一种竖向方形预制构件施工设备、组合体和施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种竖向方形预制构件施工设备、组合体和施工方法，施工设备包括定位架、设置在所述定位架下方的第一搅拌头和第二搅拌头、与每个搅拌头对应设置的翻转机构和平移机构，所述的两组搅拌头分别通过其对应的翻转平移机构与定位架安装连接，所述翻转机构能够将其对应的搅拌头在水平状态和竖直状态之间翻转，和平移机构能将其对应的搅拌头水平移动，第二搅拌头在竖直状态的下缘高于第一搅拌头翻转至竖直状态时的上缘位置。本发明设备具有挡土、止水作用，可节约成本，降低造价，避免了塌孔、缩径和地面附加沉降的竖向方形预制构件施工设备，可兼做地下室外墙和抗拔桩。
【专利说明】一种竖向方形预制构件施工设备、组合体和施工方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于土木建筑工程领域，涉及一种构件施工设备和方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]目前在深基坑支护结构中，常用的方法有:深层搅拌粧、钻孔灌注粧、PCMff工法，这几种方法均需要现场搅拌，或者现场灌注混凝土，由于现场作业量大，造成人力材料消耗量大，质量难以控制，且由于支护结构为临时结构，当支护功能完成后，支护结构反而成为障碍物，造成很大浪费。因此，用型钢作支护的方法应运而生，常用的有拉森钢板粧、SMW工法、HSW工法，这些方法的型钢虽然可以重复使用，但因为他们的刚度比较小，抵抗外力的能力比较差，所以他们只能用在比较浅的基坑中。对于较深、较重要的基坑，目前多采用地下连续墙，但是，地下连续墙的造价比较贵，施工时又容易引起地面附加沉降，全部要采用现场作业。因此，现有的深基坑支护结构都存在着这样或者那样的问题。
[0005]
【发明内容】
[0006]技术问题:本发明提供一种具有挡土、止水作用，可节约成本，降低造价，避免了塌孔、缩径和地面附加沉降的竖向方形预制构件施工设备，同时提供一种基于该设备的竖向方形预制构件施工组合体、竖向方形预制构件施工方法，其中由竖向方形预制构件连接而成的预制装配格栅式地下连续墙可兼做地下室外墙和抗拔粧。
[0007]技术方案:本发明的竖向方形预制构件施工设备，包括定位架、设置在所述定位架下方的第一搅拌头和第二搅拌头、与每个搅拌头对应设置的翻转机构和平移机构，所述的两组搅拌头分别通过其对应的翻转平移机构与定位架安装连接，所述翻转机构能够将其对应的搅拌头在水平状态和竖直状态之间翻转，平移机构能将其对应的搅拌头水平移动，第二搅拌头的翻转机构与其平移机构之间还设置有升降机构，所述升降机构能够将第二搅拌头连同其翻转机构一起提升或下降，第二搅拌头在提升至最高位后，其竖直状态的下缘高于第一搅拌头翻转至竖直状态时的上缘位置。
[0008]进一步的，本发明的竖向方形预制构件施工设备中，两组搅拌头在方形构件下沉施工时，设置在方形构件底端截面的下方，在下沉施工结束后，能够通过翻转机构的翻转和平移机构的平移动作，使得所述两组搅拌头收缩到方形构件的空腔中。
[0009]本发明的竖向方形预制构件施工组合体，包括方形构件和上述竖向方形预制构件施工设备，二者安装组合为一体，所述方形构件的竖向断面分为左右两部分，分别与第一搅拌头和第二搅拌头对应，其中与第二搅拌头对应的一部分的底端位置，要高于与第一搅拌头对应的一部分的底端位置，两者的高度差大于第二搅拌头在竖直状态下的高度。所述定位架与方形构件连为一体，第一搅拌头和第二搅拌头在竖直状态时，其顶端分别低于所对应的方形构件相应位置的底端，组合体在下沉施工状态时，两个搅拌头均处于水平状态，设置在方形构件下方并与其整个横断面对应。
[0010]进一步的，本发明的竖向方形预制构件施工组合体中，所述方形构件包括至少两组并排设置的方形空腔，每个方形空腔均独立安装一套竖向方形预制构件施工设备。
[0011]本发明的竖向方形预制构件施工方法，包括以下步骤:
