CN113846680A - 用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，涉及地下建筑施工技术领域，用于地下的建筑物包括外墙、顶板、底板和施工装置，施工装置包括浇筑装置、挖掘装置和位于建筑物顶部的吊挂装置，外墙链刀从建筑物下沉部分的顶部包络外墙；纵墙包括上下错位的上孔和上下错位的下孔，上孔位于底板的上方，下孔紧挨着底板的下方，底板链刀通过上孔和下孔包络底板，通过吊挂装置将建筑物处于悬挂状态下，启动驱动装置，外墙和底板底部的链刀挖掘岩土，由下往上运行的链刀将已挖掘的岩土带至上方，实现建筑物的下沉作业，建筑物下沉到设定的深度，抽出链刀再完成后续施工，直至完成建筑物的全部施工。

Description

用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置

技术领域

本发明涉及地下建筑施工技术领域，具体是用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置。

背景技术

现有大型地下建筑常用明挖法施工，明挖法需要先开挖基坑做支护，然后在基坑内浇筑或者装配地下建筑，需要做基坑临时支护和降水，工期长，造价高；目前采用链刀挖掘底部岩土，整体下沉的技术方案，无吊挂装置的下沉施工装置，由于地下建筑物自身载荷实在太重，有以下缺陷：

1、易产生倾斜偏移，下沉时需要增设纠偏装置，而且一旦产生偏离，就很难实现纠偏；

2、这么大的载荷压在底部链刀上，导致驱动装置功率太大，而且链刀极易拉断；

3、下降速度很难控制；

4、底部链刀的进刀量处于失控状态，极易损坏刀具。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，来解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：位于地下的建筑物包括外墙、顶板、底板和施工装置，外墙包括纵墙和横墙，施工装置包括浇筑装置、挖掘装置和位于建筑物顶部的吊挂装置，挖掘装置包括外墙挖掘装置和底板挖掘装置，外墙挖掘装置挖掘外墙底部的岩土，底板挖掘装置挖掘底板底部的岩土，外墙挖掘装置和底板挖掘装置包括链刀挖掘装置，链刀挖掘装置包括链刀和驱动装置，链刀包括链条和安装在链条上的刀；链刀包括外墙挖掘装置中的外墙链刀和底板挖掘装置中底板链刀，底板链刀为横向布置，与纵墙链刀成度，驱动装置包括外墙驱动装置和底板驱动装置，外墙驱动装置安装在外墙的上方，底板驱动装置安装在底板的上方，外墙链刀从建筑物下沉部分的顶部包络外墙；纵墙包括上下错位的上孔和上下错位的下孔，上孔位于底板的上方，下孔紧挨着底板的下方，底板链刀通过上孔和下孔包络底板，纵墙包括位于底板下方的下纵墙、上孔与下孔之间的中纵墙和上孔上方的上纵墙，中纵墙的厚度小于或等于下纵墙减链刀的厚度之差，上纵墙的厚度小于等于下纵墙的厚度；建筑物通过浇筑装置在地面按长度方向分段浇筑，通过吊挂装置将建筑物处于悬挂状态下，启动驱动装置，外墙和底板底部的链刀挖掘岩土，由下往上运行的链刀将已挖掘的岩土带至上方，实现建筑物的下沉作业，建筑物下沉到设定的深度，抽出链刀再完成后续施工，直至完成建筑物的全部施工。

作为本发明进一步的方案：所述的纵墙中的下孔包括入口刃板，当底板链刀携带大于下孔和底板链刀之间间隙的岩土如鹅卵石或孤石时，通过入口刃板将其挤碎。

作为本发明进一步的方案：所述的建筑物下沉至设定的深度，当地下水对建筑物的浮力和岩土对建筑物的摩擦力等于建筑物包括挖掘装置的自重时，处于临界状态，通过向建筑物加重，使建筑物在下沉过程中，始终处于悬挂状态。

作为本发明进一步的方案：所述的链刀包括链板，链板安装在链条上，刀安装在链板上。

作为本发明进一步的方案：所述的链刀包括若干组呈锥状的条状链刀，条状链刀中的刀包括位于前端的头部刀、位于中间的中间刀和位于尾端的刮板，头部刀包括一把长刀，中间刀包括两把短刀，刮板的高度略低于头部刀和中间刀的高度，头部刀和中间刀挖掘岩土，刮板将已挖掘的岩土带至前方。

作为本发明进一步的方案：所述的吊挂装置包括钢绞线升降千斤顶，若干钢绞线升降千斤顶是同步缓慢升降的，建筑物是在悬挂状态下下沉的，由于其自身的巨大自重，难以产生偏移。

作为本发明进一步的方案：所述的链刀挖掘岩土时，是通过控制吊挂装置的下降速度来满足不同的地质条件，当刀磨损时，外墙挖掘装置在顶部进行更换刀，底板挖掘装置在底板上方更换刀。

