CN118128062B - 一种基坑开挖支护装置及支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基坑支护技术领域,并公开了一种基坑开挖支护装置及支护方法,包括铝板支护机构,铝板支护机构安装在起吊钻机的起吊臂上,铝板支护机构包括中心支护柱、水平推动机构和铝板支护组件,中心支护柱的外壁沿自身圆周方向设置有多个铝板支护组件,铝板支护组件包括若干沿所述中心支护柱的轴向依次拼接在一起的支护铝板,支护铝板远离中心支护柱一端的中心固定有中空连接锥,每个支护铝板均对应设置有一个水平推动机构,水平推动机构用于将中空连接锥推入土层,中心支护柱的底部连接有注浆机构,注浆机构用于向中空连接锥内浇筑混凝土。通过铝板嵌入加混凝土浇筑的方式提高支护强度以及加固松土层,解决松软土层基坑难以支护的问题。
Description
技术领域
本发明涉及基坑支护技术领域,具体为一种基坑开挖支护装置及支护方法。
背景技术
基坑开挖,是所有土木工程基础施工中,必须经过的一个施工过程。基坑开挖包括基础方坑的开挖,基础方坑用于安装基桩、支撑柱等。在基坑开挖完成后,需要进行支护,尤其是松软的土层或纯泥土层支护尤为重要,通过支护维持基坑的形状,避免出现局部塌方或土层滑落的情况,目前的支护方式分为两类:其一、通过若干钢筋焊接成基坑的形状进行支护,此方式支护不适用松软土层的支护,土层会通过支护结构的间隔滑落,无法很好的保持基坑的形状;其二、采用铝板进行支护,铝板贴合基坑的内壁嵌入以维持基坑的形状,虽然大大增加了基坑支护的覆盖面积,但在松软土层中还是容易出现铝板携带土层一起坍塌的情况,因此,针对松软土层的支护存在较大的困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基坑开挖支护装置及支护方法,用于解决松软土层基坑难以支护的情况。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基坑开挖支护装置,包括铝板支护机构,所述铝板支护机构用于安装在起吊钻机的起吊臂上,所述铝板支护机构包括中心支护柱、水平推动机构和铝板支护组件,所述中心支护柱的外壁沿自身圆周方向设置有多个所述铝板支护组件,所述铝板支护组件包括若干支护铝板,若干所述支护铝板沿所述中心支护柱的轴向依次拼接在一起,所述铝板支护组件最下方的所述支护铝板的底部固定有若干支撑钢筋,所述支护铝板远离所述中心支护柱一端的中心固定有中空连接锥,所述中空连接锥的大直径端连接所述支护铝板,所述支护铝板贯穿开设有与所述中空连接锥相通的通孔,所述中空连接锥内相对设置有两组横向限位机构,所述横向限位机构包括弧形板和中空锁定锥,所述弧形板靠近所述中空连接锥的端面固定穿设有多个所述中空锁定锥,所述中空连接锥的侧壁对应所述中空锁定锥的位置均开设有过盈孔,所述过盈孔的内径小于所述中空锁定锥的最大直径,用于使所述中空锁定锥穿出所述过盈孔时,所述中空锁定锥与所述过盈孔处于过盈配合,每个所述支护铝板均对应设置有一个所述水平推动机构,所述水平推动机构包括一级推动柱和二级推动液压件,所述一级推动柱滑动连接所述中心支护柱,所述一级推动柱沿着所述中心支护柱的径向移动,所述二级推动液压件设置在所述一级推动柱内,所述支护铝板的通孔位于所对应的所述二级推动液压件的移动路径上,所述一级推动柱的直径大于所述通孔的内径,所述二级推动液压件的伸缩杆直径小于所述通孔的内径。
