CN102959157B - 构建隔墙的方法和组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过在地下浇筑交替的主板（10、11）和次板（20）来构建隔墙的方法。首先挖掘和浇筑出主板（10、11），然后在浇筑次板（20）之前，向主板（10、11）的侧面中铣削切刀接缝（15）或类似的接缝轮廓。通过将牺牲性替代元件（31）放置在将要执行接缝铣削的区域中，制备好用于浇筑的主板浇筑区域。牺牲性替代元件（31）可以是由较易铣削的材料例如轻质混凝土制成的中空元件或块。以这种方式浇筑的主板（10、11）更容易被铣削，特别是当铣削工具与正被铣削的表面成一角度时。

Description

构建隔墙的方法和组件

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体地是涉及在地平面之下浇筑混凝土结构（例如隔墙）的挖掘和构建。

背景技术

隔墙（也被称作槽壁）被构建为形成地下结构（例如隧道、地下室或公路通道）周围的防水和挡土屏障。

隔墙实质上是在地下现场浇筑的不透水的竖直混凝土墙。为了构建这种隔墙，首先挖掘出限定混凝土浇筑体积的沟槽。为了保持沟槽的侧壁不塌陷，要保持该沟槽装满泥浆，直到灌注了混凝土。在挖掘完成沟槽之后，将加强钢放入沟槽，然后灌注混凝土，置换出泥浆并填充加强钢周围的体积。

在隔墙的现有构建方法中，该墙通常被构建成交替部分。首先，多个分隔开的主墙板被挖掘、灌注并使其硬化。在下文的描述中，首先浇筑的这些板被称为主板或主部分。然后挖掘并用混凝土填充硬化主板之间的空间，以形成一组次板（也被称作闭合板）。在两种情形中，通常在灌注混凝土之前将钢筋笼放入沟槽。当利用例如液压铣刨机挖掘次板时，也可以铣削主板的侧面，以从混凝土去除任何泥沙，并且产生干净、有纹理的表面，靠着该表面可以浇筑次板的混凝土。铣削从主板的侧面去除混凝土并且产生切刀铣削接缝，或类似轮廓，当灌注混凝土时，其将确保与相邻次板的混凝土的防泥沙接缝。

通常是利用液压铣刨机来执行次板的挖掘，该液压铣刨机是通过起重机放入沟槽的大型竖直挖掘机。液压铣刨机通常2.8m宽，60cm至1.5m厚。在其下部，液压铣刨机具有从沟槽移除材料的两组相对旋转齿缘轮。液压铣刨机的齿缘轮还从相邻主板的侧面移除材料，从而形成上面所述的切刀接缝轮廓。该铣削轮廓可以例如由一系列铣削深入（50mm至100mm）主板的混凝土中的竖直凹槽构成。这些凹陷的目的是在稍后灌注混凝土时在主板和次板之间产生干净的互锁结合。根据使用铣削轮和齿装置的类型，铣削轮廓的形状可以是如凹槽或刻痕的规则图案，或者仅是粗糙表面。

一旦完成次板的浇筑体积的铣削和挖掘，就将次加固笼放入所挖掘的次浇筑体积中，并且在次加固笼周围倒入混凝土，使其固化。

在固化之后，主板和次板在地下形成连续的混凝土墙，每对相邻的板通过上述切刀接缝轮廓彼此牢固地机械接合。

在一些建筑（例如弯曲的隔墙）中，需要将主板和次板中的一些或全部放置为互相成一角度。然而，常规的液压铣刨机或切刀通常具有固定方向的铣头和被设计为切出矩形部分的齿缘轮，这意味着，使用这种液压铣刨机或切刀挖掘次板（该次板与其相邻主板成一角度）时，将与主板的侧面成一角度地执行铣削。

这种成角度铣削的结果是，在铣削主板侧面期间被去除的材料的量沿着主板的侧面将显著变化。替代沿着整个接缝以向主板混凝土内大致相同的深度（在共面邻接板的情形中通常为50mm至200mm）进行铣削，液压铣刨机的角度可以是这样的，即，铣削的深度在铣削接缝的内边缘可以多达600mm，或更大，这取决于墙板的角度和厚度。从主板铣削掉这样大量的材料消耗时间、浪费高品质的混凝土、增加了将要去除的废料量并且缩短了切刀工具的寿命。

