专利名称：逆作法深基坑挖土用升降机及挖土施工系统及方法
技术领域：
本发明涉及土建施工领域，尤其涉及深基坑挖土施工用设备、系统及方法。
背景技术：
现有的挖土施工方法主要采用长臂挖机和履带抓斗挖机。如图1所示是
采用长臂挖机3的挖土施工方法当地下室顶板(±0.00板)完成后，地下 室的土采用挖土机挖，翻运至出土洞口，然后由停在士O.OO板上出土洞口边 的长臂挖机3作垂直提升并装车外运。如图2所示是采用履带抓斗挖机4的 挖土施工方法当施工至地下室三、四层，甚至地下五层时，停在土0.00板 上的长臂挖机3就不能满足挖土深度的要求，而必须换成履带抓斗挖机4。现 有工艺主要存在以下缺陷与不足
a) 挖土效率低下，每个出土洞口每天出土量在5001113左右，对一个有几 十万1113的地下室工程来说，其工期会因挖土而拖得很长。
b) 为尽量加快工期而必须多设出土洞口，这样由于施工缝多而影响结构 本身的质量，而且当挖土结束后因补这些出土洞口，而给施工带来了一定的 麻烦。
c) 由于地下室各层楼板开洞多，地下施工工期长，会造成在地下室施工 时因地下室顶板平面刚度P争低，而造成基坑变形大，影响周边环境的安全(例 如临近地下管线与陈旧建筑物)。
d) 机械使用量大， 一个出土洞口，除了长臂挖机或履带抓斗挖机提升装 土外，另需在坑底配3~4台0.41113的挖土机，若地下室挖土工作面离出土洞 口远，则还需增加地下室翻驳挖机。
e) 由于在出土洞口边的长臂挖机或履带抓斗挖机的把杆在提升装土时需 作回转操作，因此需较大的运行空间，这样给逆作法地下、地上结构同步施工带来了非常大的影响。因此，目前大多数的逆作法工程，只有当地下挖土 结束后才开始上部结构的施工，这样的逆作法施工要加快工期也受到了很大 的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种逆作法深基坑挖土用 升降机及挖土施工系统及方法，其可以有效增加单次垂直运输的土方量，有 效提高挖土效率，大量减少挖土机械，降低挖土成本，同时使地下挖土施工 对上部结构同时施工的影响减低到最小程度。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案
一种逆作法深基坑挖土用升降机，包括支架、提升机构和桥厢，所述支 架固定于地下室顶板，所述提升机构固定于支架，桥厢与提升结构下端连接， 提升机构带动桥厢上下移动。
所述提升机构包括电动机、减速器、巻扬筒，钢丝绳和滑轮，所述电动 机、减速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出轴与巻扬筒转轴通过减速 器连接，巻扬筒上绕置有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固接于支架上， 滑轮与桥厢上部固定连接。
所述提升机构包括二个电动机、二个减速器、二个巻扬筒、四条钢丝 绳和四个滑轮，所述电动机、减速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出 轴与相应巻扬筒转轴通过各自减速器连接，每个巻扬筒上相隔绕置两条钢丝 绳，每条钢丝绳的另一端绕过各自滑轮并固接于支架上，所述四个滑轮分别 固接于桥厢上部的四个角上。
一种逆作法深基坑挖土施工系统，包括重型施工机械，所述重型施工机 械包括运土车辆及在地下室顶板下的基坑内底部的挖土工作面挖土的挖土 机，还包括设置在地下室顶板上前述的升降机，重型施工机械经升降机在地 下室顶板和基坑底部来回运输实现挖土、装土和运土。
所述提升机构包括电动机、减速器、巻扬筒，钢丝绳和滑轮，所述电动 机、减速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出轴与巻扬筒转轴通过减速 器连接，巻扬筒上绕置有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固接于支架上，滑轮与桥厢上部固定连接。
一种采用前述逆作法深基坑挖土施工系统的逆作法深基坑挖土施工方
法，包^^如下步骤
首先，升降机将挖土机和运土车辆运至基坑底部； 接着，挖土机在基坑底部挖土并将挖掘的土方倒在运土车辆； 然后，升降机将装好的运土车辆装运到地下室顶板上； 最后，由运土车辆将土方驶运到外部指定位置。
所述升降机包括固定于地下室顶板的支架、固定于支架的提升机构，及 连接于提升机构下端的桥厢，提升机构带动桥厢上下移动。
所述提升机构包括电动机、减速器、巻扬筒、钢丝绳和滑轮，所述电动 机、减速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出轴与巻扬筒转轴通过减速
器连接，巻扬筒上绕置有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固接于支架上， 滑轮与桥厢上部固定连接。
在挖土工作面的坑底上铺设用于运土车辆行走的拆装式整体刚性走道板。
如权利要求6所述的逆作法深基坑挖土施工方法，其特征在于所述基 坑内底部的挖土机采用斗容量为0.4m3的小挖土机。 本发明的有益效果
