專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于樁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的工程設(shè)備，具體涉及一種鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)城市建設(shè)規(guī)模的不斷升級(jí)，地面空間的日趨飽和。人們開(kāi)始把目光轉(zhuǎn)向地下尋求城市發(fā)展的空間。伴隨著地下空間開(kāi)發(fā)層次的不斷深入，特別是在各種復(fù)雜的地質(zhì)條件和水文環(huán)境下，起基坑支護(hù)的水泥土攪拌樁墻要滿(mǎn)足“深、快、強(qiáng)”的需要，截?cái)嗷虿糠纸財(cái)喑袎核畬优c深基坑的水力聯(lián)系，控制由于基坑降水而引起的地面過(guò)度沉降，確保深基坑和周邊環(huán)境的安全。目前傳統(tǒng)的攪拌樁墻的建造采用的是SMW工法，施工設(shè)備為三軸攪拌樁機(jī)，該機(jī)工作原理為三根并排放置的螺旋鉆桿作為刀具，通過(guò)旋轉(zhuǎn)插入土層實(shí)現(xiàn)一定寬度土層的切削攪拌，并同步注入水泥漿液，達(dá)到深度后，將鉆桿提起，移動(dòng)機(jī)身到下一個(gè)工位，重復(fù)切削攪拌。相鄰圓孔位不斷相互搭接，形成一個(gè)水泥土連續(xù)墻體。由于鉆桿無(wú)法拼接，受制于樁架高度的限制(一般的樁架高度30m)，所以成墻深度一般都在20多米，難以滿(mǎn)足不斷發(fā)展的深基坑和作為截水帷幕的樁墻的需要。并且整機(jī)的高度較高，穩(wěn)定性較差。另外，刀具的切割攪拌方式為水平切割，土層的地質(zhì)差別會(huì)引起成型樁墻強(qiáng)度不均，圓孔的搭接處為墻體的薄弱環(huán)節(jié)，有產(chǎn)生漏水的隱患。隨著水泥土攪拌墻的不斷加深，該種施工方法將難以滿(mǎn)足實(shí)際施工的需求。因此需要一種新的施工設(shè)備來(lái)解決不斷發(fā)展的深基坑水泥土攪拌樁墻的建造需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備，以解決深基坑(30-60m)支護(hù)的水泥土攪拌樁墻“深、快、強(qiáng)”的需求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備包括主機(jī)、底盤(pán)總成、鏈刀連接架、同步注漿系統(tǒng)、鏈刀切割箱總成；所述主機(jī)設(shè)置在底盤(pán)總成上，主機(jī)上設(shè)有動(dòng)力裝置和電液系統(tǒng)，底盤(pán)的一側(cè)設(shè)有鏈刀連接架，鏈刀連接架上通過(guò)由橫向軌道和豎向軌道構(gòu)成的二維平面定位裝置連接有鏈刀切割箱總成；所述鏈刀切割箱總成包括上下兩端的驅(qū)動(dòng)輪箱、惰性輪箱和位于驅(qū)動(dòng)輪箱、 惰性輪箱之間的多節(jié)標(biāo)準(zhǔn)刀箱；驅(qū)動(dòng)輪箱和惰性輪箱中分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)鏈輪和惰性輪；在標(biāo)準(zhǔn)刀箱的兩側(cè)嵌有繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)鏈輪和惰性輪的鏈軌，若干組不同寬度的切削刀具以一定的排列規(guī)律固定于鏈軌上；鏈刀切割箱總成內(nèi)部設(shè)有連接所述同步注漿系統(tǒng)并通往設(shè)置在惰性輪箱上噴漿口的輸漿通道。所述鏈刀連接架的下部鉸接在底盤(pán)總成的一側(cè)，其上部連接有斜拉桿，斜拉桿通過(guò)調(diào)整油缸鉸接在底盤(pán)總成的另一側(cè)。在所述鏈刀切割箱總成上沿豎向的內(nèi)部通道中設(shè)有若干垂直傳感器。