一种由桩和墙组成的地下建筑物及其施工法的制作方法

本发明涉及的是一种由桩和墙组成的地下建筑物及其施工法,属于土木工程基础施工技术领域。

背景技术：

现有地下建筑建设一般采用整体开挖施工的方式，基坑支护一般采用放坡、坡体加固、排桩和地下连续墙技术。采用放坡、坡体加固的施工方式存在有开挖的面积大、对周边环境要求高、基坑降排水难度大的问题；采用排桩支护基坑开挖需预制排桩，对底部土壤要求较高，支护工程量庞大，安全系数低；采用地下连续墙护壁后开挖，其槽内水下施工质量难以控制和检测、施工周期长、槽段之间的接口施工困难且易渗水。

技术实现要素：

本发明提出的是一种由桩和墙组成的地下建筑物及其施工法，其目的旨在克服现有技术存在的缺陷。其主要优点：建筑物的墙和桩可以在预制场分段制造，现场组装后整体下降，施工简单，质量好，施工周期短，成本低，适应各种区域。

本发明的技术解决方案 ：墙的底部施工时有挖掘岩土的链刀，墙的两端和桩是互相嵌入或固连成一体的。

桩是带槽的桩，墙的两端在安装时是嵌入桩槽内的。

墙的底部和侧面设有轨道，轨道上装有挖掘岩土的链刀，链式挖掘装置由链刀、链轮和驱动装置组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；施工时驱动装置驱动链条，链条带动刀具沿着轨道运行，墙底部的刀具挖掘岩土，链刀从底部向上运行时将已挖掘的岩土带至上方，墙底部的链刀和墙一起同步下降，下降至设计深度，拆除链刀后再灌浆。

带槽的桩的底部和侧面设有轨道，轨道上装有挖掘岩土的链刀，链式挖掘装置由链刀、链轮和驱动装置组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成，底部轨道有高度差，便于链刀相交处的运行；施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，桩底部轨道上的刀具挖掘岩土，链刀从底部向上运行时将已挖掘的岩土带至上方，桩底部的链刀和桩一起下降，下降至设计深度，拆除链刀后再灌浆。

本发明的优点：建筑物的墙和桩可以在预制场分段制造，现场组装后整体下降，施工简单，质量好，施工周期短，成本低，适应各种区域。

附图说明

图1是一字墙或一字桩1的结构示意图，也是链式挖掘装置2挖掘基础底部岩土时的结构示意图；

图2是图1的A向视图，也是组成链式挖掘装置2的链轮6、驱动装置4和张紧装置5的结构示意图；

图3是图1的B-B剖视图，也是链刀3在基础底部既挖掘岩土又是岩土水平输送的结构示意图,也是基础1底部运行链刀3的轨道1-1和基础1底部设有的泥浆管路1-4的结构示意图；

图4是图1的C-C剖视图，也是由链刀3和侧面罩1-3组成的垂直岩土输送装置的结构示意图；

图5是链刀3的结构示意图，（a）是链条3-1和刀具3-2的结构示意图，也是由A十字节3-1-1和B十字节3-1-2组成的链条3-1的十字节的结构示意图；也是链条3-1实现空间弯曲的结构示意图。（b）是链刀3由柔性带3-1B和刀具3-2B组成的结构示意图；也是柔性带3-1B和刀具3-2B的结构示意图；

图6是一字墙或一字桩1的A法施工示意图；

图7是一字墙或一字桩1的B法施工示意图，也是底部轨道B-1、浇筑模板B-4的结构示意图，是上部装置固定于作业平台不升降的结构示意图；

图8是图9的A向视图，也是中间机架B-2和上部装置B-3的结构示意图；

图9中的a是B法施工时的初始状态示意图，也是上部装置B-3固定于中间机架B-2的顶部的结构示意图，b是底部开始挖掘上部开始浇筑的示意图；

图10中的c是一字墙或一字桩1下沉至一定深度时的B法施工示意图，d是一字墙或一字桩1达到设计深度拆除施工设备后的示意图；

图11是L型桩8随着底部的链刀3一起整体下沉时的结构示意图；

图12是图11的A向视图，也是组成链式挖掘装置2的链轮6、驱动装置4和张紧装置5的结构示意图；

图13是H型桩9随着底部的链刀3一起整体下沉时的结构示意图；

图14是图13的A向视图，也是组成链式挖掘装置2的链轮6、驱动装置4和张紧装置5的结构示意图；

图15是图13的B-B剖视图；

图16是井字型桩10的俯视图；

图17是由四个L型墙8和若干H型9和若干一字墙1组成地下连续墙7的结构示意图，也是墙的两端和桩是互相嵌入或固连成一体的结构示意图；

图18是由若干一字墙1和若干井字型桩10组成的承重墙11的结构示意图，也是墙1的两端在安装时是嵌入井字型桩10槽内的，墙1的两端和井字型桩10是互相嵌入的结构示意图；