进一步地,所述中心支护柱的底部连接有注浆机构,所述注浆机构包括注浆壳体和注浆组件,所述注浆壳体通过碟簧连接所述中心支护柱,所述注浆组件包括锥形注浆管、液压推杆和进浆软管,所述液压推杆水平设置在所述注浆壳体内,所述锥形注浆管水平穿设在所述注浆壳体的侧壁上,所述锥形注浆管的大直径端延伸至所述注浆壳体内连接所述液压推杆的伸缩轴,所述进浆软管的一端连接所述锥形注浆管,另一端连接外界的泥浆泵。
进一步地,所述中心支护柱内竖直设置有下压驱动杆,所述下压驱动杆滑动连接所述中心支护柱,所述下压驱动杆的一侧平行设置有竖向液压缸,所述竖向液压缸的缸体连接所述中心支护柱,所述竖向液压缸的伸缩轴通过连接环连接所述下压驱动杆,所述一级推动柱靠近所述下压驱动杆的一端铰接有下压连杆,所述下压连杆的远离所述一级推动柱的一端铰接在所述下压驱动杆上。
进一步地,所述二级推动液压件包括液压缸体和伸缩杆,所述液压缸体固定在所述一级推动柱内,所述液压缸体内设置有液压腔,所述液压腔内滑动设置有活塞,所述伸缩杆穿过所述液压缸体连接所述活塞,所述液压缸体一端的侧壁连接有进油管路,另一端的侧壁连接有回油管路,所述液压缸体的外侧壁与所述一级推动柱的内侧壁之间形成有容纳所述进油管路与回油管路的腔隙,所述回油管路与进油管路均从所述一级推动柱的末端穿出,所述中心支护柱的顶部设置有油箱,所述进油管路与回油管路均连接所述油箱。
进一步地,所述油箱上设置有转换机构,所述转换机构包括阀门壳体,所述阀门壳体一端的进油口连接所述油箱,所述阀门壳体的侧壁设置有多个出油接口,多个所述出油接口呈线性布置,多个所述铝板支护组件对应的进油管路连接在不同的所述出油接口上,所述阀门壳体上的多个所述出油接口同时导通或单独导通。
进一步地,所述阀门壳体内设有转换油腔,所述出油接口与进油口均连通所述转换油腔,所述转换油腔内滑动设置有转换活塞,所述转换活塞靠近所述进油口的一端开设有导通腔,所述转换活塞的侧壁开设有导通孔,所述导通孔连通所述导通腔,所述转换活塞远离所述进油口的一端连接有转换推杆,所述转换推杆穿出所述阀门壳体连接电动推杆的伸缩轴,所述转换活塞通过移动使所述导通孔与其中一所述出油接口连通,当所述转换活塞远离所述进油口移动至末端时,所有的所述出油接口均连通所述转换油腔。
进一步地,所述中心支护柱的侧壁对应所述铝板支护组件的位置从上至下均开设有T字形滑槽,所述支护铝板的内壁固定有易断T形件,所述易断T形件滑动适配在所述T字形滑槽内,所述中心支护柱的底部固定有承接盘,所述承接盘上开设有供所述支撑钢筋穿过的条形槽,所述条形槽穿过所述承接盘的外圈。
进一步地,所述支护铝板的顶部固定有插接块,所述支护铝板的底部开设有插接孔,竖直方向上的相邻两个所述支护铝板通过所述插接块与插接孔的配合连接在一起。
进一步地,所述弧形板远离所述中空连接锥一端的顶部固定有易断定位板,所述易断定位板通过螺钉连接在所述支护铝板的内壁上。
一种基坑开挖支护方法,利用上述的一种基坑开挖支护装置,包括以下步骤:
S1、将中心支护柱安装在起吊钻机的起吊臂上,再将铝板支护组件工装在所述中心支护柱上;
S2、通过起吊钻机将铝板支护机构下放至基坑内,当支撑钢筋接触基坑的底部停止下放;
S3、起吊钻机带动铝板支护机构水平移动,使其中一组铝板支护组件靠近基坑的侧壁,然后一级推动柱移动,将支护铝板向基坑的侧壁推动,使中空连接锥嵌入土层内;
S4、二级推动液压件的伸缩杆伸出,使伸缩杆挤压弧形板的内壁,使弧形板带动中空锁定锥从过盈孔伸出,并通过中空锁定锥与过盈孔的过盈配合锁住中空锁定锥,然后水平推动机构复位;
S5、通过注浆机构向基坑的底部铺设一层混凝土,以将支撑钢筋浇筑在混凝土内;
S6、中心支护柱依次上移,使锥形注浆管依次对应支护铝板的通孔,通过液压推杆将锥形注浆管推入中空连接锥内,向中空连接锥内注入混凝土,混凝土通过中空连接锥与中空锁定锥的孔洞扩散在土层内,达到加固支护铝板的支护强度以及固化松软的土层的效果;