1)将上述的竖向方形预制构件施工设备调整至两个搅拌头均在竖直状态，第一搅拌头位于第二搅拌头的下方，然后将施工设备放入方形构件的空腔内，两个搅拌头的顶端均低于方形构件相应底端后将所述施工设备定位卡死；
2)将第一搅拌头和第二搅拌头分别从方形构件空腔内，向外水平移动，将第二搅拌头下降，并将两个搅拌头翻转至水平状态，两者投影之和与方形构件的横断面完整对应后，定位锁死；
3)通过注水管向搅拌头处供水，启动搅拌头，搅拌土体进行下沉作业，构件下方的搅拌土体与水混合搅拌成为泥浆，直至方形构件下沉到位，关闭搅拌头。
[0012]4)待方形构件和施工设备的组合体下沉到位后，将两个搅拌头分别解锁，翻转至竖直状态，提升第二搅拌头至最高位，并将两个搅拌头平移至方形构件的空腔中，回收施工设备。
[0013]进一步的，本发明的竖向方形预制构件施工方法中，所述步骤4)中，通过连接在定位架上的钢丝绳将竖向方形预制构件中的施工设备竖向固定和最后回收。
[OOM]进一步的，本发明的竖向方形预制构件施工方法中，所述步骤3)中，通过在一节方形构件上方拼接后续方形构件的方式进行下沉作业，满足预制构件的设计高度。
[0015]进一步的，本发明的竖向方形预制构件施工方法中，所述方形构件的竖向断面分为左右两部分，分别与第一搅拌头和第二搅拌头对应，其中与第二搅拌头对应的一部分的底端位置，要高于与第一搅拌头对应的一部分的底端位置，两者的高度差大于第二搅拌头在竖直状态下的高度。
[0016]进一步的，本发明的竖向方形预制构件施工方法中，多个所述竖向方形预制构件施工组合体通过方形构件的连接契口依次连续施工，得到由各竖向方形预制构件连接而成的预制装配格栅式地下连续墙。
[0017]有益效果:与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、本发明的竖向方形预制构件施工设备在工作时处在地下，施工噪音小，施工效率高。
[0018]2、本发明的竖向方形预制构件在工厂生产，生产效率高，质量可靠;且方形竖向构件兼做了施工机械中的钻杆作用，承担着安装在下部的搅拌头与地面之间的连接作用，不仅省去了钢制钻杆，而且省去了一般的钻孔后预制构件的安装过程。
[0019]3、本发明的预制装配格栅式地下连续墙不仅具有挡土、止水作用，而且还可以兼做地下室外墙和抗拔粧，一个结构四种用途，节约成本，降低造价。
[0020]4、搅拌头与竖向方形预制构件连为一体，预制构件随着搅拌头的搅拌下沉而下沉，施工过程中不会引起塌孔和缩径，不会引起施工过程的地面附加沉降。
[0021]
【附图说明】
[0022]图1为本发明的竖向方形预制构件施工组合体正面的剖面示意图。
[0023]图2为施工组合体二个搅拌头并齐且为水平状态时侧面的剖面示意图。
[0024]图3为施工组合体二个搅拌头上下错开且为竖直状态时侧面的剖面示意图。
[0025]图4为施工组合体二个搅拌头收缩到方形构件空腔时侧面的剖面示意图。
[0026]图5为施工组合体二个搅拌头收缩到方形构件空腔时正面的剖面示意图。
[0027]图6为单个空腔的方形构件剖面示意图。
[0028]图7为二个空腔的方形构件剖面示意图。
[0029]图8为由方形构件连接的预制装配格栅式地下连续墙及连接契口示意图。
[0030]图中有:定位架1、第一搅拌头2、第二搅拌头3、翻转机构4、平移机构5、方形构件6、升降机构7、钢丝绳8、连接契口 9、支架10、动力装置11、支重轮12、链条13、搅拌齿头14。
[0031]
【具体实施方式】
[0032]下面结合说明书附图和实施例对本发明的的技术方案做进一步详细说明。