图19是由若干一字桩1组成的组合桩12的结构示意图；

图20是底部无链刀且与墙或桩固连成一体的H型桩13的结构示意图，也是由L型桩8、一字墙1和底部无链刀且与墙固连成一体的H型桩13组成的地下建筑物的结构示意图；

图21是一字墙或一字桩1的底部轨道和侧面轨道的结构示意图，轨道的类型包括a1、a2、b、c和d 共5种，其中a1、a2是凹型，b是平面型，c是凸型；

图22是d型轨道和链刀的结构示意图；

图23是d为纵向多排轨道错开成锥型的结构示意图；

图中的1是施工时底部带有链刀3的一字墙或者一字桩；1-1是墙1底部运行链刀3的轨道；1-2是墙1侧面运行链刀3的轨道；1-3是底部带刃角的墙1的侧面罩；1-4是墙1底部设有的泥浆管路；2是由链刀3、驱动装置4、张紧装置5、链轮6等组成的链式挖掘装置；3是组成链式挖掘装置2的链刀；3-1是组成链刀3的链条，包括履带、绳索和柔性带；3-1-1是组成链条十字节的A十字节；3-1-2是组成链条十字节的B十字节；3-1B是组成链刀3的柔性带；3-2是固定在链条3-1上的挖掘岩土的刀具；3-2B是固定在柔性带3-1B上的挖掘岩土的刀具；4是链条3-1的驱动装置；5是链条3-1的张紧装置；6是运行链条3-1的链轮；7是地下连续墙，由四个L型墙8、若干H型9和若干一字墙1组成；8是地下建筑为L型桩；9是地下建筑为H型桩；10是地下建筑为井字型桩；11是地下建筑为承重墙，由若干一字墙1和若干井字型桩10组成；12是组合桩；13是底部无链刀且与墙固连成一体的H型桩；B-1是B法中的底部轨道；B-2是B法中的中间机架；B-3是B法中的上部装置；B-4是B法中的浇筑模板。

具体实施方式

一种由桩和墙组成的地下建筑物，墙的底部施工时有挖掘岩土的链刀，墙的两端和桩是互相嵌入或固连成一体的。

所述的桩是带槽的桩，墙的两端在安装时是嵌入桩槽内的。

所述的墙的底部和侧面设有轨道，轨道上装有挖掘岩土的链刀，链式挖掘装置由链刀、链轮和驱动装置组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；施工时驱动装置驱动链条，链条带动刀具沿着轨道运行，墙底部的刀具挖掘岩土，链刀从底部向上运行时将已挖掘的岩土带至上方，墙底部的链刀和墙一起同步下降，下降至设计深度，拆除链刀后再灌浆。

所述的带槽的桩的底部和侧面设有轨道，轨道上装有挖掘岩土的链刀，链式挖掘装置由链刀、链轮和驱动装置组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成，底部轨道有高度差，便于链刀相交处的运行；施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，桩底部轨道上的刀具挖掘岩土，链刀从底部向上运行时将已挖掘的岩土带至上方，桩底部的链刀和桩一起下降，下降至设计深度，拆除链刀后再灌浆。