S7、重复步骤S3-S6,沿基坑的圆周方向依次支护铝板支护组件;
S8、支护完成,将中心支护柱从基坑内升起,最后拆下中心支护柱。
本发明的有益效果是:
通过一级推动柱将支护铝板上的中空连接锥推入土层中,通过中空连接锥限制支护铝板的竖向活动自由度,然后通过二级推动液压件将中空锁定锥推入土层中,通过中空锁定锥限制支护铝板的水平活动自由度,使支护铝板具有较高的支护强度,然后向基坑的底部浇筑一层混凝土,同时向中空连接锥内注入混凝土,使混凝土扩散在松软的土层中,以加固松软的土层,避免出现局部坍塌的情况,从而实现对松软土层的支护,且具有较好的支护效果。
附图说明
图1为本发明一种基坑开挖支护装置的立体图;
图2为本发明一种基坑开挖支护装置中支护铝板的结构示意图一;
图3为本发明一种基坑开挖支护装置中支护铝板的结构示意图二;
图4为本发明一种基坑开挖支护装置的俯视图;
图5为图4中A-A向剖视图;
图6为图5中A处放大图;
图7为本发明一种基坑开挖支护装置中转换机构的结构示意图;
图8为本发明一种基坑开挖支护装置中转换机构的全开示意图;
图中,3-中心支护柱,4-支护铝板,5-支撑钢筋,6-中空连接锥,7-通孔,8-弧形板,9-中空锁定锥,10-过盈孔,11-一级推动柱,12-二级推动液压件,13-伸缩杆,14-碟簧,15-锥形注浆管,16-液压推杆,17-进浆软管,18-下压驱动杆,19-竖向液压缸,20-连接环,21-下压连杆,22-液压缸体,23-液压腔,24-活塞,25-进油管路,26-回油管路,27-油箱,28-阀门壳体,29-出油接口,30-转换油腔,31-转换活塞,32-导通腔,33-导通孔,34-转换推杆,35-电动推杆,36-T字形滑槽,37-易断T形件,38-承接盘,39-条形槽,40-插接块,41-插接孔,42-易断定位板,43-注浆壳体。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1至图8所示,一种基坑开挖支护装置,包括铝板支护机构,铝板支护机构用于安装在起吊钻机的起吊臂上,铝板支护机构包括中心支护柱3、水平推动机构和铝板支护组件,中心支护柱3的外壁沿自身圆周方向设置有多个铝板支护组件,一般设置两组或四组铝板支护组件,铝板支护组件包括若干支护铝板4,若干支护铝板4沿中心支护柱3的轴向依次拼接在一起,具体为,支护铝板4的顶部固定有插接块40,支护铝板4的底部开设有插接孔41,竖直方向上的相邻两个支护铝板4通过插接块40与插接孔41的配合连接在一起,使同组的铝板支护组件连接成一个整体,铝板支护组件最下方的支护铝板4的底部固定有若干支撑钢筋5,支护铝板4远离中心支护柱3一端的中心固定有中空连接锥6,中空连接锥6的大直径端连接支护铝板4,支护铝板4贯穿开设有与中空连接锥6相通的通孔7,中空连接锥6内相对设置有两组横向限位机构,横向限位机构包括弧形板8和中空锁定锥9,弧形板8靠近中空连接锥6的端面固定穿设有多个中空锁定锥9,中空连接锥6的侧壁对应中空锁定锥9的位置均开设有过盈孔10,过盈孔10的内径小于中空锁定锥9的最大直径,用于使中空锁定锥9穿出过盈孔10时,中空锁定锥9与过盈孔10处于过盈配合,每个支护铝板4均对应设置有一个水平推动机构,水平推动机构包括一级推动柱11和二级推动液压件12,一级推动柱11滑动连接中心支护柱3,一级推动柱11沿着中心支护柱3的径向移动,二级推动液压件12设置在一级推动柱11内,支护铝板4的通孔7位于所对应的二级推动液压件12的移动路径上,一级推动柱11的直径大于通孔7