[0033]本发明的竖向方形预制构件施工设备，包括:定位架1、设置在所述定位架I下方的第一搅拌头2和第二搅拌头3、与每个搅拌头对应设置的翻转机构4和平移机构5，翻转机构4用于将搅拌头在水平状态和竖直状态之间翻转，所述平移机构5用于将搅拌头连同翻转机构一起在水平向移动。所述的两组搅拌头分别通过其对应的翻转机构4和平移机构5与定位架I安装连接，所述翻转机构4能够将其对应的搅拌头在水平状态和竖直状态之间翻转，所述平移机构5能将其对应的搅拌头水平移动，第二搅拌头3在竖直状态的下缘高于第一搅拌头2翻转至竖直状态时的上缘位置。两组搅拌头在方形构件6下沉施工时，设置在方形构件6底端截面的下方，在下沉施工结束后，能够通过翻转机构4的翻转和平移机构5的平移动作，使得所述两组搅拌头收缩到方形构件6的空腔中。第二搅拌头3的翻转机构4与其平移机构5之间还设置有升降机构7，所述升降机构7能够将第二搅拌头3连同其翻转机构4 一起提升或下降，第二搅拌头3在提升至最高位后，其竖直状态的下缘高于第一搅拌头2翻转至竖直状态时的上缘位置。
[0034]本发明的优选实施例中，搅拌头包括支架10、设置在所述支架10上的动力装置11、支重轮13、由所述动力装置11驱动的链条14，所述链条14外侧设置有搅拌齿头15，内侧与支重轮13连接安装。
[0035]本发明的竖向方形预制构件施工组合体，包括方形构件和上述竖向方形预制构件施工设备，二者安装组合为一体，所述方形构件的竖向断面分为左右两部分，分别与第一搅拌头2和第二搅拌头3对应，其中与第二搅拌头3对应的一部分的底端位置，要高于与第一搅拌头2对应的一部分的底端位置，两者的高度差大于第二搅拌头3在竖直状态下的高度;定位架I与方形构件连为一体，第一搅拌头2和第二搅拌头3在竖直状态时，其顶端分别低于所对应的方形构件相应位置的底端，组合体在下沉施工状态时，两个搅拌头均处于水平状态，设置在方形构件下方。本发明的主要发明点在于，在搅拌头工作时，二个搅拌头能够完全覆盖预制方形构件的全截面面积，通过搅拌使得方形构件施工组合体下沉，在下沉到位后，施工设备能够完全收缩到预制方形构件的空腔内，然后可以将施工设备回收。
[0036]本发明竖向方形预制构件施工组合体的优选实施例中，所述方形构件包括至少两组并排设置的方形空腔，每个方形空腔均独立安装一套竖向方形预制构件施工设备。
[0037]本发明的竖向方形预制构件施工方法，包括以下步骤:
I)将竖向方形预制构件施工设备调整至两个搅拌头均在竖直状态，第一搅拌头2位于第二搅拌头3的下方，然后将施工设备放入方形构件的空腔内，两个搅拌头的顶端均低于方形构件相应底端后将所述施工设备定位卡死;施工设备通过如下方式定位卡死:用钢丝绳将定位架I固定在方形构件的上端进行竖向定位，用千斤顶将定位架I固定在方形构件的内侧进行水平定位。
[0038]2)将第一搅拌头2和第二搅拌头3分别从方形构件空腔内，向外水平移动，将第二搅拌头3下降，并将两个搅拌头翻转至水平状态，两者投影之和与方形构件的横断面完整对应后，定位锁死；
3)启动搅拌头，搅拌土体进行下沉作业，直至方形构件下沉到位，关闭搅拌头。
[0039]4)待方形构件和施工设备的组合体下沉到位后，将两个搅拌头分别解锁，翻转至竖直状态，提升第二搅拌头3至最高位，并将两个搅拌头平移至方形构件的空腔中，通过连接在定位架I上的钢丝绳8将竖向方形预制构件施工设备回收。
[0040]本发明中的方形构件的竖向断面分为左右两部分，分别与第一搅拌头2和第二搅拌头3对应，其中与第二搅拌头3对应的一部分的底端位置，要高于与第一搅拌头2对应的一部分的底端位置，两者的高度差大于第二搅拌头3在竖直状态下的高度。
[0041]本发明方法的优选实施例中，多个所述竖向方形预制构件施工组合体通过方形构件的连接契口 9依次连续施工，得到由各竖向方形预制构件连接而成的预制装配格栅式地下连续墙。连接契口 9由固定在一个竖向方形预制构件侧壁上的L形连接板和预埋在相邻另一个竖向方形预制构件中的凹槽连接件组成，L形连接板的一端伸出竖向方形预制构件侧壁，与另一个竖向方形预制构件中的凹槽连接件或L形连接件扣合。L形连接板可通过螺栓固定在竖向方形预制构件侧壁上，凹槽连接件或L形连接件则可以预埋并环绕竖向方形预制构件钢筋的Ω形箍筋焊接为一体，然后浇筑在预制方形构件中。
[0042]