所述的二維平面定位裝置，其中的橫向軌道為上下兩根分別設(shè)在所述的鏈刀連接架的上、下部，豎向軌道通過(guò)滑座與上、下橫向軌道連接，所述的鏈刀切割箱總成設(shè)在縱向軌道上；在橫向軌道和豎向軌道之間設(shè)有橫向液壓缸，在豎向軌道和鏈刀切割箱總成之間設(shè)有豎向液壓缸。與現(xiàn)有SMW成墻技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鏈刀式連續(xù)墻成槽機(jī)具有以下特點(diǎn)1、防水性能好本發(fā)明是利用鏈軌旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)其上的刀具在墻體全深度范圍進(jìn)行連續(xù)切割攪拌，因此上下形成的墻體質(zhì)量均勻，強(qiáng)度高，離散性小。且鏈?zhǔn)角械妒亲鏊街本€切割運(yùn)動(dòng)，相比三軸攪拌樁機(jī)圓孔樁搭接成型，可成型無(wú)縫連接的連續(xù)墻，防水性能好；2、經(jīng)濟(jì)性好由于三軸攪拌樁機(jī)需要圓孔樁相互搭接，鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備是形成的連續(xù)的方形墻體，因此相同的強(qiáng)度能力下，可降低連續(xù)墻的成型厚度。另外連續(xù)的墻體，不受圓孔距的限制，可根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)任意間距的芯材(圖4)，具有較好的經(jīng)濟(jì)性；3、安全性好鏈刀式連續(xù)墻切割箱體是下切時(shí)一段段拼裝成型的，與三軸攪拌樁設(shè)備相比，整機(jī)高度低，重心低，穩(wěn)定性好，大大減小傾翻的危險(xiǎn)，安全性能好。4、寬泛的適應(yīng)性能通過(guò)更換不同類(lèi)型的刀具，與三軸攪拌樁機(jī)相比，可適應(yīng)標(biāo)貫值更高的的土層和砂礫石層?？筛鶕?jù)成墻設(shè)計(jì)寬度更換與之匹配寬度的刀具，具有寬泛的適應(yīng)性能。5、高精度箱體內(nèi)部安裝了垂直傳感器，可對(duì)鏈刀箱體進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，操作人員可直接觀測(cè)到箱體的角度變化，針對(duì)角度變化進(jìn)行調(diào)整，確保成墻的垂直精度，這是其他傳統(tǒng)連續(xù)墻成墻設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。綜上所述，本發(fā)明能滿(mǎn)足30-60m范圍內(nèi)深基坑(30_60m)支護(hù)的水泥土攪拌樁墻成型的需求。且具有成墻防水性能好、施工經(jīng)濟(jì)性好、整機(jī)安全性好、土質(zhì)適應(yīng)性廣、成墻精度好等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明整機(jī)的前向軸側(cè)示意圖。圖2是本發(fā)明整機(jī)的后向軸側(cè)示意圖。圖3是本發(fā)明的底盤(pán)總成與鏈刀連接架連接的示意圖。圖4是本發(fā)明的鏈刀切割箱總成與鏈刀連接架連接的示意圖。圖5是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)輪箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)刀箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明的惰性輪箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明用于垂直拼接下插土層施工步驟示意圖。圖9是本發(fā)明用于一步成墻法施工步驟示意圖。圖10是本發(fā)明用于三步成墻法施工步驟示意圖。圖11是本發(fā)明施工的成墻示意圖。圖12是SMW工法施工的成墻示意圖。