CN216765983U - 用于底部现场施工上部装配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底部现场施工上部装配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，施工装置包括浇筑装置、挖掘装置、位于建筑物顶部的吊挂装置和装配装置，挖掘装置挖掘底板底部的岩土，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，驱动装置安装在底板的上方，纵墙包括位于底板上方上下错位的孔，链刀通过孔包络底板，底部通过浇筑装置在地面全长浇筑，通过装配装置在底部的上方完成上部的全长装配，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。

Description

用于底部现场施工上部装配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，具体是用于底部现场施工上部装配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：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；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；下降速度很难控制；底部链刀的进刀量处于失控状态，极易损坏刀具；为此我们提出用于底部现场施工上部装配式地下建筑物的下沉施工装置来解决以上问题。

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用于底部现场施工上部装配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，施工装置包括浇筑装置、挖掘装置、位于建筑物顶部的吊挂装置和装配装置，挖掘装置挖掘底板底部的岩土，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，驱动装置安装在底板的上方，纵墙包括位于底板上方上下错位的孔，链刀通过孔包络底板，纵墙包括位于孔下方的下纵墙和孔上方的上纵墙，上纵墙的厚度小于或等于下纵墙加链刀的厚度之和；建筑物包括现场施工的底部和装配式的上部，底部通过浇筑装置在地面全长浇筑，通过装配装置在底部的上方完成上部的全长装配，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：所述的装配装置包括张拉装置，上部包括若干中板模块、顶板模块、侧墙模块和端墙模块，建筑物在高度方向的主要施工步骤如下：

1）通过浇筑装置完成全部底部的施工；

2）通过施工装置用螺栓螺母副将底层的侧墙模块之间、端墙模块之间、侧墙模块与端墙模块之间联接成一体；

3）用螺栓螺母副或焊接将底部与侧墙模块之间，以及底部与端墙模块之间联接成一体；

4）通过吊挂装置将全部中板模块处于悬挂状态，通过张拉装置采用张拉法将中板模块联接成一体，将中板模块搁在底层的侧墙模块和端墙模块的顶部，用螺栓螺母副将底层的侧墙模块和端墙模块的顶部与中板模块的底部联接成一体；

5）完成除顶板外的全部中间层施工；

6）通过吊挂装置将全部顶板模块处于悬挂状态，通过张拉装置采用张拉法将顶板模块联接成一体，将顶板模块搁在顶层侧墙模块和端墙模块的顶部，用螺栓螺母副将顶层的侧墙模块和端墙模块的顶部与顶板模块的底部联接成一体，至此，完成建筑物的装配。

作为本实用新型进一步的方案：所述的纵墙中的孔包括入口刃板，当链刀携带大于孔和链刀之间间隙的岩土，通过入口刃板将其挤碎。

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，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，链刀由若干组呈锥状的条状链刀组成，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，在建筑物内部进行更换。

作为本实用新型进一步的方案：所述的建筑物是在底部下沉至设定深度后，再装配上部的，上部包括下段、中段和上段，下段下沉至设定的深度后，再装配中段的；中段下沉至设定的深度后，再装配上段，最后完成建筑物的逐段下沉。

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，本实用新型方案采用了挖掘装置的链刀在建筑物的底部循环，链刀不需要运行至顶部，有以下优点：顶部没有包络链刀，方便吊挂装置对建筑物进行吊起；特别是需要在高度方向分段施工时，下沉完一段，不需要断开链刀和拆除驱动装置，可直接在建筑物的上部进行装配作业。

本实用新型方案通过底部构件现场浇筑，增加底部结构的强度和完整性，上部采用装配式结构，提高建筑物地面建造的施工速度，模块化装配施工可改善施工现场的环境。

本实用新型方案采用了吊挂装置，地下建筑物的自重由吊挂装置平衡，有下列优点：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；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；下降速度可控；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是位于建筑物1顶部的吊挂装置31吊住已在地面建造的建筑物1，挖掘装置5挖掘建筑物1底部的岩土，建筑物1开始下沉的结构示意图；

