CN113668628B - 自适应挖土运输一体化装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应挖土运输一体化装置及其施工方法，该装置包括：基础平台；设于所述基础平台上的轨道；滑设于所述轨道上的挖掘机；设于所述基础平台上的输送带，通过所述输送带运输所述挖掘机挖出的土。本发明能够适用于基坑的土方挖掘施工，其为挖掘机提供了移动基础，让挖掘机通过在轨道上移动而能够覆盖基坑的土方挖掘范围，还设置了输送带，利用该输送带实现了将挖掘机挖出的土直接运输出基坑，随着基坑内土方的挖掘，该基础平台可一端置于基坑外，另一端置于基坑的当前坑底，也即基础平台能够呈倾斜状设置，能够实现对基坑土方的挖掘及土方的运输，省去了坡道的施工，节省了材料，减少了工程量，能够降低施工成本。

Description

自适应挖土运输一体化装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑施工工程领域，特指一种自适应挖土运输一体化装置及其施工方法。

背景技术

深基坑内的土方开挖通常是利用设置的栈桥作为运输道路，在基坑的当前坑底与栈桥之间设置临时坡道，利用临时坡道和运输道路为运输车提供输土路径，能够将基坑内的土方直接运输出去。临时坡道通常利用土方或塘渣铺设形成，在挖掘基坑当前层的土方时，最后需要将该临时坡道挖除，而后在下一层土方施工的基面与对应的栈桥之间重新设置临时坡道形成新的输土路径。这样的基坑出土方法虽然能够解决基坑内的土方向外运输的问题，但是其需要不断的设置坡道、挖除坡道，增加了施工的工程量，相应地也增加了工程成本。进一步地，现有技术中也有固定坡道的施工方法，其需要随着基坑土方的开挖，不断的接长该固定坡道以及坡道底部的支撑，省去了搭设坡道并挖除坡道的工序步骤，但其固定坡道的接长施工以及底部支撑的接长施工，增加了材料的用量，也增加了人工作业量及人工成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种自适应挖土运输一体化装置及其施工方法，解决现有的深基坑土方挖掘施工采用坡道及栈桥形成输土路径存在的工程量大及施工成本高的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种自适应挖土运输一体化装置，包括：

基础平台；

设于所述基础平台上的轨道；

滑设于所述轨道上的挖掘机；以及

设于所述基础平台上的输送带，通过所述输送带运输所述挖掘机挖出的土。

本发明提供的自适应挖土运输一体化装置，能够适用于基坑的土方挖掘施工，其为挖掘机提供了移动基础，让挖掘机通过在轨道上移动而能够覆盖基坑的土方挖掘范围，还设置了输送带，利用该输送带实现了将挖掘机挖出的土直接运输出基坑，随着基坑内土方的挖掘，该基础平台可一端置于基坑外，另一端置于基坑的当前坑底，也即基础平台能够呈倾斜状设置，能够实现对基坑土方的挖掘及土方的运输，省去了坡道的施工，节省了材料，减少了工程量，能够降低施工成本。

本发明自适应挖土运输一体化装置的进一步改进在于，还包括支撑连接于所述基础平台底部的升降调节架，所述升降调节架的支撑高度可调。

本发明自适应挖土运输一体化装置的进一步改进在于，所述轨道上设有复数道卡槽，所述卡槽内可卡设挡板以限位所述挖掘机的移动。

本发明自适应挖土运输一体化装置的进一步改进在于，所述轨道设有两组，分别设于所述输送带的两侧，且每一组轨道上对应的滑设有一个挖掘机。

本发明自适应挖土运输一体化装置的进一步改进在于，所述基础平台具有相对的第一端和第二端，所述第一端置于待挖掘土体的外侧，所述第二端置于待挖掘土体之上，随着土体的下挖，所述第二端下移从而使得所述基础平台呈倾斜状。