的内径,二级推动液压件12的伸缩杆13直径小于通孔7的内径,中心支护柱3的侧壁对应铝板支护组件的位置从上至下均开设有T字形滑槽36,支护铝板4的内壁固定有易断T形件37,易断T形件37滑动适配在T字形滑槽36内,中心支护柱3的底部固定有承接盘38,先将中心支护柱3的顶部安装在起吊臂上,然后利用基坑下方中心支护柱3,以降低中心支护柱3的顶部高度,方便将铝板支护组件工装在中心支护柱3上,支护铝板4的易断T形件37对应T字形滑槽36滑入工装在中心支护柱3上,从下至上依次将支护铝板4工装在中心支护柱3上,然后,通过起吊钻机将铝板支护组件下放至基坑底部,使支撑钢筋5接触基坑的底部后停止下放,起吊钻机带动其中一组铝板支护组件靠近基坑的内壁移动,使中空连接锥6接触基坑的内壁,然后通过一级推动柱11将支护铝板4上的中空连接锥6推入土层中,在一级推动柱11的作用力下,易断T形件37断裂,使支护铝板4与中心支护柱3分离,此方式在支护前能很好的限制支护铝板4的位置,在支护过程中又能保证支护铝板4与中心支护柱3分离达到支护的目的,通过中空连接锥6限制支护铝板4的竖向活动自由度,使中空连接锥6嵌入土层内,并使支护铝板4压实松软的土层,避免局部土层出现滑坡的情况,然后通过二级推动液压件12将中空锁定锥9推入土层中,通过中空锁定锥9限制支护铝板4的水平活动自由度,通过中空连接锥6与中空锁定锥9双重限位的方式,使支护铝板4具有较高的支护强度,完成支护的同时,还能压实基坑的内壁,起到较好的支护效果;优选的,承接盘38上开设有供支撑钢筋5穿过的条形槽39,条形槽39穿过承接盘38的外圈,弧形板8远离中空连接锥6一端的顶部固定有易断定位板42,易断定位板42通过螺钉连接在支护铝板4的内壁上,同样的,弧形板8的形状与中空连接锥6的形状匹配,使两个弧形板8内圈之间形成锥形孔,且直径远离中心支护柱3逐渐减小,从而在二级推动液压件12的伸缩下,能挤压弧形板8,使弧形板8沿中空连接锥6的径向移动,弧形板8通过易断定位板42连接在支护铝板4上,完成弧形板8的定位安装,使弧形板8在移动的过程中保证中空锁定锥9能从过盈孔10内伸出,而中空锁定锥9的锥形设计起到误差补偿效果,能保证中空锁定锥9的端部插入过盈孔10内,最后能导向弧形板8的移动,实现稳定的水平限位效果,由于易断定位板42的材质强度较低,在二级推动液压件12的挤压下很容易断裂,从而解锁弧形板8的自由度,使弧形板8受挤压沿中空连接锥6的径向移动,一方面在支护初期能定位弧形板8的位置,另一方面在支护中不影响弧形板8的移动,重复上述过程,在基坑的内壁沿圆周方向依次铺设一层支护铝板4进行支护,当中心支护柱3上的铝板支护组件使用完后,基坑的内壁未覆盖完全时,再次向中心支护柱3上工装新的铝板支护组件,重复支护过程,大大提高了基坑支护的覆盖面积,提高了支护效果。
进一步地,如图1、图4和图5所示,中心支护柱3的底部连接有注浆机构,注浆机构包括注浆壳体43和注浆组件,注浆壳体43通过碟簧14连接中心支护柱3,注浆组件包括锥形注浆管15、液压推杆16和进浆软管17,液压推杆16水平设置在注浆壳体43内,锥形注浆管15水平穿设在注浆壳体43的侧壁上,锥形注浆管15的大直径端延伸至注浆壳体43内连接液压推杆16的伸缩轴,进浆软管17的一端连接锥形注浆管15,另一端连接外界的泥浆泵,当一组铝板支护组件嵌入基坑内壁后,立即进行混凝土浇筑加强支护强度,然后再进行下一组铝板支护组件的支护与加固,具体为,通过泥浆泵将外界的混凝土从锥形注浆管15内排出,通过起吊钻机调整锥形注浆管15的位置,使锥形注浆管15依次对应支护铝板4的通孔7,然后通过液压推杆16将锥形注浆管15推入通孔7内,由于锥形注浆管15的尺寸为渐变性,使锥形注浆管15的小直径端能轻易插入通孔7内,然后再碟簧14的形变作用下使锥形注浆管15能自适应调整位置,保证锥形注浆管15能稳定的插入通孔7内,然后注入混凝土,混凝土通过中空连接锥6与中空锁定锥9的孔洞扩散在土层内,达到加固支护铝板4的支护强度以及固化松软的土层的效果。