图2是链刀7通过孔2K包络底板12的结构示意图，返回的链刀7位于底板12上部，驱动装置51以及链刀7与挖掘的岩土分离均在建筑物1内部，位于底板12上方；

图3是外墙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的底板12已下沉入地下的结构示意图；

图4是浇筑装置4对底部1A进行施工的结构示意；

图5是通过吊挂装置31把侧墙模块1BC和端墙模块1BD吊装，用螺栓螺母副把他们全部连接固定；

图6是吊挂装置31将全部中板模块1BA处于悬挂状态，并进行穿插钢绞线，张拉装置321采用张拉法对钢绞线进行张拉和锚固，将中板模块1BA联接成一体的结构示意图；

图7是中板模块1BA与侧墙模块1BC和端墙模块1BD通过螺栓螺母连接成一体的结构示意图；

图8是通过吊挂装置31将全部顶板模块1BB处于悬挂状态，并进行穿插钢绞线，张拉锚固的结构示意图；

图9是用螺栓螺母副将底层的侧墙模块1BC和端墙模块1BD的顶部与顶板模块1BB的底部联接成一体的结构示意图；

图10是图9的Ⅰ局部放大示意图，中板模块1BA盖在底层的侧墙模块1BC上，通过螺栓螺母副连接固定的结构示意图，中间设有凹凸嵌入接口，增加连接强度和防水效果；

图11是链刀7的链条71为环链的结构示意图，也是刀72安装在链板73上的结构示意图；

图12是条状链刀8的结构示意图，也是条状链刀8采用滚子链作为链条的结构示意图；

图13是底部1A在浇筑完后，混凝土到达设计强度后，安装挖掘装置5分段下沉的结构示意图；

图14是底部1A下沉至设定深度后，装配下段1B1的结构示意图；

图15是下段1B1下沉至设定的深度后，再装配中段1B2的结构示意图；

图16是中段1B2下沉至设定的深度后，再装配上段1B3的结构示意图；

图中的1是建筑物；11是顶板；12是底板；1A是底部；1B是上部，包括下段1B1、中段1B2和上段1B3；1B1是下段；1B2是中段；1B3是上段；1BA是中板模块；1BB是顶板模块；1BC是侧墙模块；1BD是端墙模块；2是外墙；2X是纵墙；2K是孔；2K1是入口刃板，为外墙2上的孔2K在链刀7穿过的上方设置的一块金属板，带有刃口，可以挤碎链刀7带入的岩石；2X1是下纵墙；2X2是上纵墙；2Y是横墙；3是施工装置；31是吊挂装置；31A是钢绞线升降千斤顶；32是装配装置；321是张拉装置；4是浇筑装置；5是挖掘装置；51是驱动装置；521是水力冲刷装置；522是水力出土装置；6是内部结构；7是链刀；71是链条；72是刀；73是链板；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1～16，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，施工装置3包括浇筑装置4、挖掘装置5、位于建筑物1顶部的吊挂装置31和装配装置32，挖掘装置5挖掘底板12底部的岩土，挖掘装置5包括链刀7和驱动装置51，链刀7包括链条71和安装在链条71上的刀72，驱动装置51安装在底板12的上方，纵墙2X包括位于底板12上方上下错位的孔2K，链刀7通过孔2K包络底板12，纵墙2X包括位于孔2K下方的下纵墙2X1和孔2K上方的上纵墙2X2，上纵墙2X2的厚度小于或等于下纵墙2X1加链刀7的厚度之和；建筑物1包括现场施工的底部1A和装配式的上部1B，底部1A通过浇筑装置4在地面全长浇筑，通过装配装置32在底部1A的上方完成上部1B的全长装配，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51，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。

需要说明的是：上孔2K可以设定在特定的高度，在下沉过程中，使建筑物1的底部产生浮力。

如图4~图9所示，所述的装配装置32包括张拉装置321，上部1B包括若干中板模块1BA、顶板模块1BB、侧墙模块1BC和端墙模块1BD，建筑物1在高度方向的主要施工步骤如下：

1）通过浇筑装置4完成全部底部1A的施工；

2）通过施工装置3用螺栓螺母副将底层的侧墙模块1BC之间、端墙模块1BD之间、侧墙模块1BC与端墙模块1BD之间联接成一体；

3）用螺栓螺母副或焊接将底部1A与侧墙模块1BC之间，以及底部1A与端墙模块1BD之间联接成一体；

4）通过吊挂装置31将全部中板模块1BA处于悬挂状态，通过张拉装置321采用张拉法将中板模块1BA联接成一体，将中板模块1BA搁在底层的侧墙模块1BC和端墙模块1BD的顶部，用螺栓螺母副将底层的侧墙模块1BC和端墙模块1BD的顶部与中板模块1BA的底部联接成一体；