本发明还提供了一种自适应挖土运输一体化装置的施工方法，包括如下步骤：

依据待挖掘的基坑的设计位置放置所述基础平台，将所述基础平台的一端置于待挖掘的基坑外，另一端置于待挖掘的基坑内；

利用所述挖掘机对基坑内的土方进行挖掘，并将挖掘下来的土倒入所述输送带上，利用所述输送带将土运输至基坑外；

在对基坑内的土方进行挖掘时，保留所述基础平台下方的土方以支撑所述基础平台，在所述基础平台外侧的土方挖掘至设定深度后，挖除所述基础平台下方所保留的土方并利用升降调节架支撑所述基础平台；以及

调节所述升降调节架的支撑高度以使得所述基础平台的端部设于基坑当前的坑底上，利用所述挖掘机继续进行土方挖掘施工，直至基坑内的土方挖掘完成。

本发明的施工方法的进一步改进在于，在放置基础平台之前，先于所述基础平台的放置位置处挖掘土方，设置升降调节架；

放置基础平台时，将所述基础平台置于所述升降调节架之上并与所述升降调节架连接。

本发明的施工方法的进一步改进在于，在挖除所述基础平台下方所保留的土方时，调节所述升降调节架以让所述升降调节架的底部离开土方表面，挖除所述升降调节架位置处的土方，调节所述升降调节架以让所述升降调节架的底部支撑于所述基坑的当前坑底上；

挖除所述基础平台下方所保留的其余土方。

本发明的施工方法的进一步改进在于，利用所述挖掘机对基坑内的土方进行挖掘时，通过沿所述轨道移动调节所述挖掘机的位置以调节所述挖掘机的挖土位置，在调节好所述挖掘机的位置后，于所述轨道上卡入挡板以限制所述挖掘机的移动。

本发明的施工方法的进一步改进在于，对基坑进行挖掘施工时，于基坑的两侧对称的设置自适应挖土运输一体化装置，并对基坑内的土方进行对称的挖掘施工。

附图说明

图1为本发明自适应挖土运输一体化装置用于挖掘基坑土方时的俯视图。

图2为本发明自适应挖土运输一体化装置的立面图。

图3为本发明自适应挖土运输一体化装置设有升降调节架的立面图。

图4为本发明自适应挖土运输一体化装置用于挖掘基坑土方时的侧视图。

图5为本发明自适应挖土运输一体化装置中升降调节架的部分放大示意图。

图6为本发明自适应挖土运输一体化装置的施工方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种自适应挖土运输一体化装置及其施工方法，能够适用于基坑的纵向挖土及输土工程，解决现有基坑土方施工时需要搭设坡道来实现土方的运输而存在的工程量大及成本高的问题。本发明的自适应挖土运输一体化装置能够适应基坑的高度，随着基坑内土方的挖掘，基础平台以适配的倾斜角度设置，且基础平台的底部设有升降调节架，通过升降调节能够适应基坑的高度，节省了搭设坡道及坡道下方支撑的材料和人工。利用输送带能够实现土方随挖随走，提高运输效率，节约工期。挖掘机可沿轨道自由移动，无需搭设挖土码头，提高了挖土效率。利用该一体化装置能够实现挖土支撑流水作业，节约工期，避免工人窝工。下面结合附图对本发明自适应挖土运输一体化装置及其施工方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明自适应挖土运输一体化装置用于挖掘基坑土方时的俯视图。参阅图2，显示了本发明自适应挖土运输一体化装置的立面图。下面结合图1和图2，对本发明自适应挖土运输一体化装置进行说明。

如图1和图2所示，本发明的自适应挖土运输一体化装置包括基础平台21、轨道22、挖掘机23以及输送带24，轨道22设于基础平台21上；挖掘机23滑设于轨道22上，该挖掘的23可沿着轨道22在基础平台21上进行自由移动；输送带24设于基础平台21上，通过输送带24运输挖掘机23挖出的土。

