一种基础挖掘灌注装置及其逆作施工法的制作方法

本发明涉及的是一种基础挖掘灌注装置及其逆作施工法，属于土木工程基础施工技术领域。

背景技术：

现有大型单桩基础技术采用整体开挖施工方式，施工周期长，劳动强度大，工作环境安全度差。

现有沉井基础技术，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩擦阻力下沉到设计标高后进行封底而成的基础；其主要缺陷：施工周期长造价高，纠偏难，遇井底孤石等障碍物时，刃脚难于克服易出现突沉，易出事故等。

技术实现要素：

本发明提出的是一种基础挖掘灌注装置及其逆作施工法,其目的旨在克服现有技术存在的缺陷。其主要优点：基础底部带有挖掘装置，可以边挖掘基础下部装置边下降，混凝土经混凝土喷嘴灌注满下部装置下降而形成的空腔，施工简单，施工周期短，成本低。

本发明的技术解决方案：基础挖掘灌注装置由链式挖掘装置、混凝土灌注装置、泥浆装置、下部装置和中间机架组成；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；下部装置的底部设有链刀运行的轨道，下部装置的顶部设有混凝土灌注装置的喷嘴，下部装置的底部设有泥浆装置的喷嘴；下部装置的俯视图就是基础的投影图，中间机架的底部与下部装置相连，中间机架是物流和人行通道，即巳挖掘的岩土、混凝土和泥浆均通过中间机架出入，施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，下部装置底部轨道上的链刀挖掘岩土，并将已挖掘的岩土经中间机架送至上方，混凝土经混凝土灌注装置的喷嘴注满下部装置下降而形成的空间，混凝土泵站的压力经混凝土作用于下部装置的顶部，使下部装置铅直往下进行切槽运动，下部装置底部的链刀和下部装置一起下降。

基础挖掘灌注装置设有上部装置，中间机架内设有链刀运行的轨道，中间机架的顶部与上部装置连接；链刀的驱动装置和张紧装置安装在上部装置，装链刀的链条经中间机架与下部装置底部的链条相连，形成封闭。

本发明的优点：由于基础底部带有挖掘装置，所以可以边挖掘基础下部装置边下降，混凝土经混凝土喷嘴灌注满下部装置下降而形成的空腔，施工简单，施工周期短，成本低。

附图说明

图1是在地面安装链式挖掘装置1的示意图，也是一字桩的逆作施工法的结构示意图，也是链式挖掘装置1挖掘基础底部岩土时的结构示意图，也是组成链式挖掘装置1的驱动装置1-1、链轮1-2和链刀7的结构示意图；

图2是链刀7挖掘下部装置底部的岩土，经岩土输送装置送至上方，下部装置随之下降，混凝土经混凝土喷嘴2-1灌注满下部装置下降而形成的空间的结构示意图；

图3是图2的A向视图，一字桩轮廓结构示意图；

图4是图2的B-B视图，也是下部装置4上的链刀7边挖掘岩土，上部的混凝土灌注装置2的喷嘴2-1边喷注混凝土的示意图，也是混凝土管路4-1和泥浆管路4-2在下部装置4中的结构布置图；

图5是图2 的C-C视图，也是中间机架5中布置着混凝土管路5-1和泥浆管路5-2的结构示意图；

图6是链刀7的结构示意图，（a）是链条7-1和刀具7-2的结构示意图，也是由A十字节7-1-1和B十字节7-1-2组成的链条7-1的十字节的结构示意图；也是链条7-1实现空间弯曲的结构示意图。（b）是链刀7由柔性带7-1B和刀具7-2B组成的结构示意图；也是柔性带7-1B和刀具7-2B的结构示意图；

