CN216765982U - 用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型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，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，下纵墙底部低于底板，底板垂直固定在下纵墙的侧边，上纵墙位于底板的上方；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，建筑物通过浇筑装置在地面全长浇筑，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。

Description

用于现浇式地下建筑物的下沉施工装置

技术领域

本实用新型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，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。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型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，本实用新型提供如下技术方案：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，纵墙包括下纵墙和上纵墙, 下纵墙底部低于底板，底板垂直固定在下纵墙的侧边，上纵墙位于底板的上方；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，与外墙链刀成度，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建筑物下沉部分的上方，外墙链刀从建筑物下沉部分的顶部包络外墙，底板链刀从建筑物下沉部分的顶部包络底板；下纵墙的上方包括上下错位的孔，底板链刀通过孔包络建筑物下沉部分的整个截面，下纵墙厚度大于或等于上纵墙加链刀的厚度之和；建筑物通过浇筑装置在地面全长浇筑，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。

作为本实用新型进一步的方案：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，例如往建筑物内灌水，使建筑物在下沉过程中，始终处于悬挂状态。

作为本实用新型进一步的方案：所述的链刀包括链板，链板安装在链条上，刀安装在链板上。

作为本实用新型进一步的方案：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。

作为本实用新型进一步的方案：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A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。

作为本实用新型进一步的方案：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，在顶部进行更换。

作为本实用新型进一步的方案：所述的建筑物在下沉施工中，通过泥浆护壁防止上纵墙外侧的土塌方。

作为本实用新型进一步的方案：所述的建筑物可以在高度方向分段下沉。

作为本实用新型进一步的方案：所述的建筑物在初期下沉施工中，通过灌水产生浮力，以平衡建筑物在悬挂状态下自身的重量。

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是建筑物1为单层无柱的地下建筑，施工装置3对已浇筑好的建筑物1进行整体下沉施工的结构示意图；

图2是吊挂装置31设置多台钢绞线升降千斤顶31A同时吊住建筑物1顶部的起吊横梁的结构示意图；

图3是外墙挖掘装置51和底板挖掘装置52在建筑物1安装后的结构示意图；

图4是建筑物1为两层地铁车站，下纵墙2X1的上方设置上下错位的孔2X11的结构示意图；

图5是浇筑装置4在地面上浇筑建筑物1的结构示意图；

图6是挖掘装置5安装完成，吊挂装置31吊住建筑物1的顶部，外墙挖掘装置51和底板挖掘装置52开始挖掘建筑物1底部岩土的结构示意图；

图7是在吊挂装置31的升降控制下，挖掘装置5和建筑物1整体下沉的结构示意图；

图8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9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；2X11是孔；2X2是上纵墙；2Y是横墙；11是顶板；12是底板；3是施工装置，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；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；链刀挖掘装置6，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；71X是纵墙链刀；8是条状链刀；81是前端的头部刀；811是长刀；82是位于中间；821是短刀；83是位于尾端的刮板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～9，本实用新型实施例中，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，纵墙2X包括下纵墙2X1和上纵墙2X2, 下纵墙2X1底部的低于底板12，底板12垂直固定在下纵墙2X1的侧边，上纵墙2X2位于底板12的上方；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，与外墙链刀7A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安装在建筑物1下沉部分的上方，外墙链刀7A从建筑物1下沉部分的顶部包络外墙2，底板链刀7B从建筑物1下沉部分的顶部包络底板12；下纵墙2X1的上方包括上下错位的孔2X11，底板链刀7B通过孔2X11包络建筑物1下沉部分的整个截面，下纵墙2X1厚度大于或等于上纵墙2X2加链刀7的厚度之和；建筑物1通过浇筑装置4在地面全长浇筑，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4所示，下纵墙2X1与上纵墙2X2的结合区域设有孔2X11，底板链刀7B由底板12经过孔2X11绕到上纵墙2X2和顶板11处，相邻底板链刀7B在该处的转弯半径值不同，所以在下纵墙2X1的孔2X11是上下错开的，这样下纵墙2X1没有被底板链刀7B切断，上下错开的孔2X11使得下纵墙2X1没有被底板链刀7B切断，在底板链刀7B穿过孔2X11的入口处设有刃板，当底板链刀7B携带大于孔2X11和底板链刀7B之间间隙的岩土如鹅卵石或孤石时，通过入口刃板将其挤碎。