进一步地,如图1至图6所示,中心支护柱3内竖直设置有下压驱动杆18,下压驱动杆18滑动连接中心支护柱3,下压驱动杆18的一侧平行设置有竖向液压缸19,竖向液压缸19的缸体连接中心支护柱3,竖向液压缸19的伸缩轴通过连接环20连接下压驱动杆18,一级推动柱11靠近下压驱动杆18的一端铰接有下压连杆21,下压连杆21的远离一级推动柱11的一端铰接在下压驱动杆18上,一级推动柱11与二级推动液压件12的驱动独立进行,方便控制,具体为,竖向液压缸19伸缩带动下压驱动杆18上下移动,下压驱动杆18带动下压连杆21偏转,下压连杆21带动一级推动柱11移动,由于一级推动柱11滑动穿设于中心支护柱3,对一级推动柱11具有导向作用,从而使一级推动柱11靠近支护铝板4做直线运动,完成支护铝板4的支护操作。
进一步地,如图1至图6所示,二级推动液压件12包括液压缸体22和伸缩杆13,液压缸体22固定在一级推动柱11内,液压缸体22内设置有液压腔23,液压腔23内滑动设置有活塞24,伸缩杆13穿过液压缸体22连接活塞24,液压缸体22一端的侧壁连接有进油管路25,另一端的侧壁连接有回油管路26,液压缸体22的外侧壁与一级推动柱11的内侧壁之间形成有容纳进油管路25与回油管路26的腔隙,回油管路26与进油管路25均从一级推动柱11的末端穿出,中心支护柱3的顶部设置有油箱27,进油管路25与回油管路26均连接油箱27,通过油箱27提供液压油,二级推动液压件12的结构为液压缸,属于现有技术,采用液压的方式对支护铝板4进行支护,具有较大的作用力,使中空连接锥6与中空锁定锥9能刺穿土层完成支护,回油管路26与进油管路25通过中心支护柱3的内腔进行布管,起到保护作用,避免管道损坏。
进一步地,如图4至图6所示,油箱27上设置有转换机构,转换机构包括阀门壳体28,阀门壳体28一端的进油口连接油箱27,阀门壳体28的侧壁设置有多个出油接口29,多个出油接口29呈线性布置,多个铝板支护组件对应的进油管路25连接在不同的出油接口29上,即同一组铝板支护组件中的支护铝板4连接同一个出油接口29,阀门壳体28上的多个出油接口29同时导通或单独导通;当基坑的直径等于或略大于中心支护柱3上工装的多个铝板支护组件围成的直径时,多个铝板支护组件对应的水平推动机构一起动作,同时将多组铝板支护组件支护在基坑的内壁上,具有较高的支护效率;当基坑的直径大于多个铝板支护组件围成的直径时,多个铝板支护组件需要一组组的进行支护,使铝板支护组件接触基坑的内壁进行支护,在易断T形件37断裂后,支护铝板4能嵌入土层中,以避免掉落的情况,在多个铝板支护组件单一支护的过程中,多个出油接口29单独导通,即处于支护状态的铝板支护组件对应的出油接口29导通,从而使液压油集中在一组铝板支护组件内提供液压动力,能产生较强的液压动力,实现稳定的支护效果。