图7是挖掘装置1的驱动装置1-1和链轮1-2安装在下部装置4内，是在下部装置4形成封闭空间的结构示意图；

图8是图7的A向视图，也是中间机架5中的混凝土管路5-1、泥浆管路5-2和垂直螺旋输送机8-3的结构示意图；

图9是图7 的B向视图，也是下部装置4底部轨道上的链刀7切削岩土，并将挖掘的岩土由岩土输送装置8经中间机架5送至上部装置6的示意图；

图10是挖掘装置1的驱动装置1-1和链轮1-2安装在下部装置4内，下部装置4的顶部设有钢丝绳布置装置10的结构示意图，也是灌注混凝土的滑动模板9的结构示意图；

图11是图10的A向视图，也是由混凝土的滑动模板9形成的中间施工孔的结构示意图；

图12是水中逆作法施工井字型基础的结构示意图；

图13是图12的A向视图，也是水中逆作法施工时，先在中间机架5上安装上部装置6，再在上部装置6上安装链式挖掘装置1构成基础挖掘灌注装置的结构示意图；

图14是链式挖掘装置1的底部链刀轨道和侧面链刀轨道的结构示意图，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15 是D为纵向多排轨道错开成锥型的结构示意图；

图16是链式挖掘装置1的D型轨道和多排链刀的结构示意图。

图中的1是基础挖掘灌注装置的链式挖掘装置，由驱动装置1-1、链轮1-2和链刀7组成；1-1是链式挖掘装置1的驱动装置；1-2是链式挖掘装置1的链轮；2是基础挖掘灌注装置的混凝土灌注装置；2-1是混凝土灌注装置的喷嘴；3是基础挖掘灌注装置的泥浆装置；3-1是泥浆装置3的泥浆喷嘴；4是基础挖掘灌注装置的下部装置；4-1是下部装置4的混凝土管路；4-2是下部装置4的泥浆管路；5是基础挖掘灌注装置的中间机架；5-1是中间机架5上的混凝土管路；5-2是中间机架5上的泥浆管路；6是基础挖掘灌注装置的上部装置，也可以是地面上永久建筑物；7是组成链式挖掘装置1的链刀；7-1是组成链刀7的链条，包括履带、绳索和柔性带；7-1-1是组成链条十字节的A十字节；7-1-2是组成链条十字节的B十字节；7-1B是组成链刀7的柔性带；7-2是固定在链条7-1上的挖掘岩土的刀具；7-2B是固定在柔性带7-1B上的挖掘岩土的刀具；8是安装在中间机架5上的岩土输送机；8-1是垂直链式输送机；8-2是水平链式输送机；8-3是垂直螺旋输送机；8-4是水平螺旋输送机；9是灌注混凝土的滑动模板；10是下部装置4顶部的钢丝绳布置装置。

具体实施方式

一种基础挖掘灌注装置由链式挖掘装置、混凝土灌注装置、泥浆装置、下部装置和中间机架组成；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；下部装置的底部设有链刀运行的轨道，下部装置的顶部设有混凝土灌注装置的喷嘴，下部装置的底部设有泥浆装置的喷嘴；下部装置的俯视图就是基础的投影图，中间机架的底部与下部装置相连，中间机架是物流和人行通道，即巳挖掘的岩土、混凝土和泥浆均通过中间机架出入，施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，下部装置底部轨道上的链刀挖掘岩土，并将已挖掘的岩土经中间机架送至上方，混凝土经混凝土灌注装置的喷嘴注满下部装置下降而形成的空间，混凝土泵站的压力经混凝土作用于下部装置的顶部，使下部装置铅直往下进行切槽运动，下部装置底部的链刀和下部装置一起下降。

所述的基础挖掘灌注装置设有上部装置，中间机架内设有链刀运行的轨道，中间机架的顶部与上部装置连接；链刀的驱动装置和张紧装置安装在上部装置，装链刀的链条经中间机架与下部装置底部的链条相连，形成封闭。