如图5所示，浇筑装置4利用顶部吊挂装置31的起重设备吊起混凝土输送管道，预先在底板12和下纵墙2X1的底部放置好链刀7，对建筑物1上的已安装模板区域进行现场浇筑，也可以采用传统泵送设备进行浇筑；对于像地铁车站或者综合管廊等纵向长度很长的地下建筑物，在纵向方向分段浇筑，在高度方向可以分段浇筑，待全部浇筑完成，再把链刀7连接成闭环，安装挖掘装置5和吊挂装置31，一次挖掘下沉到位，也可以在高度方向分层浇筑，浇筑时，断开链刀7，把驱动装置61和上部分链刀7升高，在底部进行建筑物1的浇筑，养护至设计强度，再把链刀7连接成闭环，安装挖掘装置5和吊挂装置31，安装建筑物1内部的临时支护，挖掘装置5挖掘底部岩土，建筑物1和施工装置3整体下沉至设定深度。

需要说明的是，建筑物1主体结构的建造施工作业面均在地面上完成，传统明挖施工，主体机构建造在基坑内，在深基坑内施工有基坑支护和降水的要求，在地面施工更方便和更安全。

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；所述的建筑物1在初期下沉施工中，通过灌水产生浮力，以平衡建筑物1在悬挂状态下自身的重量。

其中，所述的挖掘装置5中用于挖掘底部岩土的链刀7可以采用多种结构形式，链条71可以是普通滚子链形式或者环链或者模锻链，在链条71上安装链板73，刀72安装在链板73上，刀72的数量和形式也是根据岩土的不同而进行变换。

需要说明的是，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。

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。

其中，在建筑物1的纵向布置多套底板挖掘装置52，底板链刀7B布满综合管廊的整个底板，每套底板挖掘装置52的底板驱动装置612位于建筑物1截面的侧边，而且其位置高于另一侧底板链刀7B的转向支点，这样位于建筑物1顶部的底板链刀7B带有一定倾斜角度，一边高一边低；相邻底板挖掘装置52的底板驱动装置612的位置在两侧方向对称布置，如图6所示，在横截面视图上，相邻底板挖掘装置52的底板链刀7B交错形成叉形，在叉形的左右两侧，两底板链刀7B之间设有两根起吊梁；在底板驱动装置612 位置区间，底板链刀7B在起吊梁上部，起吊梁设有连杆与建筑物1连接，在非底板驱动装置612 位置区间，底板链刀7B在起吊梁下部，起吊梁与上部的钢绞线升降千斤顶31A连接。

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，在顶部进行更换。

所述的建筑物1在下沉施工中，通过泥浆护壁防止上纵墙2X2外侧的土塌方；所述的建筑物1可以在高度方向分段下沉。

在本实用的描述中，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实用和简化描述，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实用的限制，本实用中，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实用中的具体含义。

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 (9)

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），纵墙（2X）包括下纵墙（2X1）和上纵墙（2X2），纵墙（2X）包括下纵墙（2X1）和上纵墙（2X2）, 下纵墙（2X1）底部低于底板（12），底板（12）垂直固定在下纵墙（2X1）的侧边，上纵墙（2X2）位于底板（12）的上方；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，与外墙链刀（7A）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）安装在建筑物（1）下沉部分的上方，外墙链刀（7A）从建筑物（1）下沉部分的顶部包络外墙（2），底板链刀（7B）从建筑物（1）下沉部分的顶部包络底板（12）；下纵墙（2X1）的上方包括上下错位的孔（2X11），底板链刀（7B）通过孔（2X11）包络建筑物（1）下沉部分的整个截面，下纵墙（2X1）厚度大于或等于上纵墙（2X2）加链刀（7）的厚度之和；建筑物（1）通过浇筑装置（4）在地面全长浇筑，通过吊挂装置（31）将建筑物（1）处于悬挂状态下。

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。

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。

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。

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。

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，在顶部进行更换。

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，其特征是所述的建筑物（1）在下沉施工中，通过泥浆护壁防止上纵墙（2X2）外侧的土塌方。

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，其特征是所述的建筑物（1）可以在高度方向分段下沉。

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，其特征是所述的建筑物（1）在初期下沉施工中，通过灌水产生浮力，以平衡建筑物（1）在悬挂状态下自身的重量。

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