一种基坑用斜支撑施工装置

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1.本实用新型涉及基坑工程领域，具体涉及一种基坑用斜支撑施工装置。

背景技术：

2.基坑工程中，放坡、重力式土墙、土钉墙、锚拉式结构等支护型式由于造价低廉、施工快速、土方开挖便捷等优点被优先采用，但在狭窄且有限的施工环境下不适用，特别是在城市建设迅速发展及旧城改造持续推进的背景下，基坑工程周边紧邻密集建筑、市政道路管线及轨道交通等各类建筑设施，施工环境复杂且对基坑稳定性和位移控制要求极为严格，这种情况下多采用刚度强、变形小的排桩(墙)+内支撑的支护型式，其中，内支撑包括常规水平内支撑和现在逐渐发展起来的斜抛撑及斜支撑。基坑面积较大时，相比于水平内支撑，采用斜撑土方施工方便、可缩短工期、节省成本；相比于底板斜抛撑，斜支撑更具优势，可在地面直接施工，按常规流程进行土方开挖，基坑边无需预留反压土，施工更为方便快捷。
3.由于斜支撑支护结构(见图1)处于发展初期，相关施工技术尚不完善，目前的施工方法较为简单，如专利(专利号：cn106759345a)中提到基坑开挖一定深度，通过在围护桩上安装的静压反力装置将斜支撑送进基坑底部中至设计位置，但施工时需不断反复拆装静压反力装置，过程繁琐，时间成本大；专利(专利号：cn210421089u)设计了一种步履式围护斜桩压桩机，可快速移动至打桩位置并可施打多种角度斜桩，但对于软土地区斜支撑底部反力不足时，仍需利用其它钻机或旋喷机在设计位置提前施工锚固体为斜支撑提供支撑反力，操作流程复杂。

技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提出一种基坑用斜支撑施工装置，该施工装置集旋喷引孔注浆和压桩、吊装于一体，操作方便灵活，可实现多种角度斜支撑，特别适用于多种土层特别是软土地区及空间狭小复杂的施工场地。
5.一种基坑用斜支撑施工装置，该装置包括行走机构、旋转机构、控制机构、钻杆-斜桩装置和吊装装置；
6.所述旋转机构位于所述行走机构上，所述钻杆-斜桩装置和吊装装置位于所述旋转机构上，所述控制机构控制所述旋转机构，相对于所述行走机构实现水平旋转，调整所述钻杆-斜桩装置和吊装装置相对于基坑的角度；
7.所述吊装装置可沿所述旋转机构水平移动，且其中的吊架可在竖直平面内转动；
8.所述钻杆-斜桩装置包括钻杆动力头、导向架、压桩头、钻杆、液压升降杆一、液压升降杆二、液压升降杆三、格构式斜桩、抱桩器、旋喷钻头、升降装置、可拆卸移动式卡持钻杆装置；
9.其中，所述液压升降杆一、液压升降杆二、液压升降杆三平行安装在导向架上；钻杆动力头、压桩头、抱桩器沿导向架的长度方向上依次平行放置，且三者分别与液压升降杆
一、液压升降杆二、液压升降杆三的伸缩杆连接，由液压升降杆带动沿导向架长度方向上下移动；
10.所述压桩头中部开设有圆形支撑孔，且在所述圆形支撑孔的一侧设置有伸缩板，所述钻杆穿过所述压桩头上的圆形支撑孔，一端与所述钻杆动力头连接，另一端与旋喷钻头连接，钻杆通过液压升降杆一、压桩头和抱桩器分段送入土体，外部浆液可从注浆设备连接口通过钻杆进入土体中；
11.所述钻杆上沿长度方向设置有多个钻杆凹槽，所述伸缩板可插入所述钻杆凹槽，实现对钻杆的夹持；
12.所述格构式斜桩的顶部固定在所述压桩头上，并由所述抱桩器抱紧，通过抱桩器、液压升降杆二和液压升降杆三将格构式斜桩分段送入土体设计位置；
13.所述可拆卸移动式卡持钻杆装置为短板，其可一端固定在所述旋转机构上，另一端穿过所述格构式斜桩的间隙插入所述钻杆的钻杆凹槽中，用于临时夹持钻杆；
14.所述升降装置一端固定在所述导向架的背部，另一端固定在所述旋转机构上，用于调节所述导向架的倾斜角度。
