專利名稱：籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑地下工程中一種地下連續(xù)墻的成墻工藝及其裝置。
地下連續(xù)墻最早采用的是樁排式地下連續(xù)墻，但其整體性差，接縫多，影響墻體防滲和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，為此，意大利的米蘭ICOS公司經(jīng)實(shí)踐積累了經(jīng)驗(yàn)并改進(jìn)了成墻施工工藝，其具體工藝過程是①開挖地槽筑導(dǎo)墻；②在導(dǎo)墻內(nèi)一定間距沉入鎖口管，兩鎖口管之間為單元槽段；③在單元槽段內(nèi)用專用導(dǎo)板抓斗開挖深槽；④在深槽兩側(cè)穩(wěn)定注入膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁⑤將預(yù)先加工好的鋼筋骨架置入深槽內(nèi)；⑥插入導(dǎo)管水下澆筑砼，并將護(hù)壁泥漿置換出來(lái)；⑦砼終凝后將鎖口樁拔出，完成單元槽段，單元槽段的連接形成地下連續(xù)墻。該施工工藝于1954年傳入法國(guó)、西德，1956年傳入南美，1957年加拿大開始應(yīng)用，1959年傳入日本，1958年我國(guó)在北京密云水庫(kù)和青島月子口水庫(kù)首次應(yīng)用，且國(guó)內(nèi)、外一直沿用至今，基本工藝并無(wú)變化。上述施工工藝存在下列缺點(diǎn)①施工前先筑導(dǎo)墻，不僅提高成本，且工期延長(zhǎng)；②護(hù)壁泥漿的制作、儲(chǔ)存、泥漿注入以及置換出來(lái)的廢漿的處理使地下連續(xù)墻的成本提高并污染環(huán)境；③成槽后將鋼筋骨架置入護(hù)壁泥漿中，并插入導(dǎo)管內(nèi)灌入砼，同時(shí)將護(hù)壁泥漿置換出槽外，整個(gè)成墻過程均在泥漿中進(jìn)行，質(zhì)量難以控制和檢測(cè)；④施工時(shí)按獨(dú)立的單元槽段，段與段之間的接口易夾泥，使地下連續(xù)墻整體性差，接縫易滲水；⑤施工機(jī)械選擇，泥漿質(zhì)量，單元槽段過長(zhǎng)，地質(zhì)變化等等均會(huì)降低成墻質(zhì)量和槽壁坍塌，出現(xiàn)坍塌情況處理困難；⑥為保證墻體的穩(wěn)定，墻體須滿足一定插入深度，使墻體總高度提高，造價(jià)高。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種能保證成墻質(zhì)量、施工方便、造價(jià)低、整體剛性好、防滲無(wú)環(huán)境污染的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝及其裝置。
本發(fā)明實(shí)施方案具體通過下列步驟完成a.按設(shè)計(jì)墻體清除雜填土，障礙物，開槽挖土；b.按計(jì)劃單元槽段(即一定間距)沉入鎖口樁，沉入深度必須保證墻體穩(wěn)定；c.在每一單元槽段的兩鎖口樁的上端外側(cè)現(xiàn)場(chǎng)焊接限位支擋件；d.在單元槽段內(nèi)兩鎖口樁和限位支擋件的兩側(cè)沉入足以承受槽內(nèi)無(wú)土?xí)r旁邊土壓力作用時(shí)的上下疊裝連接的護(hù)壁側(cè)板和護(hù)壁過渡側(cè)板；e.在兩側(cè)護(hù)壁側(cè)板內(nèi)置入兩臺(tái)專用取土裝置干法輪流取出槽內(nèi)土體；f.清除余土；g.置入鋼筋骨架，并插接插筋；h.按正常施工澆筑墻體砼；i.拔出護(hù)壁側(cè)板及護(hù)壁過渡側(cè)板后即成單元墻體；j.轉(zhuǎn)入相鄰單元槽段，依此循環(huán)完成所有槽段后即成地下連續(xù)墻。