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖1-圖7，鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備由主機(jī)1、履帶式底盤(pán)總成2、鏈刀連接架3、 同步注漿系統(tǒng)4、鏈刀切割箱總成5組成；主機(jī)1設(shè)置在底盤(pán)總成2上，主機(jī)1上安裝了動(dòng)力裝置和電液系統(tǒng)，為設(shè)備的行走和鏈刀的旋轉(zhuǎn)切削提供動(dòng)力和控制；整機(jī)通過(guò)底盤(pán)2行走可沿成墻方向移動(dòng)；底盤(pán)總成2 —側(cè)通過(guò)前連接銷(xiāo)軸9與鏈刀連接架3下部連接，鏈刀連接架3的上部連接有斜拉桿6，斜拉桿6通過(guò)調(diào)整油缸8用后連接銷(xiāo)軸7與底盤(pán)總成2的另一側(cè)連接，可實(shí)現(xiàn)鏈刀連接架3 —個(gè)方向的角度調(diào)整；鏈刀連接架3上通過(guò)由橫向軌道 11、10和豎向軌道14構(gòu)成的二維平面定位裝置連接有鏈刀切割箱總成5，橫向軌道11、10 分別設(shè)在鏈刀連接架3的上下部，豎向軌道14通過(guò)上下兩個(gè)滑座12、20與橫向軌道11、10 連接滑動(dòng)配合，鏈刀切割箱總成5通過(guò)多組抱箍15與豎向軌道14連接滑動(dòng)配合，在橫向軌道11、10和豎向軌道14之間分別設(shè)有橫向液壓缸13、21，在豎向軌道14和鏈刀切割箱總成5之間設(shè)有豎向液壓缸16，通過(guò)鏈刀連接架3上下的橫向液壓缸13、21和豎向液壓缸16 可實(shí)現(xiàn)鏈刀切割箱總成5在鏈刀連接架3上的水平滑移和垂直滑移；鏈刀切割箱總成5由上下兩端的驅(qū)動(dòng)輪箱17、惰性輪箱19和位于驅(qū)動(dòng)輪箱17、惰性輪箱19之間的多節(jié)標(biāo)準(zhǔn)刀箱18拼裝而成，刀箱間通過(guò)銷(xiāo)軸25定位，用螺栓沈固定連接；在驅(qū)動(dòng)輪箱17和惰性輪箱 19中分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)鏈輪22和惰性輪四，在標(biāo)準(zhǔn)刀箱18的兩側(cè)嵌有繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)鏈輪22和惰性輪四的鏈軌對(duì)，若干組不同寬度的刀具23以一定的排列規(guī)律固定于鏈軌M上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪箱17中的驅(qū)動(dòng)鏈輪22與惰性輪箱19中的惰性輪四旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鏈軌M與其上的刀具 23旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的切割攪拌；鏈刀切割箱總成5內(nèi)部設(shè)有多個(gè)連接同步注漿系統(tǒng)的輸漿通道27，輸漿通道27通往設(shè)置在惰性輪箱19兩側(cè)的噴漿口 30，漿液與空氣由同步注漿系統(tǒng)的管路進(jìn)入輸漿通道27，從噴漿口 30噴出。為設(shè)備正常工作，設(shè)計(jì)了多處監(jiān)控措施。在鏈刀切割箱總成5內(nèi)部沿豎向的多個(gè)輸漿通道27的一個(gè)輸漿通道觀中放置垂直傳感儀器，間隔η個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刀箱18放置一個(gè)，用信號(hào)線將其上下相連，監(jiān)測(cè)鏈刀切割箱總成5的角度變化，并根據(jù)檢測(cè)鏈軌M旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)鏈刀切割箱總成5的推進(jìn)速度和鏈軌M的旋轉(zhuǎn)速度。根據(jù)注漿流量和設(shè)定注漿比例，自動(dòng)匹配切削攪拌推進(jìn)速度。根據(jù)不同成墻寬度更換不同寬度的刀具?？