a) 由于运土车辆可以通过升降机直接到达地下室的挖土工作面，挖土机 可以将挖掘到的土方直接翻倒在运土车辆上，因此，不需要地下室翻驳挖机 翻运土方，减少了挖土驳运的过程。而且，相比现有的长臂挖机和履带抓斗 挖机，可以有效增加单次垂直运输的土方量。因此，可以较大幅度地提高挖 土效率。
b) 在满足一定工期的要求下，无需多开洞口同时挖掘和垂直取土，因此， 可以极大地减少挖土机械使用量。
c) 采用升降机取代了 土O.OO板上的需要较大回转空间的大型提升装车挖 土机械如长臂挖机或履带抓斗挖机，因此，地下、地上结构可以同时施工， 可以有效加快工期。
d) 由于升降机动力为电，而原方法大量的挖土机械均为柴油动力，不仅动力费用相差数倍，而且对环境保护节能减排也产生了相当大的好处。
图1是现有釆用长臂挖土机的挖土施工方法及系统的示意图； 图2是现有采用履带抓斗挖土机的挖土施工方法的示意图； 图3是本发明的逆作法深基坑挖土施工系统及方法的示意图； 图4是本发明的逆作法深基坑挖土用升降机的结构示意图； 图5是图4的A-A视图中l-升降机，11-支架，110-支架平台、lll-支架立柱，112-支架斜撑 杆，12-提升机构，120-减速器，121-电动机,122-巻扬筒，123-钢丝绳,124-滑轮，13-桥厢，2-运土车辆，3-长臂挖机，4-履带抓斗挖机，5-挖土机，6-地 下室顶板，7-格构柱，8-工程桩，9-地下连续墙，10-走道板。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作清楚、完整地说明
请参见图3，这种逆作法深基坑挖土施工系统，包括重型施工机械，所述 重型施工机械包括运土车辆2及在地下室顶板下的基坑内底部的挖土工作面 挖土的挖土机5，还包括设置在地下室顶板6上的升降机1，重型施工机械经 升降机1在地下室顶板6和基坑底部来回运输以实现挖土、装土和运土整个 过程。其中，挖土机5采用斗容量为0.4n^以下的小挖土机。
请参见图4、图5,所述升降机l包括固定于地下室顶板5的支架11、 固定于支架11的提升机构12，以及连接于提升机构12下端的桥厢13。所述 提升机构12带动桥厢13上下移动。所述桥厢13可装载包括挖土机5、运土 车辆2在内的重型施工车辆。
其中，支架11由支架平台110、支架立柱111和支架斜撑杆112围成下 部开口的框型结构，其中支架立柱lll固定连接在地下室顶板6结构上。
所述提升机构12包括二个电动机121、 二个减速器120、 二个巻扬筒 122、四条钢丝绳123和四个滑轮124。所述电动才几121、减速器120和巻扬 筒122设置在支架11上。电动机121的输出轴与相应巻扬筒122转轴通过减速器120连接。每个巻扬筒122上相隔绕置两条钢丝绳123，每条钢丝绳123 的另一端绕过各自滑轮124并固接于支架11上。所述四个滑轮124分别固接 于桥厢13上郜的四个角上。在该提升机构12上还设有制动装置。该电动机 121经各自巻扬筒122及其上钢丝绳123带动相应滑轮124同时上下移动。
请参见图3，这种采用上述逆作法深基坑挖土施工系统的逆作法深基坑挖 土施工方法，包括如下步骤
首先，升降机1将挖土机5和运土车辆2运至基坑底部；
接着，挖土机在基坑底部挖土并将挖掘的土方倒在运土车辆2;
然后，升降机1将装好的运土车辆2装运到地下室顶板6上；
最后，由运土车辆2将土方驶运到外部指定位置。
另外，对于软土地基，在挖土工作面的坑底上铺设有拆装式整体刚性走 道板10,以满足大吨位运土车辆2在地下室基坑底行走。
上述深基坑挖土施工方法对于逆作法工程施工有着显著的意义。由于采 用升降机取代地下室顶板上的出土洞口边的需要较大回转空间的大型提升装 车挖土机械如长臂挖机或履带抓斗挖机，因此，可以使地下挖土施工对上部 结构同时施工的影响减低到最小程度，便于地下、地上结构同时施工，可以 有效加快工期，因此，具有重大的经济价值。
由于运土车辆可以通过升降机直接到达地下室的挖土工作面，挖土机可 以将挖掘到的土方直^f妄翻倒在运土车辆上，因此，不需要地下室翻驳挖机翻 运土方，减少了一次挖土驳运的过程。而且，相比现有的长臂挖机和履带抓 斗挖机，可以有效增加单次垂直运输的土方量。鉴于上述两个原因可以较大 幅度地提高挖土效率，每个出土洞口一天能出土 1500m3，较原方法可以提高 3倍效率。
由于提高了挖土效率，在满足一定工期的要求下，无需多设出土洞口。 因此，可以避免由于施工洞口多而影响结构本身的质量，造成在地下室施工 时因地下室顶板平面刚度降低，造成基坑变形大，进而影响周边环境的安全 (例如临近地下管线与陈旧建筑物)。而且，当挖土结束后也无须回补这些出 土洞口，减少了工作量。
由于运土车辆可以通过升降机直接到达地下室的挖土工作面，因此，不需要因为地下室挖土工作面离出土洞口远所需的地下室翻驳挖机，不需要大 型提升装车挖土机械如长臂挖机或履带抓斗挖机，因此，可以有效减少机械
使用量大，进而降低施工成本。例如当地下室单层面积1.7万m2，总计34万 1113土，可以仅用2-3台挖土机在地下装车。