作为本发明进一步的方案：所述的底板挖掘装置包括水力冲刷装置和水力出土装置，通过水力冲刷装置将已挖掘的岩土与链刀分离，通过水力出土装置将已与链刀分离的泥水混合物送出。

作为本发明进一步的方案：所述的在下孔和上孔之间的纵墙外侧包括盖板。

作为本发明进一步的方案：所述的上孔设定在特定的高度，在下沉过程中，使建筑物的底部产生设定的浮力。

综上所述，与现有技术相比，本技术采用了吊挂装置，地下建筑物的自重由吊挂装置平衡，有下列优点：

1、由于地下建筑物自身极重，不可能产生偏离，所以无需纠偏装置；

2、由于地下建筑物的自重不压在链刀上，所以驱动装置功率较小，链条拉力也较小，不易拉断；

3、下降速度可控；

4、可以通过控制进刀量来适应不同的地质条件。

附图说明

图1是挖掘装置5和位于建筑物1顶部的吊挂装置31安装好后的结构示意图；

图2是外墙挖掘装置51和底板挖掘装置52挖掘建筑物1底部的岩土，实现建筑物1的下沉作业的结构示意图，

图3是浇筑装置4在地面浇筑建筑物1的结构示意图；在开始浇筑前，先在底部钢模下面铺设外墙链刀7A和底板链刀7B，链刀铺设底面投影区域，待完成部分或者全部浇筑工作后，开始下沉施工时，再安装挖掘装置5的上部其他设备，把链刀接好，完成闭环连接；

图4是建筑物1建造完成的结构示意图，也是上下错位的上孔2XA和上下错位的下孔2XB的结构示意；

图5是在建筑物1上安装好外墙挖掘装置51和底板挖掘装置52的结构示意图；

图6是底板12的下方布满底板链刀7B的结构示意图，也是在底板链刀7B进入下孔2XB位置设有入口刃板2XB1的结构示意图；

图7是通过水力冲刷装置521将已挖掘的岩土与链刀7分离，通过水力出土装置522将已与链刀7分离的泥水混合物送出的结构示意图；

图8是施工装置3使建筑物1下沉一定深度后的结构示意；

图9是链板73安装在链条71上，刀72安装在链板73上的结构示意图；

图10是条状链刀8的结构示意图；

图中的1是建筑物；2是外墙，包括纵墙2X和横墙2Y；2X是纵墙，包括下纵墙2X1和上纵墙2X2；2X1是下纵墙；2X2是中纵墙；2X3是上纵墙；2XB1是入口刃板；2XA是上下错位的上孔；2XB是上下错位的下孔；2Y是横墙；11是顶板；12是底板；3是施工装置，3包括浇筑装置4、挖掘装置5和位于建筑物1顶部的吊挂装置31；31是吊挂装置；；31A是钢绞线升降千斤顶；4是浇筑装置；5是挖掘装置，包括外墙挖掘装置51和底板挖掘装置52；51是外墙挖掘装置；52是底板挖掘装置；6是链刀挖掘装置，包括链刀7和驱动装置61；61是驱动装置；611是外墙驱动装置；612是底板驱动装置；7是链刀；71是链条；72是刀；73是链板；7A是外墙链刀；7B是底板链刀；7X是纵墙链刀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～10，本发明实施例中，位于地下的建筑物1包括外墙2、顶板11、底板12和施工装置3，外墙2包括纵墙2X和横墙2Y，施工装置3包括浇筑装置4、挖掘装置5和位于建筑物1顶部的吊挂装置31，挖掘装置5包括外墙挖掘装置51和底板挖掘装置52，外墙挖掘装置51挖掘外墙2底部的岩土，底板挖掘装置52挖掘底板12底部的岩土，外墙挖掘装置51和底板挖掘装置52包括链刀挖掘装置6，链刀挖掘装置6包括链刀7和驱动装置61，链刀7包括链条71和安装在链条71上的刀72；链刀7包括外墙挖掘装置51中的外墙链刀7A和底板挖掘装置52中底板链刀7B，底板链刀7B为横向布置，与纵墙链刀7X成90度，驱动装置61包括外墙驱动装置611和底板驱动装置612，外墙驱动装置611安装在外墙2的上方，底板驱动装置612安装在底板12的上方，外墙链刀7A从建筑物1下沉部分的顶部包络外墙2；纵墙2X包括上下错位的上孔2XA和上下错位的下孔2XB，上孔2XA位于底板12的上方，下孔2XB紧挨着底板12的下方，底板链刀7B通过上孔2XA和下孔2XB包络底板12，纵墙2X包括位于底板12下方的下纵墙2X1、上孔2XA与下孔2XB之间的中纵墙2X2和上孔2XA上方的上纵墙2X3，中纵墙2X2的厚度小于或等于下纵墙2X1减链刀7的厚度之差，上纵墙2X3的厚度小于等于下纵墙2X1的厚度；建筑物1通过浇筑装置4在地面按长度方向分段浇筑，通过吊挂装置31将建筑物1处于悬挂状态下，启动驱动装置61，外墙2和底板12底部的链刀7挖掘岩土，由下往上运行的链刀7将已挖掘的岩土带至上方，实现建筑物1的下沉作业，建筑物1下沉到设定的深度，抽出链刀7再完成后续施工，直至完成建筑物1的全部施工。