筛鶕?jù)不同土質(zhì)更換不同類(lèi)型的刀具。本發(fā)明設(shè)備施工時(shí)，通過(guò)底盤(pán)總成2可沿成墻方向移動(dòng)，設(shè)備所帶的鏈刀切割箱總成5插入地基土層到達(dá)成墻設(shè)計(jì)深度后，通過(guò)鏈刀連接架3上的上下橫向推進(jìn)缸13、21 推動(dòng)鏈刀切割箱總成5沿成墻方向橫移，做直線切割運(yùn)動(dòng)，同時(shí)開(kāi)啟同步注漿系統(tǒng)4，具有一定壓力的水泥漿液通過(guò)鏈刀切割箱5內(nèi)部從鏈刀切割箱總成5的最下端的惰性輪箱19 兩側(cè)噴出。鑲嵌于標(biāo)準(zhǔn)刀箱18兩側(cè)的鏈軌M帶動(dòng)刀具23旋轉(zhuǎn)，對(duì)土層進(jìn)行切割，并將成墻全深度方向的原土和水泥漿液進(jìn)行均勻的混合攪拌，漿液凝固后形成一道平整、連續(xù)、具有防滲(水)、擋土和承重功能的連續(xù)地下墻體。以下通過(guò)具體操作方法對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。參考圖8，本發(fā)明在施工時(shí)的具體拼裝切割方式為驅(qū)動(dòng)輪箱17與整機(jī)固連，開(kāi)始土層進(jìn)行切割時(shí)，將驅(qū)動(dòng)輪箱17與惰性輪箱19螺栓連接后，啟動(dòng)鏈軌24和刀具23轉(zhuǎn)動(dòng)， 豎向推進(jìn)缸16推進(jìn)將惰性輪箱19插入土層內(nèi)(參見(jiàn)圖8中a)，接著松開(kāi)兩箱的連接螺栓， 將惰性輪箱19留在土層中，移動(dòng)整機(jī)，將驅(qū)動(dòng)輪箱17與一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)箱18 —端相連(參見(jiàn)圖 8中b)，再返回惰性輪箱19處，將另一端與惰性輪箱19連接，將該節(jié)標(biāo)準(zhǔn)箱18繼續(xù)插入土層中(參見(jiàn)圖8中a)，往返多次，將鏈刀切割箱5拼裝到成墻設(shè)定深度，完成垂直切削。參考圖9、圖10，鏈刀切割箱總成5拼接完畢到成墻所需深度后，開(kāi)始沿成墻方向水平切割，通過(guò)鏈刀連接架3上的橫向推進(jìn)缸13推動(dòng)鏈刀切割箱總成5沿成墻方向橫移， 做直線切割運(yùn)動(dòng)。橫向切割運(yùn)動(dòng)根據(jù)切削深度和土質(zhì)情況分一步成型和三步成型兩種方式。當(dāng)成墻深度較小，標(biāo)貫值較低的土層中，土層結(jié)構(gòu)相對(duì)較好，水平運(yùn)動(dòng)速度較快，可實(shí)行一步成型方式，邊切割挖掘邊注入水泥漿液(參見(jiàn)圖9中a、b)。當(dāng)深度較大，地層中礫石含量較高，標(biāo)貫值較大時(shí)，采用三步成型方式，即首先注入挖掘液先行挖掘一段距離，返回原處后注入固化液攪拌成墻，再注入挖掘液進(jìn)行挖掘(參見(jiàn)圖10中a、b、c)。在垂直切削和水平切削過(guò)程中，實(shí)時(shí)觀看鏈刀切割箱的角度變化，發(fā)現(xiàn)偏角過(guò)大時(shí)，可多次回退降低進(jìn)給速度，保證鏈刀切割箱行進(jìn)過(guò)程中的合理偏角，保證成墻質(zhì)量?？筛鶕?jù)墻體的強(qiáng)度需要在攪拌成墻時(shí)以任意間距插入型鋼31。 本發(fā)明利用鏈軌沿切割箱旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀具切割原土，并在全深度方向進(jìn)行原土和水泥漿液的混合攪拌，凝固后形成一道平整、連續(xù)、具有防滲(水)、擋土和承重功能的連續(xù)地下墻體。本發(fā)明能滿(mǎn)足30-60m范圍內(nèi)深基坑(30-60m)支護(hù)的水泥土攪拌樁墻成型的需求。