15.进一步地，所述行走机构为履带式行走机构，其包括支腿、履带、支架、行走马达及传动装置、履带运输平台；所述履带运输平台通过所述支架支撑在所述履带上部，并由所述行走马达及传动装置驱动所述履带转动，带动整个行走机构移动；所述支腿布置在所述履带运输平台的端部，可轴向伸缩，用于地面平。
16.进一步地，所述旋转机构包括操作平台、旋转马达一及传动装置，所述操作平台位于所述履带运输平台上方，并由所述旋转马达一及传动装置驱动，实现所述操作平台相对于所述履带运输平台在水平面内的转动；所述操作平台和履带运输平台中部对应位置开设有与桩孔对应的圆孔，且该圆孔位于两个履带之间。
17.进一步地，所述吊装装置包括底座、可滑动升降装置、旋转马达三及其驱动装置、吊臂和若干吊钩；
18.所述可滑动升降装置、旋转马达三、吊臂均位于所述底座上，所述操作平台上开设有滑槽，所述底座可沿所述滑槽滑动，带动整个吊装装置沿水平面的移动；
19.所述旋转马达三及其驱动装置驱动所述底座在水平面内进行转动；
20.所述可滑动升降装置一端固定在所述底座上，伸缩杆与所述吊臂连接，带动所述吊臂实现在竖直平面内的转动；
21.所述吊臂可沿轴向伸缩，其上固定若干吊钩，通过控制吊钩的高度来调节吊装的钻杆或斜桩的角度。
22.本实用新型的有益效果如下：
23.针对现有装置功能单一，施工步骤繁琐，本实用新型的施工装置集旋喷、引孔、压桩、吊装于一体的基坑用斜支撑施工装置及相关施工方法，既可钻杆和斜支撑同时施工也可分开施工，操作简单、施工便捷、性价比高，斜支撑角度灵活可控，适用于多种复杂环境下的基坑工程。另外，压桩设备位于本实用新型的施工装置中部，节省了施工空间。
附图说明
24.图1为现有的基坑支护结构剖面示意图。
25.图2为根据其中一示例性实施例示出的基坑用斜支撑施工装置的三维示意图一。
26.图3为根据其中一示例性实施例示出的基坑用斜支撑施工装置的三维示意图二。
27.图4为根据其中一示例性实施例示出的基坑用斜支撑施工装置的三维示意图三。
28.图5为可拆卸移动式卡持钻杆装置的三维示意图。
29.图6为压桩头夹持和松弛钻杆三维示意图。
30.图7为步骤一准备工作示意图。
31.图8为步骤二施工过程示意图。
32.图9为步骤三施工示意图。
33.图10为步骤四施工示意图。
34.图11为步骤五施工示意图。
35.图12为步骤六施工示意图。
36.图13为逐段收回钻杆的示意图。
37.图14为先在钻杆端部形成旋喷桩体，再将格构式斜桩送入土体及旋喷桩体中的示意图。
38.图中，行走机构1、支腿101；履带102；支架103；行走马达及传动装置104、履带运输平台105、旋转机构2、操作平台201、旋转马达一及传动装置202、滑槽201-2、控制机构3、液压泵301、柴油机302、控制系统303、钻杆-斜桩装置4、钻杆动力头401、导向架402、压桩头403、钻杆404、液压升降杆一405、液压升降杆二406、液压升降杆三407、格构式斜桩408、抱桩器409、旋喷钻头410、升降装置411、可拆卸移动式卡持钻杆装置412、注浆设备连接口401-1、旋转马达二401-2、钻杆旋转头401-3、钻杆固定板401-4、伸缩板403-1、钻杆凹槽404-1、吊装装置5、底座501、可滑动升降装置502、旋转马达三及传动装置503、吊臂504、吊钩一505、吊钩二506。
具体实施方式
39.下面根据附图和优选实施例详细描述本实用新型，本实用新型的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
40.如图1～6所示，本实用新型的基坑用斜支撑施工装置，包括行走机构1、旋转机构2、控制机构3、钻杆-斜桩装置4和吊装装置5五大部分。