较佳地，本发明的自适应挖土运输一体化装置适用于基坑的土方挖掘施工，利用挖掘机23挖掘基坑的土方，且挖掘下来的土方倒入到输送带24上，通过输送带24将土方运出基坑，基础平台21形成连通基坑的坑底与基坑的外侧的通道，输送带24能够将基坑内的土直接运送到基坑外进而由现场的运输车辆运走，输送带24实现了顺利出土的效果。挖掘机23沿着基础平台21上的轨道22进行自由移动，从而可实现对基坑内任意位置的土方的挖掘，本发明的自适应挖土运输一体化装置实现了对基坑的土方挖掘及运输的功能，能够避免在基坑内搭设坡道，从而减少了工程量，也降低了施工成本。

在本发明的一种具体实施方式中，如图3和图4所示，该装置还包括支撑连接于基础平台21底部的升降调节架25，该升降调节架25的支撑高度可调。

在基坑的土方挖掘施工时，随着基坑的土方的不断挖掘，基坑的坑底不断加深，可适应性的调节升降调节架25的支撑高度，以适应基坑的深度变化，为基础平台21提供支撑。

进一步地，升降调节架25沿着基础平台21的长度方向设有至少两个，且该两个升降调节架25的支撑高度不同，使得基础平台21呈倾斜状设置，且基础平台21位于基坑10边缘处的端部的高度高于位于基坑10内部的端部，该基础平台21斜向的架设在基坑10的坑底和坑顶之间。较佳地，升降调节架25沿着基础平台21的宽度方向设有多个，且在宽度方向上的位于同一排的升降调节架25的支撑高度相同。通过设置的多个升降调节架增加竖向支撑的可靠度。

再进一步地，如图4和图5所示，升降调节架25包括底座251、设于底座251之上的升降架253以及设于升降架253之上的固定架252，该固定件252与基础平台21的底部连接，升降架253可升降调节，从而实现了升降调节架25的支撑高度的调节。较佳地，底座251为平板结构，能够增加与基面间的接触面积，提高升降调节架25的牢固稳定性，还能够适应基坑土方的不平整。

在一种具体实施方式中，如图5所示，升降架253包括多对十字交叉铰接杆2531，该十字交叉铰接杆2531由两个斜杆通过中部铰接连接构成，相邻的两个十字交叉铰接杆2531的端部对应的铰接连接，位于底部的十字交叉铰接杆2531与底座251上设置的连接耳板铰接连接，位于顶部的十字交叉铰接杆2531与固定架252铰接连接。十字交叉铰接杆2531的两个斜杆通过绕着中部的铰接处转动可实现倾斜角度的调节，从而调节了该两个斜杆的支撑高度。该升降架253还包括可伸缩调节的油缸2532，该油缸2532斜向的支撑连接在两个十字交叉铰接杆2531的斜杆之间，通过伸缩调节油缸2532可驱动斜杆绕着铰接处转动调节进而实现支撑高度的调节。进一步地，该升降架253还包括横向锁定杆2533，该横向锁定杆2533用于在升降架253调节好支撑高度后，与十字交叉铰接杆2531的斜杆连接，限制斜杆的转动，提供机械锁定功能，保证在油缸失效时，升降架253也处于稳定的状态。在另一种具体实施方式中，升降架253包括上下连接的多个伸缩单元，每一伸缩单元包括一底板和设于底板之上的油缸，油缸的伸缩调节可实现该伸缩单元的高度调节，从而实现了升降架253的支撑高度的调节。