見(jiàn)圖11和圖12，本發(fā)明施工的成墻與SMW工法施工的成墻比較，且具有成墻防水性能好、施工經(jīng)濟(jì)性好、整機(jī)安全性好、土質(zhì)適應(yīng)性廣、成墻精度好等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備，其特征是包括主機(jī)、底盤(pán)總成、鏈刀連接架、同步注漿系統(tǒng)、鏈刀切割箱總成；所述主機(jī)設(shè)置在底盤(pán)總成上，主機(jī)上設(shè)有動(dòng)力裝置和電液系統(tǒng)，底盤(pán)的一側(cè)設(shè)有鏈刀連接架，鏈刀連接架上通過(guò)由橫向軌道和豎向軌道構(gòu)成的二維平面定位裝置連接有鏈刀切割箱總成；所述鏈刀切割箱總成包括上下兩端的驅(qū)動(dòng)輪箱、惰性輪箱和位于驅(qū)動(dòng)輪箱、惰性輪箱之間的多節(jié)標(biāo)準(zhǔn)刀箱；驅(qū)動(dòng)輪箱和惰性輪箱中分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)鏈輪和惰性輪；在標(biāo)準(zhǔn)刀箱的兩側(cè)嵌有繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)鏈輪和惰性輪的鏈軌，若干組不同寬度的切削刀具以一定的排列規(guī)律固定于鏈軌上；鏈刀切割箱總成內(nèi)部設(shè)有連接所述同步注漿系統(tǒng)并通往設(shè)置在惰性輪箱上噴漿口的輸漿通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備，其特征是所述鏈刀連接架的下部鉸接在底盤(pán)總成的一側(cè)，其上部連接有斜拉桿，斜拉桿通過(guò)調(diào)整油缸鉸接在底盤(pán)總成的另一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備，其特征是在所述鏈刀切割箱總成上沿豎向的內(nèi)部通道中設(shè)有若干垂直傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備，其特征是所述的二維平面定位裝置，其中的橫向軌道為上下兩根分別設(shè)在所述的鏈刀連接架的上、下部，豎向軌道通過(guò)滑座與上、下橫向軌道連接，所述的鏈刀切割箱總成設(shè)在縱向軌道上；在橫向軌道和豎向軌道之間設(shè)有橫向液壓缸，在豎向軌道和鏈刀切割箱總成之間設(shè)有豎向液壓缸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鏈刀式攪拌樁成墻設(shè)備，包括主機(jī)、底盤(pán)總成、鏈刀連接架、同步注漿系統(tǒng)、鏈刀切割箱總成；主機(jī)設(shè)置在底盤(pán)總成上，主機(jī)上設(shè)有動(dòng)力裝置和電液系統(tǒng)，底盤(pán)的一側(cè)設(shè)有鏈刀連接架，鏈刀連接架上通過(guò)二維平面定位裝置連接有鏈刀切割箱總成；鏈刀切割箱總成包括上下兩端的驅(qū)動(dòng)輪箱、惰性輪箱和位于驅(qū)動(dòng)輪箱、惰性輪箱之間的多節(jié)標(biāo)準(zhǔn)刀箱；驅(qū)動(dòng)輪箱和惰性輪箱中分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)鏈輪和惰性輪；在標(biāo)準(zhǔn)刀箱的兩側(cè)嵌有繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)鏈輪和惰性輪的鏈軌，若干組不同寬度的切削刀具以一定的排列規(guī)律固定于鏈軌上。本發(fā)明可以解決深基坑支護(hù)的水泥土攪拌樁墻“深、快、強(qiáng)”的需求。
文檔編號(hào)E02F5/06GK102535559SQ20121006900
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者劉在政, 彭軼瓊, 田澤宇, 程永亮, 鄭大橋 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵建重工集團(tuán)有限公司