41.其中，行走机构1为履带式行走机构，其包括支腿101、履带102、支架103、行走马达及传动装置104和履带运输平台105。其中，履带运输平台105通过支架103支撑在履带102上部，并由行走马达及传动装置104驱动履带102转动，带动履带运输平台105移动。支腿101布置在履带运输平台105的四个角上，可液压伸缩，用于地面平。
42.旋转机构2包括操作平台201和旋转马达一及传动装置202，操作平台201位于履带运输平台105上方，操作平台201和履带运输平台105中部对应位置开设有对应桩孔的圆孔，该圆孔位于两个履带102之间，，旋转马达一及传动装置202固定在履带运输平台105上，用于驱动操作平台201相围绕桩孔实现水平旋转。本实用新型的施工装置使得桩孔在整个履带运输平台105的下方，而不是常规的在施工装置的前方，从而节省了操作空间，对于空间狭小的施工场地更适用。
43.控制机构3包括液压泵301、柴油机302和控制系统303。其中，控制系统303用于控制液压泵301和所有的马达，实现各部件的合作可实现整体设备的行走、旋转等。液压泵301实现将液压油泵送给各个马达和液压升降杆，从而驱动马达对应的设备进行运动。
44.钻杆-斜桩装置4包括钻杆动力头401、导向架402、压桩头403、钻杆404、液压升降杆一405、液压升降杆二406、液压升降杆三407、格构式斜桩408、抱桩器409、旋喷钻头410、升降装置411、可拆卸移动式卡持钻杆装置412。
45.其中，导向架402为u型，液压升降杆一405、液压升降杆二406和液压升降杆三407平行安装在在导向架402上。钻杆动力头401、压桩头403、抱桩器409沿导向架402的长度方向上依次平行放置，且钻杆动力头401、压桩头403、抱桩器409分别与液压升降杆一405、液压升降杆二406和液压升降杆三407的活塞杆连接，由液压升降杆带动其沿导向架402长度方向上下移动。钻杆动力头401位于导向架402的最外端，其包括注浆设备连接口401-1、旋转马达二401-2、钻杆旋转头401-3、钻杆固定板401-4，钻杆旋转头401-3与钻杆固定板401-4通过齿轮齿条连接，钻杆旋转头401-3在旋转马达二401-2提供的动力作用下实现旋转。
46.压桩头403中部开设有圆形支撑孔，截面积稍大于钻杆404的直径。压桩头403上设置有伸缩板403-1。钻杆404穿过压桩头403上的支撑孔，一端与钻杆旋转头401-3固定连接，另一端与旋喷钻头410连接，钻杆404通过液压升降杆一405、压桩头403和抱桩器409分段送入土体，外部浆液可从注浆设备连接口401-1通过钻杆404进入土体中。
47.钻杆404沿长度方向每间隔1m设置一个钻杆凹槽404-1，钻杆凹槽404-1深度小于钻杆壁厚，压桩头403上的伸缩板403-1根据实际施工情况可随时作钻杆导向器和夹持器，当需夹持钻杆时，手动将伸缩板403-1伸出，卡在钻孔钻杆凹槽404-1处，当不需要夹持钻杆时，手动将伸缩板403-1缩回。
48.旋喷钻头410施工中若仅需引孔时可更换成普通钻头，或可从旋喷钻头410中喷射高压水切割土体引孔。
49.格构式斜桩408为方形截面，顶部固定在压桩头403上，并由抱桩器409抱紧，通过抱桩器409、液压升降杆二406和液压升降杆三407将格构式斜桩408分段送入土体设计位置。外部浆液从旋喷钻头410喷出后在土体中形成旋喷桩体，为倾斜的格构式斜桩408提供端部反力。
50.可拆卸移动式卡持钻杆装置412为和伸缩板403-1类似的一端开有小孔的短板，其一端开设的小孔通过螺栓与操作平台201固定，另一端在需要时可插入钻杆404的钻杆凹槽404-1中。钻杆404和由格构式斜桩408组成的斜支撑分段安装时，需要临时安装可拆卸移动式卡持钻杆装置411卡在钻杆凹槽404-1中，用于临时夹持钻杆，如图10所示。
51.升降装置411固定在导向架402的背部，升降装置的缸体固定在操作平台201上，伸缩杆与导向架402的背部铰接，可任意调节倾斜角度并锁死。