进一步地,如图1、图7和图8所示,阀门壳体28内设有转换油腔30,出油接口29与进油口均连通转换油腔30,转换油腔30内滑动设置有转换活塞31,转换活塞31靠近进油口的一端开设有导通腔32,转换活塞31的侧壁开设有导通孔33,导通孔33连通导通腔32,转换活塞31远离进油口的一端连接有转换推杆34,转换推杆34穿出阀门壳体28连接电动推杆35的伸缩轴,转换活塞31通过移动使导通孔33与其中一出油接口29连通,当转换活塞31远离进油口移动至末端时,所有的出油接口29均连通转换油腔30,进行油路转换时,油箱27处于关闭状态,使电动推杆35的作用力能轻易推动转换活塞31移动,使导通孔33连通不同的出油接口29,而转换活塞31堵住其他出油接口29,使液压油通过进油口流入转换油腔30内,依次通过导通腔32、导通孔33流向连通的出油接口29,再通过进油管路25进入液压腔23内,而活塞另一侧的液压油通过回油管路26回到油箱27内,从而推动活塞24移动,活塞24推动伸缩杆13伸出作用在弧形板8上,通过一个阀门即可控制多个铝板支护组件,同样的,回油管路26与油箱27通过同样的转换机构进行连接,实现单一回油,当多个铝板支护组件同时进行支护操作时,电动推杆35带动转换活塞31远离进油口移动,使转换活塞31与所有的出油接口29分离,从而使所有的出油接口29连通转换油腔30,能够进行多个铝板支护组件的同步支护操作,需要注意的是,当某组铝板支护组件支护过程中遇到坚硬的岩石层时,分散的液压动力无法满足破损要求时,转换机构切换至单一液压输出形式,使液压力单一输送至遇到岩石层的铝板支护组件中,从而刺穿岩石层完成支护。
一种基坑开挖支护方法,利用上述的一种基坑开挖支护装置,包括以下步骤:
S1、将中心支护柱3安装在起吊钻机的起吊臂上,再将铝板支护组件工装在中心支护柱3上;
S2、通过起吊钻机将铝板支护机构下放至基坑内,当支撑钢筋5接触基坑的底部停止下放;
S3、起吊钻机带动铝板支护机构水平移动,使其中一组铝板支护组件靠近基坑的侧壁,然后一级推动柱11移动,将支护铝板4向基坑的侧壁推动,使中空连接锥嵌入土层内;
S4、二级推动液压件12的伸缩杆13伸出,使伸缩杆13挤压弧形板8的内壁,使弧形板8带动中空锁定锥9从过盈孔10伸出,并通过中空锁定锥9与过盈孔10的过盈配合锁住中空锁定锥9,然后水平推动机构复位;
S5、通过注浆机构向基坑的底部铺设一层混凝土,以将支撑钢筋5浇筑在混凝土内;
S6、中心支护柱3依次上移,使锥形注浆管15依次对应支护铝板4的通孔7,通过液压推杆16将锥形注浆管15推入中空连接锥6内,向中空连接锥6内注入混凝土,混凝土通过中空连接锥6与中空锁定锥9的孔洞扩散在土层内,达到加固支护铝板4的支护强度以及固化松软的土层的效果;
S7、重复步骤S3-S6,沿基坑的圆周方向依次支护铝板支护组件;
S8、支护完成,将中心支护柱3从基坑内升起,最后拆下中心支护柱3。
Claims (9)
1.一种基坑开挖支护装置,其特征在于,包括铝板支护机构,所述铝板支护机构用于安装在起吊钻机的起吊臂上,所述铝板支护机构包括中心支护柱(3)、水平推动机构和铝板支护组件,所述中心支护柱(3)的外壁沿自身圆周方向设置有多个所述铝板支护组件,所述铝板支护组件包括若干支护铝板(4),若干所述支护铝板(4)沿所述中心支护柱(3)的轴向依次拼接在一起,所述铝板支护组件最下方的所述支护铝板(4)的底部固定有若干支撑钢筋(5),所述支护铝板(4)远离所述中心支护柱(3)一端的中心固定有中空连接锥(6),所述中空连接锥(6)的大直径端连接所述支护铝板(4),所述支护铝板(4)贯穿开设有与所述中空连接锥(6)相通的通孔(7),所述中空连接锥(6)内相对设置有两组横向限位机构,所述横向限位机构包括弧形板(8)和中空锁定锥(9),所述弧形板(8)靠近所述中空连接锥(6)的端面固定穿设有多个所述中空锁定锥(9),所述中空连接锥(6)的侧壁对应所述中空锁定锥(9)的位置均开设有过盈孔(10),所述过盈孔(10)的内径小于所述中空锁定锥(9)的最大直径,用于使所述中空锁定锥