5）完成除顶板外的全部中间层施工；

6）通过吊挂装置31将全部顶板模块1BB处于悬挂状态，通过张拉装置321采用张拉法将顶板模块1BB联接成一体，将顶板模块1BB搁在顶层侧墙模块1BC和端墙模块1BD的顶部，用螺栓螺母副将顶层的侧墙模块1BC和端墙模块1BD的顶部与顶板模块1BB的底部联接成一体，至此，完成建筑物1的装配。

需要说明的是：中板模块1BA和顶板模块1BB也可以采用螺栓螺母副联接，而不用张拉法；浇筑底板12的底模板由钢板焊接而成，也是链刀7运行的轨道，可以在浇筑前，在底模板下方先铺设链刀7，也可以再底部1A浇筑后，通过吊挂装置31抬高建筑物1后，在底部通过轨道作为导向，铺设链刀7。

所述的纵墙2X中的孔2K包括入口刃板2K1，当链刀7携带大于孔2K和链刀72之间间隙的岩土如鹅卵石或孤石时，通过入口刃板2K1将其挤碎。

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，链刀7由若干组呈锥状的条状链刀8组成，条状链刀8中的刀82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83上刀82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，可以使建筑物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，在建筑物1内部进行更换，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。

所述的建筑物1包括内部结构6，建筑物1的施工法包括施工A法、施工B法和施工C法，施工A法是完成下沉后再施工内部结构6的，施工B法是完成内部结构6的施工后，再实施下沉的，施工C法是完成部分内部结构6的施工，实施下沉到位后，再完成全部内部结构6的施工。

所述的建筑物1是在底部1A下沉至设定深度后，再装配上部1B，上部1B包括下段1B1、中段1B2和上段1B3，下段1B1下沉至设定的深度后，再装配中段1B2的；中段1B2下沉至设定的深度后，再装配上段1B3，最后完成建筑物1的逐段下沉。

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。

所述的挖掘装置52包括位于建筑物1内部的水力冲刷装置521和水力出土装置522，通过水力冲刷装置521使得链刀7和刀具72上的岩土分离，通过水力出土装置522把收集的掉落泥水混合物排至地面。

在本实用新型的描述中，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新型和简化描述，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新型的限制，本实用新型中，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新型中的具体含义。

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 (8)

1.用于底部现场施工上部装配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）、位于建筑物（1）顶部的吊挂装置（31）和装配装置（32），挖掘装置（5）挖掘底板（12）底部的岩土，挖掘装置（5）包括链刀（7）和驱动装置（51），链刀（7）包括链条（71）和安装在链条（71）上的刀（72），驱动装置（51）安装在底板（12）的上方，纵墙（2X）包括位于底板（12）上方上下错位的孔（2K），链刀（7）通过孔（2K）包络底板（12），纵墙（2X）包括位于孔（2K）下方的下纵墙（2X1）和孔（2K）上方的上纵墙（2X2），上纵墙（2X2）的厚度小于或等于下纵墙（2X1）加链刀（7）的厚度之和；建筑物（1）包括现场施工的底部（1A）和装配式的上部（1B），底部（1A）通过浇筑装置（4）在地面全长浇筑，通过装配装置（32）在底部（1A）的上方完成上部（1B）的全长装配，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所述的用于底部现场施工上部装配式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的装配装置（32）包括张拉装置（321），上部（1B）包括若干中板模块（1BA）、顶板模块（1BB）、侧墙模块（1BC）和端墙模块（1BD）。

3.根据权利要求2所述的用于底部现场施工上部装配式地下建筑物的下沉施工装置，其特征是所述的纵墙（2X）中的孔（2K）包括入口刃板（2K1），当链刀（7）携带大于孔（2K）和链刀（7）之间间隙的岩土时，通过入口刃板（2K1）将其挤碎。

4.根据权利要求3所述的用于底部现场施工上部装配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。

5.根据权利要求4所述的用于底部现场施工上部装配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，链刀（7）由若干组呈锥状的条状链刀（8）组成，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所述的用于底部现场施工上部装配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所述的用于底部现场施工上部装配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，在建筑物（1）内部进行更换。

8.根据权利要求6所述的用于底部现场施工上部装配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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