本发明建议使用牺牲性空隙形成器（也被称作替代元件），其可以被铣削去除，以产生干净的边缘，对着该边缘可以浇筑相邻部分。在浇筑混凝土结构时使用牺牲性元件是公知的。例如，WO2003/006750公开了使用波纹管状元件，这些元件填满空沟槽的宽度，用作相继部分的临时模板。所述空的、末端开口的管被固定到加固笼并被放置在沟槽中。然后向该管填充碎石和沙子，使其具有足够的强度，以承受浇筑期间的混凝土压力。在挖掘出相邻部分时，打碎并移除所述管以及它的容纳物。此方法的缺点在于，在将所述管放置在沟槽中之后，必须密封所述管并向所述管中填充碎石或沙子。这是消耗时间的过程并且会导致碎石和沙子掉入沟槽中，从而影响在沟槽下部区域中的铸件的完整性。一旦已将加固笼和管放入沟槽中，则不能再以任何方式浇筑随后落入沟槽的材料。此外，在铸件可以在沟槽壁上开始“结块”之前，一般使用膨润土泥浆填充沟槽，并且灌注混凝土的任何延迟都会导致增加结块并因此降低混凝土覆盖范围。为此，重要的是缩短放置加固笼和管与灌注混凝土之间的时间。必须向所述管填充沙子和碎石显著增加的此时间。此外，一旦已经利用WO2003/006750的方法挖掘管及其容纳物，则不能直接铣削保留的凹面，因此使用两步挖掘过程，其中，利用常规抓斗或液压铣刨机去除管的一半，并且利用半圆形轮廓的特殊形状抓斗挖掘另一半。

发明内容

因此，本发明的目的是要提供一种构建隔墙的方法，其能够更快地铣削主板的侧面，同时为装配钢筋笼提供最大的间隙，而不需要特殊形状的挖掘工具，不存在异物落入沟槽的风险，同时降低优良混凝土的损耗，并且即使当铣削切刀的方向与主板成一角度时，也可以降低对切刀工具的磨损。

在本申请中，用语“主板”和“主部分”可以互换使用，用语“次板”和“次部分”也一样。用语“铣削”用于表示从主板表面去除材料的任何工艺。这样的工艺可包括例如通过液压铣刨机的齿缘轮进行的机械研磨，或者高压喷水，或者其它合适的机械工艺。

为了克服现有技术的以上和其它缺点，本发明构想了一种浇筑隔墙的方法，所述隔墙包括通过次部分接合的两个主部分，所述方法包括：为每个主部分挖掘出浇筑体积的第一步骤；在所述主浇筑体积中浇筑所述主部分的第二步骤；为浇筑所述次部分挖掘出次浇筑体积的第三步骤；通过铣削每个相邻主部分的邻接区域（16）在每个主部分上形成接合表面轮廓的第四步骤，所述第二步骤包括在每个邻接区域中浇筑牺牲性替代元件，并且所述第三和/或第四步骤包括去除所述牺牲性替代元件。

根据本发明方法的一个变型，可以同时执行所述第三和第四步骤。例如，在同一操作中进行浇筑和铣削节省时间和器械。

根据本发明方法的另一个变型，所述主部分和所述次部分是基本上平坦且竖直的，并且所述次部分被浇筑在一平面中，所述平面与相邻主部分中至少一个的平面成非180°角。诸如这些的成角度部分通常用于构建例如容器罐或深竖井。

根据本发明方法的另一个变型，所述第二步骤包括：构建浇筑制备组件，所述浇筑制备组件包括用于加固每个主部分的加固元件，将预制的牺牲性替代元件固定到所述加固元件，以及将所述浇筑制备组件布置在各个主浇筑体积中。以此方式，可以一次将加固元件和牺牲性替代元件全部下降到沟槽中，并且可以没有任何延迟地开始浇筑。

根据本发明方法的另一个变型，所述第二步骤包括布置分隔元件，以在距离所述加固元件预定距离处将每个牺牲性替代元件保持就位。

根据本发明方法的另一个变型，每个预制的牺牲性替代元件由比用于浇筑主部分的混凝土更易铣削的材料制成，其中，在所述主部分中浇筑所述每个预制的牺牲性替代元件。

本发明还设想一种浇筑制备组件，放置在用于浇筑混凝土隔墙的主部分而挖掘的主浇筑体积中，所述主部分具有至少一个邻接区域，所述邻接区域或每个邻接区域是所述主部分的待被铣削以形成接合表面轮廓的区域，所述接合表面轮廓用于将所述主部分接合到所述隔墙的相邻次部分，以及至少一个预制的牺牲性替代元件，所述牺牲性替代元件或每个牺牲性替代元件由比用于浇筑所述主部分的混凝土更容易铣削的材料制成，所述牺牲性替代元件或每个牺牲性替代元件在所述浇筑制备组件中被定位成，当所述浇筑制备组件被置于所述主浇筑体积中并且已经浇筑了所述主部分时，所述牺牲性替代元件或每个牺牲性替代元件处于一邻接区域中。