(9)穿出所述过盈孔(10)时,所述中空锁定锥(9)与所述过盈孔(10)处于过盈配合,每个所述支护铝板(4)均对应设置有一个所述水平推动机构,所述水平推动机构包括一级推动柱(11)和二级推动液压件(12),所述一级推动柱(11)滑动连接所述中心支护柱(3),所述一级推动柱(11)沿着所述中心支护柱(3)的径向移动,所述二级推动液压件(12)设置在所述一级推动柱(11)内,所述支护铝板(4)的通孔(7)位于所对应的所述二级推动液压件(12)的移动路径上,所述一级推动柱(11)的直径大于所述通孔(7)的内径,所述二级推动液压件(12)的伸缩杆(13)直径小于所述通孔(7)的内径;
所述中心支护柱(3)的底部连接有注浆机构,所述注浆机构包括注浆壳体(43)和注浆组件,所述注浆壳体(43)通过碟簧(14)连接所述中心支护柱(3),所述注浆组件包括锥形注浆管(15)、液压推杆(16)和进浆软管(17),所述液压推杆(16)水平设置在所述注浆壳体(43)内,所述锥形注浆管(15)水平穿设在所述注浆壳体(43)的侧壁上,所述锥形注浆管(15)的大直径端延伸至所述注浆壳体(43)内连接所述液压推杆(16)的伸缩轴,所述进浆软管(17)的一端连接所述锥形注浆管(15),另一端连接外界的泥浆泵。
2.根据权利要求1所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,所述中心支护柱(3)内竖直设置有下压驱动杆(18),所述下压驱动杆(18)滑动连接所述中心支护柱(3),所述下压驱动杆(18)的一侧平行设置有竖向液压缸(19),所述竖向液压缸(19)的缸体连接所述中心支护柱(3),所述竖向液压缸(19)的伸缩轴通过连接环(20)连接所述下压驱动杆(18),所述一级推动柱(11)靠近所述下压驱动杆(18)的一端铰接有下压连杆(21),所述下压连杆(21)的远离所述一级推动柱(11)的一端铰接在所述下压驱动杆(18)上。
3.根据权利要求1所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,所述二级推动液压件(12)包括液压缸体(22)和伸缩杆(13),所述液压缸体(22)固定在所述一级推动柱(11)内,所述液压缸体(22)内设置有液压腔(23),所述液压腔(23)内滑动设置有活塞(24),所述伸缩杆(13)穿过所述液压缸体(22)连接所述活塞(24),所述液压缸体(22)一端的侧壁连接有进油管路(25),另一端的侧壁连接有回油管路(26),所述液压缸体(22)的外侧壁与所述一级推动柱(11)的内侧壁之间形成有容纳所述进油管路(25)与回油管路(26)的腔隙,所述回油管路(26)与进油管路(25)均从所述一级推动柱(11)的末端穿出,所述中心支护柱(3)的顶部设置有油箱(27),所述进油管路(25)与回油管路(26)均连接所述油箱(27)。
4.根据权利要求3所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,所述油箱(27)上设置有转换机构,所述转换机构包括阀门壳体(28),所述阀门壳体(28)一端的进油口连接所述油箱(27),所述阀门壳体(28)的侧壁设置有多个出油接口(29),多个所述出油接口(29)呈线性布置,多个所述铝板支护组件对应的进油管路(25)连接在不同的所述出油接口(29)上,所述阀门壳体(28)上的多个所述出油接口(29)同时导通或单独导通。