52.吊装装置5位于操作平台201上，其包括底座501、可滑动升降装置502、旋转马达三503、吊臂504、吊钩一505和吊钩二506。底座501可沿操作平台201上的滑槽201-2滑动，可滑动升降装置502、旋转马达三503、吊臂504与底座501铰接，旋转马达三及传动装置503驱动底座501在水平面内作旋转运动，吊臂504可轴向伸缩调节长度。可滑动升降装置502的缸体可转动支撑在底座501上，其伸缩杆与吊臂504连接，使吊臂504从水平状态调整至竖直状态((吊装设备准备状态)。吊臂504上配置吊钩一505和吊钩二506，吊装时控制吊钩各自的高
度来调节钻杆或斜桩的角度。
53.如图7～13所示，采用本实用新型的基坑用斜支撑施工装置进行施工的步骤具体如下：
54.步骤一：按设计要求，将基坑用斜支撑施工装置放置于施工位置，调整支腿101平，做好准备工作，参见图7；
55.步骤二：通过操作平台201调节导向架402角度并锁死，将压桩头403和抱桩器409调节至合适位置，通过吊装装置吊装第一段格构式斜桩408并安装好；参见图8；
56.步骤三：安装第一段带旋喷钻头410的钻杆404，此时压桩头403仅做导向器用，参见图9；
57.步骤四：通过操作平台201控制钻杆动力头401、压桩头403、抱桩器409、液压升降杆一405、液压升降杆二406、液压升降杆三407将钻杆404和格构式斜桩408沿导向架402向土体方向送入，参见图10；
58.当钻杆404需要接下一段时，压桩头403中的伸缩板403-1伸出，夹紧钻杆404，钻杆动力头401松开钻杆404，调节压桩头403和钻杆动力头401间的距离，放入下一段钻杆404，将其与钻杆动力头401和下一段钻杆404连接，压桩头403松开上一段钻杆404，通过操作平台201控制钻杆动力头401将钻杆向土体方向送入。
59.当需要接下一段斜支撑时，可在钻杆404接下一段时操作，安装可拆卸移动式卡持钻杆装置412，从格构式斜桩408间隙处插入钻杆404的钻杆凹槽404-1内卡紧钻杆404，压桩头403中的伸缩板403-1回缩，并与钻杆动力头401同时松开格构式斜桩408和钻杆404，调节压桩头403和钻杆动力头401位置，吊装安装下一段斜支撑和钻杆，松开可拆卸移动式卡持钻杆装置412，通过操作平台201将格构式斜桩408和钻杆404向土体方向送入；参见图11。
60.步骤五：重复步骤四，将格构式斜桩408和带旋喷钻头410的钻杆404送入土体中的设计位置，按设计要求，浆液通过旋喷钻头410形成旋喷桩体，为格构式斜桩408提供端部反力。
61.步骤六：步骤五完成后，控制钻杆动力头401沿导向架402上移，如图12所示，带动钻杆404拔出，压桩头403中的伸缩板403-1伸出卡紧钻杆404，取出第一段钻杆404，下移钻杆动力头401，并与下一段钻杆404连接，压桩头403中的伸缩板403-1回缩松开钻杆404，上移钻杆动力头401，取出第二段钻杆，如此反复，钻杆404及旋喷钻头410完全拔出，抱桩器409松开格构式斜桩408，如图13所示，调节钻杆动力头401、压桩头403、抱桩器409位置，收回支腿101或地锚装置，将整套装置移动到下一个打桩位置。
62.上述步骤仅为参考，实际施工时可根据具体情况调节施工顺序，如钻孔施工和压桩施工分开进行，即先按上述施工步骤将钻杆404送入土体中，在钻杆404端部形成旋喷桩体，如图14所示，然后再在钻杆动力头401、压桩头403作用下将钻杆404完全拔出，再将格构式斜桩408送入土体及旋喷桩体中。