根据本发明方法的另一个变型，所述组件包括在浇筑所述主部分时用于对所述主部分进行加固的加固结构，所述牺牲性替代元件或每个牺牲性替代元件被固定到所述加固结构。

根据本发明方法的另一个变型，每个预制的牺牲性替代元件的材料比用于浇筑所述主部分的材料更软、或更易碎、或更脆、或密度更小。

根据本发明方法的另一个变型，所述接合表面轮廓包括形成在所述主部分的材料中的一个或多个凹槽。

根据本发明方法的另一个变型，每个预制的牺牲性替代元件包括至少两个预制模块。通过将牺牲性替代元件组装为模块化形式，可以简化或加速组装过程。

根据本发明方法的另一个变型，每个预制的牺牲性替代元件具有大体三角形或梯形横截面的棱柱形状。例如，可以选择替代元件的形状，以适应主部分和次部分之间的角度方向，由此减少为了形成所需成角度的接缝而必须铣削的浇筑混凝土的量。

根据本发明方法的另一个变型，所述牺牲性替代元件或每个牺牲性替代元件包括一个或多个空隙形成构件，用于将混凝土排除在主浇筑体积的一个或多个区域之外。

根据本发明方法的另一个变型，所述预制的牺牲性替代元件或模块中的一个或多个包围着一中空空隙。

根据本发明方法的另一个变型，所述预制的牺牲性替代元件或模块中的一个或多个包括实心块。

根据本发明方法的另一个变型，利用液压铣刨机挖掘出所述次部分体积。

根据本发明方法的另一个变型，利用液压铣刨机挖掘出所述主浇筑体积中的一个或两者。

根据本发明方法的另一个变型，所述液压铣刨机比两个主浇筑体积相隔的距离稍宽。可以预先确定相关的宽度，从而使得液压铣刨机的单次穿过可以实现在相邻主部分两者上所需的铣削（如果适当，是成一角度的铣削）。

附图说明

现在将参照附图描述本发明，附图中：

图1示出了构建隔墙主板的典型现有方法的示意性剖视图。

图2示出了构建次板和铣削主板边缘以创建隔墙的现有方法的示意性剖视图。

图3a和3b示出了立视图和俯视图，它们图示出了当主板和次板互成角度时的待铣削区域。

图4a和4b示出了根据本发明构建的隔墙部分的例子的示意性俯视图和透视图。

图4c、4d和4e示出了利用根据本发明的方法构建闭合（次）板的顺序的示意性俯视图。

图5a、5b和5c示出了如何根据本发明制备主板铸件的例子的示意性立视图。

图6更详细地示出了根据本发明制备的主部分浇筑组件的示意性立视图。

具体实施方式

附图意在帮助理解本发明，但是不意在暗示对本发明范围的任何限制。在不同的附图中使用相同的附图标记，这些附图标记意在涉及相同或相应的特征。

现在将参照图1、2、3a和3b更详细地描述构建隔墙的现有方法。图1示出了挖掘、制备和浇筑主板的过程。区域10、11、12、13和14是在土地3中的五个主部分浇筑区域，其示出了挖掘和浇筑主板的连续步骤。区域10示出了挖掘之前的主板区域，区域11示出了利用安装在起重机8上的铲斗工具挖掘的主板区域，尽管液压铣刨机9也可以用于此挖掘步骤。所挖掘的沟槽保持填充有水或泥浆（未示出）以防止沟槽的侧面向内掉落。区域12被示出为被完全挖掘，并且将钢质加固（钢筋）笼4放入区域12中。区域13示出混凝土5被灌注到主浇筑区域中围绕钢质加固笼4，利用管或斜槽6引入混凝土，并且区域14示出浇筑完成且主板已经固化之后。图1也示出待挖掘以便浇筑次板的四个区域20、21、22和23。

图2示出图1的布置结构，其中，已经完成主板的浇筑，准备在主板10至14之间浇筑四个次板20至23。区域20示出挖掘之前的次板浇筑区域。示出区域21处于利用液压铣刨机9被挖掘的过程中，所述液压铣刨机去除沙子并且铣削相邻主板的侧面，以便促进两个相邻部分之间的良好结合，并由此获得具有良好防水性能的接缝。示出通过起重机8将液压铣刨机9下降到挖掘区21中。示出次板22处于浇筑过程中，并且钢筋笼已经就位，并且示出板23处于它的固化和完成状态，在相邻主板13和14之间形成连续的隔墙。

