軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于盾構(gòu)切樁【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法。實(shí)施步驟包括：選用貝殼先行刀作為切樁刀具，確定刀具的尺寸；采用同心圓等間距的方式配置正面切樁刀；配置主超前切樁刀，超前量宜為3d左右；在主超前切樁刀的臨側(cè)兩邊配置副超前切樁刀。本發(fā)明使得盾構(gòu)直接切削大直徑樁基成為可行，可以全覆蓋面切削混凝土樁身，可以按設(shè)計(jì)長度將鋼筋切斷，有效、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。
【專利說明】軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑粧基的刀具配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于盾構(gòu)切樁【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在城市密集建(構(gòu))筑物區(qū)域修建地鐵盾構(gòu)隧道時(shí)，由于隧道線路受限，盾構(gòu)正面遭遇鋼筋混凝土樁基障礙物的情況時(shí)有發(fā)生?？紤]到常規(guī)盾構(gòu)機(jī)基本不具備直接切樁能力，故一般選擇拆除原建(構(gòu))筑物、地面拔樁、開挖豎井后鑿樁等傳統(tǒng)方法事先移除樁基。這些傳統(tǒng)方法雖相對(duì)成熟安全，但其也存在著成本高、影響環(huán)境大、工期長等不足。因此，若能實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)直接切削破除鋼筋混凝土障礙樁，將對(duì)節(jié)省工程投資、減小周邊環(huán)境影響、縮短工期等方面具有重要意義，且在區(qū)間線路設(shè)計(jì)上也將有更多的可選性和靈活性，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
[0003]但盾構(gòu)直接切樁作為一項(xiàng)前沿技術(shù)，目前在國際范圍內(nèi)尚遠(yuǎn)未成熟。國外未見有切樁工程案例或切樁刀具配置研究的報(bào)道，國內(nèi)雖已有個(gè)別切樁工程案例，但基本上局限于切削方樁或小直徑圓樁，切削大直徑圓樁的工程案例僅有一例(專利申請(qǐng)?zhí)?01210451004.2)，該工程案例雖然最終實(shí)施結(jié)果較為理想，但在切樁刀具配置方面，仍存在三點(diǎn)不足:一，需要切樁前進(jìn)行開艙換刀作業(yè)，而一般情況下在軟土地層中開艙的成本和風(fēng)險(xiǎn)均較大；二，采用滾刀切削鋼筋混凝土樁基，而滾刀在軟土地層中使用時(shí)，較易發(fā)生滾刀轉(zhuǎn)軸被土砂堵死而無法轉(zhuǎn)動(dòng)的情況；三，為了使用滾刀，必須更換使用復(fù)合式刀盤或?qū)υ瓉淼能浲恋侗P進(jìn)行大幅改造，因此經(jīng)濟(jì)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法，使得盾構(gòu)直接切削大直徑樁基成為可行，并且工程風(fēng)險(xiǎn)小、成本低。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]所述軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法，按以下步驟進(jìn)行，
[0007]步驟I):選擇刀具類型:
[0008]選用貝殼先行刀作為切樁刀具，貝殼先行刀的刀身寬度不低于5cm，刀身高度高于刮刀6cm以上，刀身長度滿足至少能鑲嵌四塊合金刀刃；貝殼先行刀的刀身寬度、高度、長度與所切樁基的直徑成正比；
[0009]步驟2):配置正面切樁刀:
[0010]正面切樁刀通過將貝殼先行刀直接焊接在刀盤上而形成，采用同心圓等間距的方式布置，相鄰軌跡的布置間距Sshell滿足1.2Bcutter ( Sshell ( 1.4BeuttOT，式中，Beuttw為貝殼先行刀的刀身寬度；
[0011]步驟3):配置主超前切樁刀:
[0012]將貝殼先行刀焊接固定在厚鋼墊塊上，然后再整體焊接在刀盤上，從而形成主超前切樁刀；在切削高度上，主超前切樁刀超前于正面切樁刀，超前量即厚鋼墊塊的厚度為2.8d?3.2d，其中d為待切樁基中鋼筋的直徑，主超前切樁刀的軌跡間距Sahead滿足
Sahead = Kiin(Z)c-ZwwJ，式中，DemveyOT為螺旋輸送機(jī)的筒體內(nèi)徑，Lscrew為螺旋輸送機(jī)
相鄰螺環(huán)的間距；
[0013]步驟4):配置副超前切樁刀:
[0014]將貝殼先行刀焊接固定在薄鋼墊塊上，然后再整體焊接在刀盤上，從而形成副超前切樁刀；副超前切樁刀的超前量，即薄鋼墊塊的厚度為1.4d?1.6d ;
[0015]副超前切樁刀布置在主超前切樁刀的兩側(cè)，并在副超前切樁刀的另一側(cè)布置正面切樁刀。
[0016]所述大直徑樁基為直徑不小于IOOOmm的鋼筋混凝土樁基。