利用升降调节架25配合挖掘机23进行挖土时，升降调节架25为基础平台21提供稳定牢固的支撑，确保挖掘机23的作业安全稳定性，先利用挖掘机23挖掘基础平台21外侧的土方，在外侧的土方挖掘好后，基础平台21下方保留的土方为基础平台21提供支撑，此时可先将升降调节架25外侧的土方挖除，保留基础平台21端部处的土方来支撑基础平台21，而后调节升降调节架25的支撑高度让升降调节架25的底部脱离支撑的基面，此时将升降调节架25处的土方挖除，然后平整基面，调节升降调节架25的支撑高度，利用升降调节架25支撑基础平台21，此时再挖除基础平台21的端部处的土方，土方挖掘完成后，可调节升降调节架25的支撑高度，让基础平台21的端部落放在新的基坑的坑底上，此时可利用挖掘机23对基础平台21外侧的土方继续进行挖掘，如此反复直至基坑挖掘至设定深度为止。

在本发明的一种具体实施方式中，如图1和图2所示，轨道22上设有复数道卡槽，卡槽内可卡设挡板以限位挖掘机23的移动。挖掘机23可沿着轨道22进行自由移动调节，以实现挖掘位置的调节，在挖掘机23调节到位后，在挖掘机23的侧部挡设挡板，利用挡板挡住挖掘机23，防止挖掘机23下溜，确保作业安全。

较佳地，轨道22上形成有轨道槽，挖掘机23的底部设有轮子，该轮子滑设在轨道槽内，卡槽设于轨道槽的内壁面上，挡板可自轨道槽的槽口插入到对应的卡槽内，在需要限制挖掘机23的移动时，可将挡板插入到挖掘机23前侧的卡槽内，在挖掘机23需要移动时，可将挡板抽出。又佳地，一个挖掘机23的底部设有两个轮子，相应的轨道22也设有两道。

在本发明的一种具体实施方式中，轨道22设有两组，分别设于输送带24的两侧，每一组轨道22上对应的滑设有一个挖掘机23，利用两个挖掘机23可对基础平台21两侧的土方同步的进行挖掘，可提高挖土的效率。

在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，基础平台21具有相对的第一端211和第二端212，结合图4所示，第一端211置于待挖掘土体的外侧，第二端212置于待挖掘土体之上，随着土体的下挖，该第二端212下移从而使得基础平台21呈倾斜状。

图4所示的实例为基坑的土方挖掘，基础平台21的第一端211置于基坑10的边缘的地面上，第二端212支设于基坑10内部的土方上(也即基坑10的当前的坑底)，结合图1所示，在对基坑挖掘施工时，可设置两个自适应挖土运输一体化装置，将两个基础平台21相对的支设在基坑10的两侧，两个基础平台21的第二端置于基坑10的中部的土方之上，挖掘土方时，先挖掘基础平台21两侧的土方，随时土方的挖掘，在基坑10内施工内支撑11，利用内支撑11对基坑起到支护作用，基坑10的土方挖掘沿着基坑的深度方向分层进行，每一层的深度可根据挖掘机23的挖掘范围来定，每向下挖掘一层土方，就将基础平台21的第二端212支设在基坑10的新坑底之上，如此实现了基坑土方的挖掘与输送。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，基础平台21为钢平台，包括底部钢板和顶部钢板以及支撑连接在顶部钢板和底部钢板之间的多个加强箱梁。在顶部钢板之上安装固定轨道及输送带。

输送带24包括相对设置的一对安装架241，该安装架241之间可转动的连接有驱动轴242，驱动轴242设有两个，分别设于安装架241的两端部处，在两个驱动轴242上套设有皮带，驱动轴242通过驱动电机243驱动旋转，通过驱动轴242的旋转而带着皮带进行旋转，进而皮带能够带着其上的土向着基坑的外侧移动，实现了输土。随着基坑深度的变大，输送带24的倾斜程度也变大，皮带与其上的土体通过摩擦力而实现向上运输，但当输送带的倾斜程度变大时，皮带对土体输送的难度也变大，为避免皮带上的土体因重力而向下滑落，在皮带上间隔的设置有多个挡土板，挡土板立设在皮带上，利用挡土板挡住土体，可避免在输送带澄清程度变大时发生土体向下滑落的现象发生，实现了土体的有效输送。