图3a图示当将主板10、11、12设定为与它们的相邻次板成一角度时，为什么从主板侧面铣削掉的材料16的量在朝向侧面外缘处较少，而在朝向其内缘处较多。在此情形中，“内”表示这样的板侧面，在其上两个相邻板之间的接合角小于180度。“外”表示这样的侧面，在其上两个相邻板之间的接合角大于180度。图中的标记15是指待铣削到每个主板的侧面中的切刀接缝轮廓。

图3b示出图3a布置结构的俯视图，图3b还标示出了次板20和21的材料将被挖掘和铣削的位置。在图示例子中，为了沿着主板10、11、12的整个侧面获得所需的切刀接头轮廓15，必须从主板10、11、12去除大量材料16。用于浇筑主板的混凝土通常是高规格、很硬并且防水。去除很硬混凝土的楔形部16对液压铣刨机9是艰难的挑战，因此，相比相邻板以共面方式互相对齐时，必须更加缓慢地降低液压铣刨机9。去除如此多硬混凝土还意味着对昂贵的液压铣刨机铣削机械的磨损显著增加。改变待铣削的混凝土的深度还意味着液压铣刨机在向下前进时偏离竖直平面的风险增加。

图4a、4b、4c和4d示出了本发明背后的原理。图4a和4b分别以俯视图和透视图示出主板钢筋笼30，两个牺牲性替代元件31被固定到其上。牺牲性替代元件31本质上是将用于浇筑主板的混凝土排除在主板浇筑体积的预定区域（尤其是排除在当将要执行接缝铣削时被去除的区域）之外的构件。牺牲性替代元件必须不是空的，它们的功能是产生浇筑体积区域，当灌注时，高规格的混凝土被排除在外。这样，牺牲性替代元件31可以是例如轻质混凝土预制的实心块，或者它们可以是预制的中空形状，例如若干段长度的预密封好防止混凝土进入的中空管，并且最好预填充有柔软混凝土或柔软的松散材料，例如沙子。为了方便，利用固定元件32将牺牲性替代元件31固定到钢筋笼30，从而可以在单个操作中将预制的牺牲性替代元件31和钢筋笼30一起下降到沟槽中，并且可以立即开始灌注混凝土。例如，固定元件32可以是搭焊到钢筋笼30的若干根钢筋。由于固定元件32很可能进入待铣削区域，因此它们的形状和材料必须是不会显著干扰切刀接缝15铣削的那种。

牺牲性替代元件31被放置为，当钢筋笼组件30（包括所附接的牺牲性替代元件31）降低到它的主板浇筑体积中，并且在钢筋笼30和牺牲性替代元件31周围浇筑高规格混凝土时，使得牺牲性替代元件31将形成主板的在挖掘相邻次部分时将被去除的区域16。图4c示出通过去除牺牲性替代元件31的材料和向主板10、11的硬混凝土中进行铣削而将被铣削出的接缝轮廓15。在图4c中，主板10和11处于它们的已完成、待铣削状态，在钢筋笼30和牺牲性替代元件31周围已浇筑混凝土25之后并且在所浇筑的混凝土已经固化之后。然后，如前所述地对次板20的浇筑体积进行挖掘/铣削，去除牺牲性替代元件31的材料，并且在主板10、11的硬材料中形成接缝轮廓15。无论如何必须去除一定量的大密度、高规格混凝土，以便在相邻板之间获得完好的接缝，但是本发明的方法最小化了此必须铣削的大密度、高规格混凝土的量，尤其当相邻板互相成一角度时。

接着，图4d示出了挖掘完成的次浇筑体积20，并且铣削接缝面15已准备好以便浇筑次板。图4e示出在主板10和11之间被浇筑和固化的包括钢筋笼26的次板20。现在应该通过接缝15机械结合板10、11和20，以形成连续的更防水的隔墙结构。

图5a、5b和5c图示在将主板钢筋下降到沟槽中之前如何组装牺牲性替代元件的例子。在这些图中，示出利用固定件32将牺牲性替代元件31固定到钢筋笼30，但被分隔元件33保持成远离钢筋笼。通过保持牺牲性替代元件31远离钢筋笼30，可以确保随后的接缝铣削在这样的区域执行，在该区域中不存在进入钢筋笼30的区域的风险。如果发生这种进入，则这会损坏铣削机械和/或显著影响浇筑的主板的强度和完整性。