所述的挖掘装置的驱动装置和张紧装置均安装在下部装置内，在下部装置内形成封闭空间的；所述的中间机架为施工孔。

所述的施工孔内安装有岩土输送装置，下部装置底部轨道上的链刀挖掘的岩土由岩土输送装置送至上部装置。

所述的施工孔是灌注混凝土的滑动模板。

所述的混凝土灌注装置和泥浆装置的泵站安装在上部装置或地面上。

所述的垂直岩土输送装置是垂直螺旋输送机，其入口位于链刀中部的底部或链刀的端部，垂直螺旋输送机位于链刀的侧面或多排链刀的中间。

所述的下部装置的底部轨道是有高度差的，便于底部挖掘装置在相交处的运行。

所述的一种基础挖掘灌注装置的逆作施工法，其特征是包括如下步骤：

1）清理平整场地；

2）安装链式基础挖掘灌注装置；

3）安装混凝土灌注装置泥浆装置的泵站；

4）驱动链条，链刀挖掘下部装置底部的岩土，经岩土输送装置送至上方，下部装置随之下降，混凝土经混凝土喷嘴灌注满下部装置下降而形成的空间；

5）下降至设计深度，拆除链刀后再灌浆。

所述的下部装置的顶部设有钢丝绳布置装置，即混凝土中含有钢丝绳。

所述的上部装置是建筑物。

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

如图1、图2所示，基础挖掘灌注装置的逆作施工法步骤如下：

1）清理平整场地；

2）安装链式基础挖掘灌注装置；

3）安装混凝土灌注装置泥浆装置的泵站；

4）驱动链条7-1，链刀7挖掘下部装置底部的岩土，经垂直链式输送机8-1送至上方，下部装置4随之下降，混凝土经混凝土喷嘴2-1灌注满下部装置4下降而形成的空间；

5）下降至设计深度，拆除链刀后再灌浆。

如图1～图6所示，基础挖掘灌注装置由链式挖掘装置1、混凝土灌注装置2、泥浆装置3、下部装置4、中间机架5和上部装置6组成，链式挖掘装置1由驱动装置1-1、链轮1-2和链刀7组成；链刀7由链条7-1和固定于链条7-1上的刀具7-2组成；下部装置4的底部设有链刀7运行的轨道，下部装置内分别设有混凝土灌注装置管路4-1和泥浆装置的管路4-2，下部装置4的顶部设有混凝土喷嘴2-1，底部设有泥浆喷嘴3-1，中间机架5的底部与下部装置4连接，中间机架5的顶部与上部装置6连接。施工时驱动装置1-1驱动链条7-1，链条7-1带动刀具7-2沿着轨道运行，下部装置4底部轨道上的链刀7切削岩土，链刀7从底部向上运行时将已挖掘的岩土经中间机架5送至上部装置6，铅直往下进行切槽运动，底部链刀7和下部装置4一起下降，混凝土经混凝土喷嘴2-1灌注满下部装置下降而形成的空腔。

如图7～图9所示，挖掘装置1的驱动装置1-1和链轮1-2在下部装置4内，是在下部装置4形成封闭空间，中间机架5安装有岩土输送装置8，包括垂直螺旋输送机8-3和水平螺旋输送机8-4。施工时驱动装置1-1驱动链条7-1，链条7-1带动刀具7-2沿着轨道运行，下部装置4底部轨道上的链刀7切削岩土，并将挖掘的岩土由岩土输送装置8经中间机架5送至上部装置6，铅直往下进行切槽运动，底部链刀7和下部装置4一起下降，混凝土经混凝土喷嘴2-1灌注满下部装置4下降而形成的空腔。

如图10～图11所示，下部装置4的顶部设有混凝土灌注装置的喷嘴2-1和钢丝绳布置装置10，即混凝土中含有铅直的钢丝绳；灌注混凝土的滑动模板9固定在下部装置4的顶部中间位置，底部链刀7、下部装置4和滑动模板9一起下降，混凝土灌注装置2经喷嘴2-1灌注混凝土，因滑动模板9而形成中间施工孔，且混凝土输送管道和岩土输送装置都在中间施工孔内。

如图12～图13所示，水中逆作法施工井字型基础,先在中间机架5上安装上部装置6，再在上部装置6上安装链式挖掘装置1构成基础挖掘灌注装置, 下部装置4底部轨道上的链刀7切削岩土，底部链刀7和下部装置4一起下降，混凝土经混凝土喷嘴2-1灌注满下部装置4下降而形成的空腔。