5.根据权利要求4所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,所述阀门壳体(28)内设有转换油腔(30),所述出油接口(29)与进油口均连通所述转换油腔(30),所述转换油腔(30)内滑动设置有转换活塞(31),所述转换活塞(31)靠近所述进油口的一端开设有导通腔(32),所述转换活塞(31)的侧壁开设有导通孔(33),所述导通孔(33)连通所述导通腔(32),所述转换活塞(31)远离所述进油口的一端连接有转换推杆(34),所述转换推杆(34)穿出所述阀门壳体(28)连接电动推杆(35)的伸缩轴,所述转换活塞(31)通过移动使所述导通孔(33)与其中一所述出油接口(29)连通,当所述转换活塞(31)远离所述进油口移动至末端时,所有的所述出油接口(29)均连通所述转换油腔(30)。
6.根据权利要求1所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,所述中心支护柱(3)的侧壁对应所述铝板支护组件的位置从上至下均开设有T字形滑槽(36),所述支护铝板(4)的内壁固定有易断T形件(37),所述易断T形件(37)滑动适配在所述T字形滑槽(36)内,所述中心支护柱(3)的底部固定有承接盘(38),所述承接盘(38)上开设有供所述支撑钢筋(5)穿过的条形槽(39),所述条形槽(39)穿过所述承接盘(38)的外圈。
7.根据权利要求1所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,所述支护铝板(4)的顶部固定有插接块(40),所述支护铝板(4)的底部开设有插接孔(41),竖直方向上的相邻两个所述支护铝板(4)通过所述插接块(40)与插接孔(41)的配合连接在一起。
8.根据权利要求1所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,所述弧形板(8)远离所述中空连接锥(6)一端的顶部固定有易断定位板(42),所述易断定位板(42)通过螺钉连接在所述支护铝板(4)的内壁上。
9.一种基坑开挖支护方法,利用如权利要求1所述的一种基坑开挖支护装置,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将中心支护柱(3)安装在起吊钻机的起吊臂上,再将铝板支护组件工装在所述中心支护柱(3)上;
S2、通过起吊钻机将铝板支护机构下放至基坑内,当支撑钢筋(5)接触基坑的底部停止下放;
S3、起吊钻机带动铝板支护机构水平移动,使其中一组铝板支护组件靠近基坑的侧壁,然后一级推动柱(11)移动,将支护铝板(4)向基坑的侧壁推动,使中空连接锥嵌入土层内;
S4、二级推动液压件(12)的伸缩杆(13)伸出,使伸缩杆(13)挤压弧形板(8)的内壁,使弧形板(8)带动中空锁定锥(9)从过盈孔(10)伸出,并通过中空锁定锥(9)与过盈孔(10)的过盈配合锁住中空锁定锥(9),然后水平推动机构复位;
S5、通过注浆机构向基坑的底部铺设一层混凝土,以将支撑钢筋(5)浇筑在混凝土内;
S6、中心支护柱(3)依次上移,使锥形注浆管(15)依次对应支护铝板(4)的通孔(7),通过液压推杆(16)将锥形注浆管(15)推入中空连接锥(6)内,向中空连接锥(6)内注入混凝土,混凝土通过中空连接锥(6)与中空锁定锥(9)的孔洞扩散在土层内,达到加固支护铝板(4)的支护强度以及固化松软的土层的效果;
S7、重复步骤S3-S6,沿基坑的圆周方向依次支护铝板支护组件;
S8、支护完成,将中心支护柱(3)从基坑内升起,最后拆下中心支护柱(3)。
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