如图3所示，在开始浇筑前，先在底部钢模下面铺设外墙链刀7A和底板链刀7B，链刀铺设底面投影区域，待完成部分或者全部浇筑工作后，开始下沉施工时，再安装挖掘装置5的上部其他设备，把链刀接好，完成闭环连接。

需要说明的是，建筑物1可以在高度方向分段浇筑，浇筑完一段，养护至设计强度，再启动驱动装置61，建筑物1在吊挂装置31的吊挂下，底部的链刀挖掘装置6挖掘底部岩土，建筑物1整体下沉一段。

如图6所示，纵墙2X中的下孔2XB包括入口刃板2XB1，当底板链刀7B携带大于下孔2XB和底板链刀7B之间间隙的岩土如鹅卵石或孤石时，通过入口刃板2XB1将其挤碎。

在建筑物1的横向挖掘的底板挖掘装置52设有很多套链刀挖掘装置6，链刀挖掘装置6的底板链刀7B布满底板12 ，所有链刀挖掘装置6有一半底板驱动装置612与另一半的底板驱动装置612驱动旋转方向相反，可以布置成相邻底板驱动装置612的旋转方向相反，也可分区间来布置，这样使链刀挖掘装置6挖掘岩土时产生的反力相互抵消，可以避免底板挖掘装置52使建筑物1在下沉时产生倾斜；底板链刀7B在底板12上部返回形成闭环，相邻链刀挖掘装置6的底板链刀7B在不同高度，上下错开的空间，方便管线穿过。

所述的建筑物1下沉至设定的深度，当地下水对建筑物1的浮力和岩土对建筑物1的摩擦力等于建筑物1包括挖掘装置5的自重时，处于临界状态，通过向建筑物1加重，例如往建筑物1内灌水，使建筑物1在下沉过程中，始终处于悬挂状态。

如图9所示，所述的链刀7包括链板73，链板73安装在链条71上，刀72安装在链板73上；所述的链刀7包括若干组呈锥状的条状链刀8，如图10所示，条状链刀8中的刀72包括位于前端的头部刀81、位于中间的中间刀82和位于尾端的刮板83，头部刀81包括一把长刀811，中间刀82包括两把短刀821，刮板83的高度略低于头部刀81和中间刀82的高度，头部刀81和中间刀82挖掘岩土，刮板83将已挖掘的岩土带至前方；设每组链刀的宽度为B，链条的节距为T，有n把中间刀82，短刀821的长度为a，则长刀811的长度为2a，B=(2n+1)a，每组条状链刀8的长度等于(n+2)T，这样能使每块链板73上刀72的长度相等。

所述的吊挂装置31包括钢绞线升降千斤顶31A，钢绞线升降千斤顶31A同步缓慢升降，钢绞线升降千斤顶31A采用穿芯式结构液压提升器作为升降机具，液压升降器两端的楔形锚具具有单向自锁作用，当锚具工作紧时，会自动锁紧钢绞线，锚具不工作松时，放开钢绞线，钢绞线能上下活动，可以确保建筑物1在悬挂状态下整体同步下沉，由于其自身的巨大自重，难以产生偏移，不需要设置其他纠偏装置。

所述的链刀7挖掘岩土时，是通过控制吊挂装置31的下降速度来满足不同的地质条件，当刀72磨损时，当刀72磨损时，外墙挖掘装置51在顶部进行更换刀72，底板挖掘装置52在底板12上方更换刀72；当遇到鹅卵石和孤石时，通过极慢的下降速度用刀72对鹅卵石和孤石进行刮削。

所述的底板挖掘装置52包括水力冲刷装置521和水力出土装置522，通过水力冲刷装置521将已挖掘的岩土与链刀7分离，通过水力出土装置522将已与链刀7分离的泥水混合物送出。