所述的墙的施工步骤如下：

1）预制墙的底部；

2）在现场安装墙的底部，并在其轨道上安装链刀；

3）墙的上部分两种方式：

（a）工厂预制，现场组装；

（b）现场安装固定浇筑模板，墙上边下降边浇筑；

4）安装链轮、驱动装置和链刀，形成链式挖掘装置；

5）驱动链条，墙底部的链刀挖掘岩土，由底部向上运行的链刀将已挖掘的岩土输送至上方，墙底部的链刀和墙随之下降；

6）下降至设计深度，拆除墙上的链刀后再灌浆。

所述的桩的施工步骤如下：

1）预制桩的底部；

2）在现场安装桩的底部，并在其轨道上安装链刀；

3）桩的上部分两种方式：

（a）工厂预制，现场组装；

（b）现场安装固定浇筑模板，桩边下降边浇筑；

4）安装链轮、驱动装置和链刀，形成链式挖掘装置；

5）驱动链条，桩底部的链刀挖掘岩土，链刀由底部向上运行时将已挖掘的岩土输送至上方，桩底部的链刀和桩随之下降；

6）下降至设计深度，拆除桩上的链刀后再灌浆。

所述的地下建筑物是地下连续墙。

所述的地下连续墙的桩是H型桩和／或井字型桩。

所述的地下连续墙的角部是L型墙。

所述的地下连续墙是承重墙。

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

如图1～图5所示，墙或桩1的底部和侧面分别设有轨道1-1和轨道1-1，轨道上装有挖掘岩土的链刀3，链式挖掘装置2由链刀3、驱动装置4、张紧装置5和链轮6组成，链刀3由链条3-1和固定于链条3-1上的刀具3-2组成；施工时驱动装置4驱动链条3-1，链条3-1带动刀具3-2沿着轨道运行，墙或桩1底部的刀具3挖掘岩土，链刀3从底部向上运行时将已挖掘的岩土带至上方，墙或桩1底部的链刀3和墙或桩1一起同步下降，下降至设计深度，拆除链刀3后再灌浆。

如图 6所示，墙或桩1采用预制法分如下步骤：

1）在工厂分块预制墙或桩1，运至现场拼装墙或桩1并蹲位，并在其底部的轨道上安装链刀3，安装链条驱动装置4等装置，连接安装有挖掘刀的链条3-1，如图中的a所示；

2）驱动链条3-1，链刀挖掘底部的岩土，经岩土输送装置7送至上方，墙或桩1随之下降，如图中b所示；

3）下降至一定深度后，在地面拼装墙或桩1的预制件，也可边下沉边拼装，如图中c所示；

4）下降至设计深度后灌浆，或拆除链刀3后再灌浆，如图中d所示。

如图 7～图10所示，墙或桩1采用B法现浇法分如下步骤 ：

1）清理现场，搭建作业平台；

2）组装底部轨道B-1和浇筑模板B-4，即墙或桩1的底部蹲位，并在其底部的轨道上安装链刀3；

3）组装中间机架B-2、上部装置B-3；

4）安装链条驱动装置4、张紧装置5，将底部轨道B-1、中间机架B-2、上部装置B-3和链条3-1连接成一体，组成链式挖掘装置2；

5）制作钢筋笼，将中间机架B-2与钢筋笼焊接成一体，中间机架同时也是浇筑模板的组成部分；

6）在模板B-4中浇筑混凝土；

7）驱动链条3-1，链刀3挖掘底部的岩土，并将已挖掘的岩土经中间机架B-2输送至上方，墙或桩1随之下降；

8）随着墙或桩1底部的挖掘，模板B-4中的墙或桩1边浇筑边下降；

9）下降至设计深度拆除链刀3后灌浆；

10）拆除上部装置和中间机架高于墙或桩1的部分，拆除浇筑模板；

以上对一字墙或一字桩1进行了的描述，下面各种结构的桩可以认为是由若干个一字墙或一字桩1组合而成的。

如图11～图12所示，地下建筑为L型桩8，其链刀3、驱动装置4张紧装置5、链轮6等相互关系及结构和施工法，由两个一字桩1的组成。

如图13～图15所示，地下建筑为H型桩8，其链刀3、驱动装置4张紧装置5、链轮6等相互关系及结构和施工法，由三个一字桩1的组成。

如图16所示，地下建筑为井字型桩10，其链刀3、驱动装置4张紧装置5、链轮6等相互关系及结构和施工法，由四个一字桩1的组成。

如图17所示，地下建筑为地下连续墙7，由四个L型墙8、若干H型9和若干一字墙1组成。

如图18所示，地下建筑为承重墙11，由若干一字墙1和若干井字型桩10组成。

如图19所示，地下建筑为组合桩12，由若干一字桩1组成。

如图20所示，地下建筑物是由L型桩8、一字墙1和底部无链刀且与墙固连成一体的H型桩13组成的。