實(shí)現(xiàn)上述施工工藝所配備的裝置包括沉入土層的鎖口樁，焊接在鎖口樁上的限位支擋件，設(shè)在相鄰兩鎖口樁和限位支擋件之間兩側(cè)的上下疊裝連接的護(hù)壁側(cè)板和護(hù)壁過渡側(cè)板，以及在兩側(cè)側(cè)板內(nèi)完成取土任務(wù)的取土裝置。
本發(fā)明地下連續(xù)墻的施工過程無(wú)導(dǎo)墻、無(wú)泥漿，故無(wú)環(huán)境污染，易清除余土，全墻鋼筋骨架相連強(qiáng)度好，接口質(zhì)量保證，鎖口樁足以滿足墻體穩(wěn)定，可減淺墻體插入深度，使造價(jià)減少1/4～1/3。成墻裝置是實(shí)施成墻新工藝的保證，裝置機(jī)具簡(jiǎn)單，施工方便，成墻效率高，是保證成墻質(zhì)量的一種理想的工藝裝備。


(包括工藝流程圖和成墻裝置圖)。
工藝流程圖包括圖1為開槽沉入鎖口樁平面圖。
圖2為單元槽段焊接限位支擋件并沉入護(hù)壁側(cè)板和護(hù)壁過渡側(cè)板平面圖。
圖3為單元槽段的側(cè)板內(nèi)取土平面圖。
圖4為單元槽段內(nèi)置入鋼筋骨架、插筋與灌入砼平面圖。
圖5為單元槽段拔出護(hù)壁側(cè)板和護(hù)壁過渡側(cè)板成墻并轉(zhuǎn)入相鄰段平面圖。
圖6為籬笆式地下連續(xù)墻豎向圖。
圖7為圖6的A-A剖視圖。
成墻裝置圖包括圖8為護(hù)壁側(cè)板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為圖8的B-B剖視圖。
圖10為圖8的C-C剖視圖。
圖11為圖8的D-D剖視圖。
圖12為圖8的E-E剖視圖。
圖13為護(hù)壁過渡側(cè)板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14為圖13的F-F剖視圖。
圖15為圖13的G-G剖視圖。
圖16為上、下護(hù)壁側(cè)板的連接關(guān)系圖。
圖17為圖16的H-H剖視圖。
圖18為取土裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19為圖18的J-J剖視圖。
圖20為圖18的K-K剖視圖。
按上述附圖實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置(參見圖1-20)包括沉入土層的″工″字形鎖口樁(1)，焊接在鎖口樁上的限位支擋件(2)，設(shè)在相鄰兩鎖口樁和限位支擋件之兩側(cè)的上下疊裝連接的護(hù)壁側(cè)板(3)和護(hù)壁過渡側(cè)板(3′)，以及在兩側(cè)側(cè)板內(nèi)完成取土任務(wù)的取土裝置(4)。
護(hù)壁側(cè)板(3)(圖8-12)包括在兩塊鋼板(8)的4周邊及中間焊接槽鋼骨架(12)，即上、下周邊焊接的骨架開口朝內(nèi)，兩側(cè)周邊焊接的骨架開口朝外，中間按一定間距平行焊接。槽鋼骨架為槽鋼制作，上周邊兩側(cè)焊接上加強(qiáng)條(11)，兩個(gè)上加強(qiáng)條具有同軸孔，槽鋼骨架的左、右兩側(cè)各焊接2個(gè)與上加強(qiáng)條具有同軸孔的加強(qiáng)板(9)。下周邊骨架中間焊接下加強(qiáng)條(13)和左、右各2個(gè)可插入加強(qiáng)板的、具有同軸孔的連接插板(10)。
護(hù)壁過渡側(cè)板(3′)(圖13-15)是沉入土體的先導(dǎo)部件，故有一下端為楔形的鋼板(14)，鋼板上周邊焊接開口朝下的槽鋼骨架和按一定間距排列的楔形加強(qiáng)肋(15)，同時(shí)在骨架上焊接有上加強(qiáng)條(11)和左、右各2個(gè)具有同軸孔的加強(qiáng)板(9)。
