孔的上端口，所述盖板开设有穿孔；

轮圈，可转动地安装于所述盖板的内侧，所述轮圈形成有对准于所述穿孔的内孔，所述内孔的孔径大于所述穿孔的孔径，所述承压桩穿设于所述内孔和所述穿孔中，所述内孔的内壁安装有上行齿条，所述上行齿条沿所述内孔的圆周方向设置一圈；以及

齿轮，可转动地安装于所述盖板的内侧，所述齿轮的上部啮合于所述上行齿条，所述活动插板的面向所述盖板的一侧开设有条形孔，所述条形孔的内壁形成有下行齿条，所述下行齿条沿所述承插槽的深度方向设置，所述齿轮的下部伸至所述条形孔中且啮合于所述下行齿条。

4.根据权利要求2所述的基坑内的限高空间侧向倒土设备，其特征在于，多个所述承插槽沿所述竖向贯孔的圆周方向等间距设置。

5.根据权利要求2所述的基坑内的限高空间侧向倒土设备，其特征在于，所述活动插板的另一端形成弧形槽，所述弧形槽的弧度与所述承压桩的圆周面的弧度相适配。

6.根据权利要求1所述的基坑内的限高空间侧向倒土设备，其特征在于，所述支承架的数量为两个，所述横梁连接于两所述支承架。

7.一种基坑土方开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求1～6中任意一项所述的基坑内的限高空间侧向倒土设备，将承压桩埋设于待开挖基坑的限高空间的下方的土体内；

将支承架安装于所述限高空间外的土体的上部；

将带式输送机吊装至所述限高空间中以令锁合结构的插口对准于所述承压桩的上端、所述带式输送机的输出端的第二耳板设置于所述支承架的横梁的下方；

调节锁合结构的插口的口径以令所述插口的口径大于所述承压桩的上端的外径且小于所述承压桩的下端的外径，并将所述锁合结构的插口可活动地套设于所述承压桩的上端；

将所述第二耳板通过吊索挂设于所述横梁，使得所述带式输送机沿水平方向呈半固定状态设置；

开挖所述限高空间的下方土体，并将开挖出的渣土放置于所述带式输送机的输入端，所述渣土通过所述带式输送机的输出端集中堆卸至所述限高空间外的土体的上部；

将集中堆卸的所述渣土转运至所述基坑的外部。

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