[0017]所述步驟3)中的螺旋輸送機(jī)，是切樁配套采用的無中心軸的帶式螺旋輸送機(jī)。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]該刀具配置方法既可用于切削大直徑樁基，也可使盾構(gòu)切樁前、切樁后在土層中正常掘進(jìn)，無需開艙換刀；在該刀具配置下，可以全覆蓋面切削混凝土，從而可以全面保護(hù)普通刮刀；可以按照設(shè)計(jì)長度將鋼筋切斷，從而有利于鋼筋從螺旋輸送機(jī)中順暢排出；該刀具配置方法有效、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，在現(xiàn)有刀盤上增焊相應(yīng)的刀具即可。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明所述的刀具配置方法的示意圖。
[0021]圖中標(biāo)號(hào):
[0022]1-刀盤;2_正面切樁刀；3_厚鋼墊塊；4_主超前切樁刀；5_薄鋼墊塊；6_副超前切樁刀；7-鋼筋；8-混凝土。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供了一種軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0024]本實(shí)施例為蘇州軌道交通2號(hào)線盾構(gòu)切削14根大直徑橋梁樁基工程所用的刀具配置方法，該工程左線和右線分別全斷面切削7根Φ 1000?1200_的鉆孔灌注樁，鋼筋7的直徑為Φ20?22mm，混凝土 8強(qiáng)度為C30。
[0025]如圖1所示，從現(xiàn)有的各刀具類型中選用貝殼先行刀作為切樁刀具，貝殼先行刀的刀身寬度設(shè)計(jì)取值為64mm，刀身高度高于刮刀80mm，刀身長度為214mm，可以滿足鑲嵌五塊合金刀刃；
[0026]將貝殼先行刀直接焊接在刀盤I上而形成正面切樁刀2，采用同心圓等間距的方式布置，由于貝殼先行刀的刀身寬度Beutte=64mm，為了滿足1.2Bcutter ( Sshell ( 1.4Bcutter并取整數(shù)值，故相鄰軌跡的布置間距Sshell=80mm。
[0027]將貝殼先行刀焊接固定在厚鋼墊塊3上，然后再整體焊接在刀盤I上，從而形成主超前切樁刀4，主超前切樁刀的超前量亦即厚鋼墊塊的厚度取為65mm (3d=66mm)。考慮到螺旋輸送機(jī)的筒體內(nèi)徑D_veyOT=67mm，螺旋輸送機(jī)相鄰螺環(huán)的間距Lsraew=60mm，根據(jù)Saheaii = ^im{Dcom^,or,Lscreyt)，超前切樁刀的軌跡間距 Sahead 取為 8X8cm=64cm。
[0028]將貝殼先行刀焊接固定在薄鋼墊塊5上，然后再整體焊接在刀盤I上，從而形成副超前切樁刀6，副超前切樁刀的超前量亦即薄鋼墊塊的厚度取為30mm (1.5d=33mm)，副超前切樁刀布置在主超前切樁刀的臨側(cè)兩邊。
[0029]按照上述刀具配置的刀盤，在蘇州切樁工程獲得成功應(yīng)用，施工效果良好:刀具能夠按設(shè)計(jì)的長度將鋼筋切斷，從而鋼筋易于從螺旋輸送機(jī)中排出，未發(fā)生卡死螺旋輸送機(jī)現(xiàn)象；刀具充分切削了混凝土樁身， 普通刮刀完全處于保護(hù)之中，幾乎沒有磨損。
【權(quán)利要求】
1.一種軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行， 步驟I):選擇刀具類型: 選用貝殼先行刀作為切樁刀具，貝殼先行刀的刀身寬度不低于5cm，刀身高度高于刮刀6cm以上，刀身長度滿足至少能鑲嵌四塊合金刀刃；貝殼先行刀的刀身寬度、高度、長度與所切樁基的直徑成正比； 步驟2):配置正面切樁刀: 正面切樁刀通過將貝 殼先行刀直接焊接在刀盤上而形成，采用同心圓等間距的方式布置，相鄰軌跡的布置間距Sshell滿足1.2Bcutter ( Sshell ( 1.4BeuttOT，式中，Beuttw為貝殼先行刀的刀身寬度； 步驟3):配置主超前切樁刀: 將貝殼先行刀焊接固定在厚鋼墊塊上，然后再整體焊接在刀盤上，從而形成主超前切樁刀；在切削高度上，主超前切樁刀超前于正面切樁刀，超前量即厚鋼墊塊的厚度為2.8d~3.2d，其中d為待切樁基中鋼筋的直徑，主超前切樁刀的軌跡間距Sahead滿足Sahead = ^[Dconveyo,.,Lscren^，式中，Dconveyor為螺旋輸送機(jī)的筒體內(nèi)徑，Lscrew為螺旋輸送機(jī)相鄰螺環(huán)的間距； 步驟4):配置副超前切樁刀: 將貝殼先行刀焊接固定在薄鋼墊塊上，然后再整體焊接在刀盤上，從而形成副超前切樁刀；副超前切樁刀的超前量，即薄鋼墊塊的厚度為1.4d~1.6d ; 副超前切樁刀布置在主超前切樁刀的兩側(cè)，并在副超前切樁刀的另一側(cè)布置正面切樁刀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法，其特征在于，所述大直徑樁基為直徑不小于1000_的鋼筋混凝土樁基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地層盾構(gòu)直接切削大直徑樁基的刀具配置方法，其特征在于，所述步驟3)中的螺旋輸送機(jī)，是切樁配套采用的無中心軸的帶式螺旋輸送機(jī)。
【文檔編號(hào)】E21D9/08GK103670428SQ201310628199
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】袁大軍, 周明保, 蔡榮, 李興高, 韓冰 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)