63.本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为实用新型的优选实例而已，并不用于限制实用新型，尽管参照前述实例对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在实用新型的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基坑用斜支撑施工装置，其特征在于，该装置包括行走机构、旋转机构、控制机构、钻杆-斜桩装置和吊装装置；所述旋转机构位于所述行走机构上，所述钻杆-斜桩装置和吊装装置位于所述旋转机构上，所述控制机构控制所述旋转机构，相对于所述行走机构实现水平旋转，调整所述钻杆-斜桩装置和吊装装置相对于基坑的角度；所述吊装装置可沿所述旋转机构水平移动，且其中的吊架可在竖直平面内转动；所述钻杆-斜桩装置包括钻杆动力头、导向架、压桩头、钻杆、液压升降杆一、液压升降杆二、液压升降杆三、格构式斜桩、抱桩器、旋喷钻头、升降装置、可拆卸移动式卡持钻杆装置；其中，所述液压升降杆一、液压升降杆二、液压升降杆三平行安装在导向架上；钻杆动力头、压桩头、抱桩器沿导向架的长度方向上依次平行放置，且三者分别与液压升降杆一、液压升降杆二、液压升降杆三的伸缩杆连接，由液压升降杆带动沿导向架长度方向上下移动；所述压桩头中部开设有圆形支撑孔，且在所述圆形支撑孔的一侧设置有伸缩板，所述钻杆穿过所述压桩头上的圆形支撑孔，一端与所述钻杆动力头连接，另一端与旋喷钻头连接，钻杆通过液压升降杆一、压桩头和抱桩器分段送入土体，外部浆液可从注浆设备连接口通过钻杆进入土体中；所述钻杆上沿长度方向设置有多个钻杆凹槽，所述伸缩板可插入所述钻杆凹槽，实现对钻杆的夹持；所述格构式斜桩的顶部固定在所述压桩头上，并由所述抱桩器抱紧，通过抱桩器、液压升降杆二和液压升降杆三将格构式斜桩分段送入土体设计位置；所述可拆卸移动式卡持钻杆装置为短板，其可一端固定在所述旋转机构上，另一端穿过所述格构式斜桩的间隙插入所述钻杆的钻杆凹槽中，用于临时夹持钻杆；所述升降装置一端固定在所述导向架的背部，另一端固定在所述旋转机构上，用于调节所述导向架的倾斜角度。2.根据权利要求1所述的基坑用斜支撑施工装置，其特征在于，所述行走机构为履带式行走机构，其包括支腿、履带、支架、行走马达及传动装置、履带运输平台；所述履带运输平台通过所述支架支撑在所述履带上部，并由所述行走马达及传动装置驱动所述履带转动，带动整个行走机构移动；所述支腿布置在所述履带运输平台的端部，可轴向伸缩，用于地面平。3.根据权利要求2所述的基坑用斜支撑施工装置，其特征在于，所述旋转机构包括操作平台、旋转马达一及传动装置，所述操作平台位于所述履带运输平台上方，并由所述旋转马达一及传动装置驱动，实现所述操作平台相对于所述履带运输平台在水平面内的转动；所述操作平台和履带运输平台中部对应位置开设有与桩孔对应的圆孔，且该圆孔位于两个履带之间。4.根据权利要求3所述的基坑用斜支撑施工装置，其特征在于，所述吊装装置包括底座、可滑动升降装置、旋转马达三及其驱动装置、吊臂和若干吊钩；所述可滑动升降装置、旋转马达三、吊臂均位于所述底座上，所述操作平台上开设有滑槽，所述底座可沿所述滑槽滑动，带动整个吊装装置沿水平面的移动；
所述旋转马达三及其驱动装置驱动所述底座在水平面内进行转动；所述可滑动升降装置一端固定在所述底座上，伸缩杆与所述吊臂连接，带动所述吊臂实现在竖直平面内的转动；所述吊臂可沿轴向伸缩，其上固定若干吊钩，通过控制吊钩的高度来调节吊装的钻杆或斜桩的角度。

技术总结

本实用新型公开一种基坑用斜支撑施工装置，该装置包括行走机构、旋转机构、控制机构、钻杆-斜桩装置和吊装装置。本实用新型的施工装置及施工方法集旋喷、引孔、压桩、吊装于一体，既可钻杆和斜支撑同时施工也可分开施工，操作简单、施工便捷、性价比高，斜支撑角度灵活可控，适用于多种复杂环境下的基坑工程。适用于多种复杂环境下的基坑工程。适用于多种复杂环境下的基坑工程。