護(hù)壁側(cè)板與護(hù)壁側(cè)板(或護(hù)壁過渡側(cè)板)的上下疊裝連接結(jié)構(gòu)(圖16-17)即讓上護(hù)壁側(cè)板的下加強(qiáng)條(13)嵌入下護(hù)壁側(cè)板(或護(hù)壁過渡側(cè)板)的上加強(qiáng)條(11)中，此時(shí)連接插板(10)與加強(qiáng)板(9)處于同軸孔位置，故可插入連接銷(16)將上、下連接一體，為了防止連接銷外逃，在其一側(cè)設(shè)置止推銷(18)，止推銷可插入焊接在側(cè)面骨架上的銷座(17)中。對(duì)于深度不大的墻體，一般以護(hù)壁側(cè)板與護(hù)壁過渡側(cè)板疊裝連接足夠構(gòu)成墻體高度，如墻體較高，還必須在護(hù)壁側(cè)板的上方再疊裝連接相同的護(hù)壁側(cè)板。
如在有地下承壓水的地層施工，護(hù)壁側(cè)板與護(hù)壁過渡側(cè)板的上、下加強(qiáng)條互相嵌合后因留有較大的間隙，為防止水進(jìn)入，可在其間隙中設(shè)置橡膠薄片(19)。
取土裝置(4)(圖18-20)由角鋼主骨架(22)和連接角鋼(25)焊接組成框架結(jié)構(gòu)，兩對(duì)邊以鋼板(20)焊接封閉，上部與沉拔吊掛機(jī)構(gòu)連接，兩頂角設(shè)有與鋼板焊固的進(jìn)氣管(21)，進(jìn)氣管向下延伸并外露，底部及中部鉸接兩道單向進(jìn)土的活動(dòng)翻板(23)，活動(dòng)翻板四周焊接角鋼(26)加強(qiáng)，每一活動(dòng)翻板的一側(cè)設(shè)有沿滑道(圖中未示)滑移并有限位元件(圖中未示)限制滑移的出土推土板(24)。
本發(fā)明成槽裝置是確保成墻工藝順利進(jìn)行的必要設(shè)施，缺一不行，其護(hù)壁側(cè)板自身連接或與護(hù)壁過渡側(cè)板的連接及拆卸均在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
下面再描述一下成墻工藝及其裝置在施工時(shí)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)假設(shè)需要建筑墻深20米、墻厚60公分～100公分的地下連續(xù)墻，先按設(shè)計(jì)要求清除雜填土、障礙物，按上述墻厚規(guī)格開槽挖土挖去地表土，并以間距3～4米為單元槽段分別沉入″工″字形鎖口樁(1)，根據(jù)計(jì)算確定鎖口樁的高度約30米與墻頂齊平(圖1)。接著在每一單元槽段的鎖口樁上端兩外側(cè)現(xiàn)場(chǎng)焊接限位支擋件(2)，亦可以逐一完成整個(gè)墻的所有鎖口樁焊接工作，限位支擋件的作用在于保證下道工序沉入護(hù)壁側(cè)板位置正確，當(dāng)槽內(nèi)土體取完后，為改變鎖口樁的受力狀態(tài)，焊接限位支擋件作為簡(jiǎn)支點(diǎn)，作用在一定剛度的護(hù)壁側(cè)板上，使鎖口樁在不利于土壓力下仍保持正確位置。然后在單元槽段用壓力機(jī)沉下上下疊裝連接的護(hù)壁側(cè)板(3)與護(hù)壁過渡側(cè)板(3′)(圖2)，由護(hù)壁側(cè)板厚度過渡到護(hù)壁過渡側(cè)板鋼板的厚度，使護(hù)壁側(cè)板拔出時(shí)，土體能回復(fù)到與護(hù)壁過渡側(cè)板鋼板的外側(cè)緊貼，保證成墻的設(shè)計(jì)厚度。如護(hù)壁側(cè)板與護(hù)壁過渡側(cè)板連接后，還不夠墻高設(shè)計(jì)要求，那么在護(hù)壁側(cè)板的上方用同樣連接方法再疊裝上護(hù)壁側(cè)板。接著用兩臺(tái)專用取土裝置(4)進(jìn)行干法輪流取土，將槽內(nèi)土體全部取出(圖3)。取土裝置設(shè)有進(jìn)土單向活動(dòng)翻板(23)，防止拔出取土裝置時(shí)因裝置四周密縫緊貼而抽真空，故設(shè)置進(jìn)氣管(21)與外界相通，保持氣壓平衡，為方便棄土裝有出土推出板(24)，其推拉動(dòng)作由外圍液壓機(jī)構(gòu)完成。由于施工過程無(wú)泥漿、無(wú)水，故易于清除余土。