进一步地，结合图1和图4所示，为提高基础平台21的牢固稳定性，在基坑10边缘的地面上对应基础平台21的第一端211设置安装架，该安装架固定在地面上，将基础平台21的端部通过转轴可转动的安装于安装架上，如此将基础平台21的第一端211可转动的固定在地面上，提高了基础平台21的稳定性。

本发明还提供了自适应挖土运输一体化装置的施工方法，下面对该施工方法进行说明。

如图6所示，本发明的一种自适应挖土运输一体化装置的施工方法，包括如下步骤：

执行步骤S01，依据待挖掘的基坑的设计位置放置基础平台，将基础平台的一端置于待挖掘的基坑外，另一端置于待挖掘的基坑内；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，利用挖掘机对基坑内的土方进行挖掘，并将挖掘下来的土倒入输送带上，利用输送带将土运输至基坑外；接着执行步骤S103；

执行步骤S103，在对基坑内的土方进行挖掘时，保留基础平台下方的土方以支撑基础平台，在基础平台外侧的土方挖掘至设定深度后，挖除基础平台下方所保留的土方并利用升降调节架支撑基础平台；接着执行步骤S104；

执行步骤S104，调节升降调节架的支撑高度以使得基础平台的端部设于基坑当前的坑底上，利用挖掘机继续进行土方挖掘施工，直至基坑内的土方挖掘完成。

在本发明的一种具体实施方式中，结合图1和图4所示，在放置基础平台21之前，先于基础平台21的放置位置处挖掘土方，设置升降调节架25；

放置基础平台21时，将基础平台21置于升降调节架25之上并与升降调节架25连接。

基坑的土方挖掘施工时，首层的土方挖掘运输较为方便，因为基坑还未形成一定的深度，此时运输车可直接行驶到挖掘机的挖掘位置处进行输土。故，首层的土方挖掘可采用常规的挖土及运输方式进行施工，随着基坑土方的挖掘随时的施工内支撑，在首层的土方挖掘完成后，平整基坑的当前坑底，支设升降调节架25，依据基础平台21的倾斜角度来调节升降调节架25的支撑高度，而后将基础平台21置于升降调节架25之上，该基础平台21的第一端置于基坑10的边缘的地面上，第二端置于基坑10的坑底的中部的土方之上。基础平台21的底部设有连接耳板，该连接耳板通过螺栓与升降调节架25紧固连接。

在本发明的一种具体实施方式中，在挖除基础平台下方所保留的土方时，调节升降调节架以让升降调节架的底部离开土方表面，挖除升降调节架位置处的土方，调节升降调节架以让升降调节架的底部支撑于基坑的当前坑底上；

挖除基础平台下方所保留的其余土方。

挖掘机23的挖掘深度受到基础平台21的所在位置的限制，挖掘机23每次挖掘土方至一定的深度位置，当该深度位置处的土方全部挖掘完成后，基础平台21的第二端会下移而支设在基坑的当前坑底的土方之上，挖掘机23可继续向下挖掘土方。挖掘机23在挖掘每一层土方时，先挖掘该层土方位于基础平台21外侧的土方，保留基础平台21下方的土方来支撑基础平台21，在基础平台21外侧的土方挖掘完成后，再挖掘基础平台21下方的土方，在挖掘时，先挖除升降调节架25外侧土方，保留基础平台21第二端部处的土方来支撑该基础平台21的第二端212，之后将升降调节架25升起，将升降调节架25所在位置处的土方挖除，而后将升降调节架25支撑当前坑底的土方表面之上，利用升降调节架25支撑住基础平台21，挖除基础平台21第二端部处的土方，而后调节升降调节架25的支撑高度，让基础平台21的第二端落放在当前坑底的土方之上。在挖掘每层土方时，均通过上述步骤进行，能够确保基坑土方挖掘施工的安全性。