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种竖向方形预制构件施工设备，其特征在于，该设备包括定位架(I)、设置在所述定位架(I)下方的第一搅拌头(2)和第二搅拌头(3)、与每个搅拌头对应设置的翻转机构(4)和平移机构(5)，所述的两组搅拌头分别通过其对应的翻转机构(4)和平移机构(5)与定位架(I)安装连接，所述翻转机构(4)能够将其对应的搅拌头在水平状态和竖直状态之间翻转，所述平移机构(5)能将其对应的搅拌头水平移动;所述第二搅拌头(3)的翻转机构(4)与其平移机构(5)之间还设置有升降机构(7)，所述升降机构(7)能够将第二搅拌头(3)连同其翻转机构(4)一起提升或下降，第二搅拌头(3)在提升至最高位后，其竖直状态的下缘高于第一搅拌头(2)翻转至竖直状态时的上缘位置。2.根据权利要求1所述的竖向方形预制构件施工设备，其特征在于，所述两组搅拌头在方形构件(6)下沉施工时，设置在方形构件(6)底端截面的下方，在下沉施工结束后，能够通过翻转机构(4)的翻转和平移机构(5)的平移动作，使得所述两组搅拌头收缩到方形构件(6)的空腔中。3.—种竖向方形预制构件施工组合体，其特征在于，该组合体包括方形构件(6)和如权利要求I或2所述竖向方形预制构件施工设备，二者安装组合为一体，所述方形构件的竖向断面分为左右两部分，分别与第一搅拌头(2)和第二搅拌头(3)对应，其中与第二搅拌头(3)对应的一部分的底端位置，要高于与第一搅拌头(2)对应的一部分的底端位置，两者的高度差大于第二搅拌头(3)在竖直状态下的高度； 所述定位架(I)与方形构件连为一体，第一搅拌头(2)和第二搅拌头(3)在竖直状态时，其顶端分别低于所对应的方形构件相应位置的底端，组合体在下沉施工状态时，两个搅拌头均处于水平状态，设置在方形构件下方并与其整个横断面对应。4.根据权利要求3所述的竖向方形预制构件施工组合体，其特征在于，所述方形构件包括至少两组并排设置的方形空腔，每个方形空腔均独立安装一套竖向方形预制构件施工设备。5.一种竖向方形预制构件施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)将权利要求1或2所述的竖向方形预制构件施工设备调整至两个搅拌头均在竖直状态，第一搅拌头(2)位于第二搅拌头(3)的下方，然后将施工设备放入方形构件的空腔内，两个搅拌头的顶端均低于方形构件相应底端后将所述施工设备定位卡死； 2)将第一搅拌头(2)和第二搅拌头(3)分别从方形构件空腔内，向外水平移动，将第二搅拌头(3)下降，并将两个搅拌头翻转至水平状态，两者投影之和与方形构件的横断面完整对应后，定位锁死； 3)通过注水管向搅拌头处供水，启动搅拌头，搅拌土体进行下沉作业，构件下方的搅拌土体与水混合搅拌成为泥浆，直至方形构件下沉到位，关闭搅拌头； 4)待方形构件和施工设备的组合体下沉到位后，将两个搅拌头分别解锁，翻转至竖直状态，提升第二搅拌头(3)至最高位，并将两个搅拌头平移至方形构件的空腔中，回收施工设备。6.根据权利要求5所述的竖向方形预制构件施工方法，其特征在于，所述步骤4)中，通过连接在定位架(I)上的钢丝绳(8)将竖向方形预制构件中的施工设备竖向固定和最后回收。7.根据权利要求5所述的竖向方形预制构件施工方法，其特征在于，所述步骤3)中，通过在一节方形构件上方拼接后续方形构件的方式进行下沉作业，满足预制构件的设计高度。8.根据权利要求5、6或7所述的竖向方形预制构件施工方法，其特征在于，所述方形构件的竖向断面分为左右两部分，分别与第一搅拌头(2)和第二搅拌头(3)对应，其中与第二搅拌头(3)对应的一部分的底端位置，要高于与第一搅拌头(2)对应的一部分的底端位置，两者的高度差大于第二搅拌头(3)在竖直状态下的高度。9.根据权利要求5、6或7所述的竖向方形预制构件施工方法，其特征在于，多个所述竖向方形预制构件施工组合体通过方形构件的连接契口( 9 )依次连续施工，得到由各竖向方形预制构件连接而成的预制装配格栅式地下连续墙。
【文档编号】E02D17/04GK105926635SQ201610302174
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】卫海, 卫龙武, 徐维平
【申请人】江苏鸿基节能新技术股份有限公司