另外，由于升降机动力为电，而原方法大量的机械均为柴油动力，不仅 动力所需费用相差数倍，而且对环境保护和节能减排也产生了相当大的好处。
综上所述，采用可以垂直运输运土车辆的升降机，可以提高挖土效率， 减少工期，降低施工成本，具有显著的经济意义。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发 明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可 作各种的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1. 一种逆作法深基坑挖土用升降机，其特征在于包括支架、提升机构和桥厢，所述支架固定于地下室顶板，所述提升机构固定于支架，桥厢与提升结构下端连接，提升机构带动桥厢上下移动。
2. 如权利要求1所述的逆作法深基坑挖土用升降机，其特征在于所述提 升机构包括电动机、减速器、巻扬筒，钢丝绳和滑轮，所述电动机、减 速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出轴与巻扬筒转轴通过减速器 连接，巻扬筒上绕置有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固接于支架 上，滑轮与桥厢上部固定连接。
3. 如权利要求2所述的逆作法深基坑挖土用升降机，其特征在于所述提 升机构包括二个电动机、二个减速器、二个巻扬筒、四条钢丝绳和四 个滑轮，所述电动机、减速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出轴 与相应巻扬筒转轴通过各自减速器连接，每个巻扬筒上相隔绕置两条钢 丝绳，每条钢丝绳的另一端绕过各自滑轮并固接于支架上，所述四个滑 轮分别固接于桥厢上部的四个角上。
4. 一种逆作法深基坑挖土施工系统，包括重型施工机械，所述重型施工机 械包括运土车辆及在地下室顶板下的基坑内底部的挖土工作面挖土的挖 土机，其特征在于还包括设置在地下室顶板上如权利要求1所述的升 降机，重型施工机械经升降机在地下室顶板和基坑底部来回运输实现挖 土、装土和运土。
5. 如权利要求4所述的逆作法深基坑挖土施工系统，其特征在于所述提 升机构包括电动机、减速器、巻扬筒，钢丝绳和滑轮，所述电动机、减 速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出轴与巻扬筒转轴通过减速器 连接，巻扬筒上绕置有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固接于支架 上，滑轮与桥厢上部固定连接。
6. —种采用如权利要求1所述的逆作法深基坑挖土施工系统的逆作法深基 坑挖土施工方法，其特征在于包括如下步骤首先，升降机将挖土机和运土车辆运至基坑底部；接着，挖土机在基坑底部挖土并将挖掘的土方倒在运土车辆2;然后，升降机1将装好的运土车辆2装运到地下室顶板6上； 最后，由运土车辆2将土方驶运到外部指定位置。
7. 如权利要求6所述的逆作法深基坑挖土施工方法，其特征在于所述升 降机包括固定于地下室顶板的支架、固定于支架的提升机构，及连接于 提升机构下端的桥厢，提升机构带动桥厢上下移动。
8. 如权利要求7所述的逆作法深基坑挖土施工方法，其特征在于所述提 升机构包括电动机、减速器、巻扬筒、钢丝绳和滑轮，所述电动机、减 速器和巻扬筒设置在支架上，电动机的输出轴与巻扬筒转轴通过减速器 连接，巻扬筒上绕置有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固接于支架 上，滑轮与桥厢上部固定连接。
9. 如权利要求8所述的逆作法深基坑挖土施工方法，其特征在于在挖土 工作面的坑底上铺设用于运土车辆行走的拆装式整体刚性走道板。
10. 如权利要求6所述的逆作法深基坑挖土施工方法，其特征在于所述基 坑内底部的挖土机采用斗容量为0.4mS的小挖土机。
全文摘要
本发明涉及土建施工领域，尤其涉及深基坑挖土施工用设备、系统及方法。公开了一种逆作法深基坑挖土用升降机，包括支架、提升机构和桥厢，所述支架固定于地下室顶板，所述提升机构固定于支架，桥厢与提升结构下端连接，提升机构带动桥厢上下移动，桥厢可装载重型施工车辆。还公开了一种逆作法深基坑挖土施工系统及方法，包括重型施工机械，所述重型施工机械包括运土车辆及在基坑底部的挖土工作面挖土的挖土机，还包括设置在地下室顶板上的前述升降机，重型施工机械经升降机在地下室顶板和基坑底部之间来回运输实现挖土、装土和运土。可有效提高挖土效率，降低挖土成本，能使地下挖土施工对上部结构同时施工的影响减到最小程度。
文档编号E02D17/02GK101434358SQ20081020307
公开日2009年5月20日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者周红春, 徐平飞, 李定江, 华 陈 申请人:上海建工(集团)总公司