在本发明的一种具体实施方式中，利用挖掘机对基坑内的土方进行挖掘时，通过沿轨道移动调节挖掘机的位置以调节挖掘机的挖土位置，在调节好挖掘机的位置后，于轨道上卡入挡板以限制挖掘机的移动。

通过设置的挡板防止挖掘机在工作时发生下溜现象，提高挖掘机的工作稳定性。

利用挖掘机对基坑的土方进行挖掘时，从基坑的边缘向基坑的内部进行挖土，并随着土方的挖掘而同步的施工内支撑，实现对基坑的支护。

在本发明的一种具体实施方式中，对基坑进行挖掘施工时，于基坑的两侧对称的设置自适应挖土运输一体化装置，并对基坑内的土方进行对称的挖掘施工。

利用两个装置对称的进行土方挖掘施工，能够提高土方挖掘效率，内支撑对称的施工，能够提高基坑的稳定性。

本发明的自适应挖土运输一体化装置及其施工方法的有益效果为：

能够根据基坑高度调整升降调节架的高度，节省了搭设坡道下方支撑的材料和人工；

通过输送带可实现土方随挖随走，提高运输效率，节约工期；

通过轨道实现挖掘机自由移动，无需搭设挖土码头，提高了挖土效率；

可实现挖土支撑流水作业，可节约工期，避免工人窝工，具有较好的社会效应。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种自适应挖土运输一体化装置的施工方法，其特征在于，所述的自适应挖土运输一体化装置包括：

基础平台；

设于所述基础平台上的轨道；

滑设于所述轨道上的挖掘机；以及

设于所述基础平台上的输送带，通过所述输送带运输所述挖掘机挖出的土；

还包括支撑连接于所述基础平台底部的升降调节架，所述升降调节架的支撑高度可调；

所述轨道设有两组，分别设于所述输送带的两侧，且每一组轨道上对应的滑设有一个挖掘机；

所述基础平台具有相对的第一端和第二端，所述第一端置于待挖掘土体的外侧，所述第二端置于待挖掘土体之上，随着土体的下挖，所述第二端下移从而使得所述基础平台呈倾斜状；

所述的施工方法包括如下步骤：

依据待挖掘的基坑的设计位置放置所述基础平台，将所述基础平台的一端置于待挖掘的基坑外，另一端置于待挖掘的基坑内；

利用所述挖掘机对基坑内的土方进行挖掘，并将挖掘下来的土倒入所述输送带上，利用所述输送带将土运输至基坑外；

在对基坑内的土方进行挖掘时，保留所述基础平台下方的土方以支撑所述基础平台，在基础平台外侧的土方挖掘完成后，再挖掘基础平台下方的土方，在挖掘时，先挖除升降调节架外侧土方，保留基础平台第二端部处的土方来支撑该基础平台的第二端，之后将升降调节架升起，将升降调节架所在位置处的土方挖除，而后将升降调节架支撑当前坑底的土方表面之上，利用升降调节架支撑住基础平台，挖除基础平台第二端部处的土方；以及

调节所述升降调节架的支撑高度，让基础平台的第二端落放在当前坑底的土方之上，利用所述挖掘机继续进行土方挖掘施工，直至基坑内的土方挖掘完成。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在放置基础平台之前，先于所述基础平台的放置位置处挖掘土方，设置升降调节架；

放置基础平台时，将所述基础平台置于所述升降调节架之上并与所述升降调节架连接。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，利用所述挖掘机对基坑内的土方进行挖掘时，通过沿所述轨道移动调节所述挖掘机的位置以调节所述挖掘机的挖土位置，在调节好所述挖掘机的位置后，于所述轨道上卡入挡板以限制所述挖掘机的移动。

4.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，对基坑进行挖掘施工时，于基坑的两侧对称的设置自适应挖土运输一体化装置，并对基坑内的土方进行对称的挖掘施工。

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