下一道工序是置入預(yù)加工好的鋼筋骨架(6)，并將插筋(5)插入鎖口樁和鋼筋骨架中，使兩者相連起來(lái)，保證接口強(qiáng)度，(鎖口樁上具有預(yù)留插孔)，再灌入砼(圖4)，并同時(shí)拔出護(hù)壁側(cè)板及護(hù)壁過渡側(cè)板，至此，一個(gè)單元槽段的成墻工藝結(jié)束，將護(hù)壁側(cè)板和護(hù)壁過渡側(cè)板轉(zhuǎn)入相鄰第二單元槽段使用，依此循環(huán)完成所有槽段的成墻工藝(圖5)即成地下連續(xù)墻(7)。拔出護(hù)壁側(cè)板及護(hù)壁過渡側(cè)板后，可在鎖口樁上割去限位支擋件亦可保留不割。
本發(fā)明所形成的地下連續(xù)墻無(wú)論從墻體形狀或從它受力情況來(lái)看，均相似于籬笆式結(jié)構(gòu)，故取名為籬笆式地下連續(xù)墻(圖6-7)。其特點(diǎn)是①具有滿足強(qiáng)度要求的鎖口樁，它以按墻體穩(wěn)定要求進(jìn)入土層足夠的深度來(lái)保證墻體穩(wěn)定性，可減淺墻體插入深度，這就使造價(jià)大幅度降低；②如墻厚在0.6米以上，就可易于人工清除余土和鎖口樁插筋與鋼筋骨架的連接，使連接更可靠；③護(hù)壁側(cè)板為滿足一定深度下主動(dòng)土壓力的要求，必須具備一定的強(qiáng)度和剛度要求，為滿足成墻厚度不受影響，由護(hù)壁側(cè)板過渡到護(hù)壁過渡側(cè)板的鋼板厚度，為滿足單元槽段取土后槽底土隆起穩(wěn)定性的要求，護(hù)壁過渡側(cè)板施工時(shí)須超出設(shè)計(jì)墻深一定深度；④如施工轉(zhuǎn)角型的地下連續(xù)墻，那么以采用異型鎖口樁處理。
權(quán)利要求
1.一種籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝，其特征在于該成墻工藝包括a.按設(shè)計(jì)墻位清除雜填土，障礙物，開槽挖土；b.按計(jì)劃單元槽段(即一定間距)沉入鎖口樁(1)，沉入深度必須保證墻體穩(wěn)定；c.在每一單元槽段的兩鎖口樁的上端兩側(cè)現(xiàn)場(chǎng)焊接限位支擋件(2)；d.在單元槽段內(nèi)兩鎖口樁和限位支擋件的兩側(cè)沉入足以承受槽內(nèi)無(wú)土?xí)r旁邊土壓力作用時(shí)的上下疊裝連接的護(hù)壁側(cè)板(3)和護(hù)壁過渡側(cè)板(3′)；e.在兩側(cè)護(hù)壁側(cè)板內(nèi)置入兩臺(tái)專用取土裝置(4)干法輪流取出槽內(nèi)土體；f.清除余土；g.置入鋼筋骨架(6)，并插接插筋(5)h.按正常施工澆筑墻體砼；i.拔出護(hù)壁側(cè)板及護(hù)壁過渡側(cè)板后即成單元墻體；j.轉(zhuǎn)入相鄰單元槽段，依此循環(huán)完成所有槽段后即成地下連續(xù)墻(7)。
2.一種使用權(quán)利要求1所述的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置，其特征在于該裝置包括沉入土層的鎖口樁(1)，焊接在鎖口樁上的限位支擋件(2)，設(shè)在相鄰兩鎖口樁和限位支擋件之間兩側(cè)的上下疊裝連接的護(hù)壁側(cè)板(3)和護(hù)壁過渡側(cè)板(3′)，以及在兩側(cè)側(cè)板內(nèi)完成取土任務(wù)的取土裝置(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置，其特征在于所述的護(hù)壁側(cè)板(3)包括在兩塊鋼板(8)的4周邊及中間焊接槽鋼骨架(12)；上周邊兩側(cè)焊接上加強(qiáng)條(11)，兩個(gè)上加強(qiáng)條具有同軸孔，槽鋼骨架的左、右兩側(cè)各焊接2個(gè)與上加強(qiáng)條具有同軸孔的加強(qiáng)板(9)；下周邊骨架中間焊接下加強(qiáng)條(13)和左、右各2個(gè)可插入加強(qiáng)板的、具有同軸孔的連接插板(10)。