所述的在下孔2XB和上孔2XA之间的纵墙2X外侧包括盖板，盖板用于支撑底板链刀7B；所述的上孔2XA设定在特定的高度，在下沉过程中，使建筑物1的底部产生设定的浮力。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本发明中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以通过具体情况理解术语在本发明中的具体含义。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是位于地下的建筑物（1）包括外墙（2）、顶板（11）、底板（12）和施工装置（3），外墙（2）包括纵墙（2X）和横墙（2Y），施工装置（3）包括浇筑装置（4）、挖掘装置（5）和位于建筑物（1）顶部的吊挂装置（31），挖掘装置（5）包括外墙挖掘装置（51）和底板挖掘装置（52），外墙挖掘装置（51）挖掘外墙（2）底部的岩土，底板挖掘装置（52）挖掘底板（12）底部的岩土，外墙挖掘装置（51）和底板挖掘装置（52）包括链刀挖掘装置（6），链刀挖掘装置（6）包括链刀（7）和驱动装置（61），链刀（7）包括链条（71）和安装在链条（71）上的刀（72）；链刀（7）包括外墙挖掘装置（51）中的外墙链刀（7A）和底板挖掘装置（52）中底板链刀（7B），底板链刀（7B）为横向布置，与纵墙链刀（7X）成90度，驱动装置（61）包括外墙驱动装置（611）和底板驱动装置（612），外墙驱动装置（611）安装在外墙（2）的上方，底板驱动装置（612）安装在底板（12）的上方，外墙链刀（7A）从建筑物（1）下沉部分的顶部包络外墙（2）；纵墙（2X）包括上下错位的上孔（2XA）和上下错位的下孔（2XB），上孔（2XA）位于底板（12）的上方，下孔（2XB）紧挨着底板（12）的下方，底板链刀（7B）通过上孔（2XA）和下孔（2XB）包络底板（12），纵墙（2X）包括位于底板（12）下方的下纵墙（2X1）、上孔（2XA）与下孔（2XB）之间的中纵墙（2X2）和上孔（2XA）上方的上纵墙（2X3），中纵墙（2X2）的厚度小于或等于下纵墙（2X1）减链刀（7）的厚度之差，上纵墙（2X3）的厚度小于等于下纵墙（2X1）的厚度；建筑物（1）通过浇筑装置（4）在地面按长度方向分段浇筑，通过吊挂装置（31）将建筑物（1）处于悬挂状态下，启动驱动装置（61），外墙（2）和底板（12）底部的链刀（7）挖掘岩土，由下往上运行的链刀（7）将已挖掘的岩土带至上方，实现建筑物（1）的下沉作业，建筑物（1）下沉到设定的深度，抽出链刀（7）再完成后续施工，直至完成建筑物（1）的全部施工。

2.根据权利要求1所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的纵墙（2X）中的下孔（2XB）包括入口刃板（2XB1），当底板链刀（7B）携带大于下孔（2XB）和底板链刀（7B）之间间隙的岩土时，通过入口刃板（2XB1）将其挤碎。

3.根据权利要求2所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的建筑物（1）下沉至设定的深度，当地下水对建筑物（1）的浮力和岩土对建筑物（1）的摩擦力等于建筑物（1）包括挖掘装置（5）的自重时，处于临界状态，通过向建筑物（1）加重，使建筑物（1）在下沉过程中，始终处于悬挂状态。

4.根据权利要求3所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的链刀（7）包括链板（73），链板（73）安装在链条（71）上，刀（72）安装在链板（73）上。

5.根据权利要求4所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的链刀（7）包括若干组呈锥状的条状链刀（8），条状链刀（8）中的刀（72）包括位于前端的头部刀（81）、位于中间的中间刀（82）和位于尾端的刮板（83），头部刀（81）包括一把长刀（811），中间刀（82）包括两把短刀（821），刮板（83）的高度略低于头部刀（81）和中间刀（82）的高度，头部刀（81）和中间刀（82）挖掘岩土，刮板（83）将已挖掘的岩土带至前方。

6.根据权利要求5所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的吊挂装置（31）包括钢绞线升降千斤顶（31A），若干钢绞线升降千斤顶（31A）是同步缓慢升降的，建筑物（1）是在悬挂状态下下沉的，由于其自身的巨大自重，难以产生偏移。

7.根据权利要求6所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的链刀（7）挖掘岩土时，是通过控制吊挂装置（31）的下降速度来满足不同的地质条件，当刀（72）磨损时，外墙挖掘装置（51）在顶部进行更换刀（72），底板挖掘装置（52）在底板（12）上方更换刀（72）。

8.根据权利要求7所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的底板挖掘装置（52）包括水力冲刷装置（521）和水力出土装置（522），通过水力冲刷装置（521）将已挖掘的岩土与链刀（7）分离，通过水力出土装置（522）将已与链刀（7）分离的泥水混合物送出。

9.根据权利要求8所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的在下孔（2XB）和上孔（2XA）之间的纵墙（2X）外侧包括盖板。

10.根据权利要求1所述的用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的上孔（2XA）设定在特定的高度，在下沉过程中，使建筑物（1）的底部产生设定的浮力。

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