4.如權(quán)利要求2所述的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置，其特征在于所述的護(hù)壁過渡側(cè)板(3′)有一下端為楔形的鋼板(14)，鋼板上周邊焊接開口朝下的槽鋼骨架(12)和按一定間距排列的楔形加強(qiáng)肋(15)，同時(shí)在骨架上焊接有上加強(qiáng)條(11)和左、右各2個(gè)具有同軸孔的加強(qiáng)板(9)。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置，其特征在于所述的護(hù)壁側(cè)板(3)可與自身上下疊裝連接或與護(hù)壁過渡側(cè)板(3′)上下疊裝連接。
6.如權(quán)利要求5所述的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置，其特征在于護(hù)壁側(cè)板與護(hù)壁側(cè)板(或護(hù)壁過渡側(cè)板)的上下疊裝連接結(jié)構(gòu)即在護(hù)壁側(cè)板(或護(hù)壁過渡側(cè)板)的上方設(shè)置護(hù)壁側(cè)板，讓上護(hù)壁側(cè)板的下加強(qiáng)條(13)嵌入下護(hù)壁側(cè)板(或護(hù)壁過渡側(cè)板)的上加強(qiáng)條(11)中，以連接銷(16)插入連接插板(10)和加強(qiáng)板(9)的同軸孔中，止推銷(18)插入焊接在側(cè)面骨架上的銷座(17)中。
7.如權(quán)利要求6所述的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置，其特征在于護(hù)壁側(cè)板的下加強(qiáng)條與護(hù)壁側(cè)板(或護(hù)壁過渡側(cè)板)的上加強(qiáng)條之間設(shè)有止水用的橡膠薄片(19)。
8.如權(quán)利要求2所述的籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝的裝置，其特征在于所述的取土裝置(4)由角鋼主骨架(22)和連接角鋼(25)焊接組成框架結(jié)構(gòu)，兩對(duì)邊以鋼板(20)焊接封閉，上部與沉拔吊掛機(jī)構(gòu)連接，兩頂角設(shè)有與鋼板焊固的進(jìn)氣管(21)，進(jìn)氣管向下延伸并外露，底部及中部鉸接兩道單向進(jìn)土的活動(dòng)翻板(23)，每一活動(dòng)翻板的一側(cè)設(shè)有沿滑道滑移并有限位元件限制滑移的出土推土板(24)。
全文摘要
籬笆式地下連續(xù)墻成墻工藝及其裝置，包括開槽挖土、沉入鎖口樁、焊接限位支擋件、沉入上下疊裝連接的護(hù)壁側(cè)板及護(hù)壁過渡側(cè)板、在側(cè)板內(nèi)以專用取土裝置實(shí)現(xiàn)干法輪流取土、置入鋼筋骨架和插筋、澆筑墻體砼、拔出側(cè)板即成單元墻體再轉(zhuǎn)入相鄰單元施工，依此循環(huán)即成地下連續(xù)墻。本發(fā)明施工過程無(wú)導(dǎo)墻、無(wú)泥漿，故無(wú)環(huán)境污染，全墻鋼筋骨架相連強(qiáng)度好。接口質(zhì)量保證，由于鎖口樁足以滿足墻體穩(wěn)定，可減淺墻體插入深度，造價(jià)減少1/4～1/3，成墻機(jī)具簡(jiǎn)單，施工方便，效率高。
文檔編號(hào)E02D5/18GK1129273SQ9511801
公開日1996年8月21日 申請(qǐng)日期1995年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月1日
發(fā)明者孔清華, 毛永祥, 魏德干 申請(qǐng)人:孔清華, 毛永祥, 魏德干