分隔元件33优选附接到钢筋笼30，并且可以被塑形为不仅在牺牲性替代元件31和钢筋笼30之间形成一个空间，并且在浇筑之前和浇筑期间支撑牺牲性替代元件31。在浇筑之前，需要分隔元件能够支撑牺牲性替代元件31的重量。在浇筑期间，分隔元件33也必须能够将牺牲性替代元件31保持就位，当它们浸没在泥浆中和/或当密度相对更大的混凝土灌注在牺牲性替代元件31周围时，抵抗施加在牺牲性替代元件31上的任何向上浮力。分隔元件33也可由易于铣削的空隙形成材料例如轻质混凝土制成。如图5a至5c的例子所示，牺牲性替代元件31可以附接为模块化形式，随着钢筋笼下降到所挖掘的沟槽12中附接每个相继组模块。可以注意到，图5c示出了特别的例子情况，其中牺牲性替代元件31被装配在板的下侧部分和中间部分，而不在上侧部分。许多液压铣刨机仅当铣头浸入泥浆中时有效地工作。因此，在板的上侧部分，利用常规的临时“封端”钢接缝（其在开始挖掘次板之前被去除）在主板及其相邻次板之间形成接缝。然而，这仅是本发明的一个变型，并且可以按需要放置牺牲性替代元件31。

尽管在利用钢筋混凝土在地下制造结构的背景下描述了本发明，但是本发明可以用于构建如下的任何结构，在该结构中，在两个相邻浇筑元件之间需要铣削式接缝，并且可以浇筑所述元件中的至少一个，从而使其具有包括牺牲性且空隙形成元件的接缝形成区域。

Claims (18)

1.一种浇筑隔墙的方法，所述隔墙包括通过次部分（20）接合的两个主部分（10、11），所述方法包括：

第一步骤：为每个主部分（10、11）挖掘出主浇筑体积；

第二步骤：在所述主浇筑体积中浇筑所述主部分（10、11）；

第三步骤：为浇筑所述次部分（20）挖掘出次浇筑体积；

第四步骤：去除一个或两个相邻主部分（10、11）的牺牲性接合区域（16），

所述方法的特征在于，

所述第二步骤包括：将预制的牺牲性替代元件（31）布置在所述主浇筑体积（16）之一或两者的牺牲性接合区域（16）中，并将其定位成使得所述主部分（10、11）的浇筑材料被所述牺牲性接合区域（16）或每个牺牲性接合区域（16）中的牺牲性替代元件（31）替代，并且使得在所述第四步骤中执行的去除所述牺牲性接合区域（16）或每个牺牲性接合区域（16）包括：去除所述牺牲性替代元件（31）或每个牺牲性替代元件（31）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主部分（10、11）和所述次部分（20）是基本上平坦且竖直的，并且其中，所述次部分（20）被浇筑在一平面中，所述平面与相邻的主部分（10、11）中至少一个的平面成非180°角。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二步骤包括：构建浇筑制备组件，所述浇筑制备组件包括用于加固每个主部分（10、11）的加固元件（30），将预制的牺牲性替代元件（31）固定到所述加固元件（30），以及将所述浇筑制备组件布置在各个主浇筑体积中。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二步骤包括：构建浇筑制备组件，所述浇筑制备组件包括用于加固每个主部分（10、11）的加固元件（30），将预制的牺牲性替代元件（31）固定到所述加固元件（30），以及将所述浇筑制备组件布置在各个主浇筑体积中。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二步骤包括布置分隔元件（33），以在距离所述加固元件（30）预定距离处将每个牺牲性替代元件（31）保持就位。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二步骤包括布置分隔元件（33），以在距离所述加固元件（30）预定距离处将每个牺牲性替代元件（31）保持就位。

7.一种浇筑制备组件，用于放置在用于浇筑混凝土隔墙的主部分（10）而挖掘的主浇筑体积中，所述主部分具有至少一个邻接区域（16），所述邻接区域（16）或每个邻接区域（16）是所述主部分（10）的待被铣削以形成接合表面轮廓（15）的区域，所述接合表面轮廓（15）用于将所述主部分（10）接合到所述隔墙的相邻次部分（20），

所述浇筑制备组件的特征在于，

至少一个预制的牺牲性替代元件（31），所述牺牲性替代元件（31）或每个牺牲性替代元件（31）由比用于浇筑所述主部分（10）的混凝土更容易铣削的材料制成，

所述牺牲性替代元件（31）或每个牺牲性替代元件（31）在所述浇筑制备组件中被定位成，当所述浇筑制备组件被置于所述主浇筑体积中并且已经浇筑了所述主部分（10）时，所述牺牲性替代元件（31）或每个牺牲性替代元件（31）处于在铣削所述相邻次部分（20）期间被去除的接合区域（16）中。

8.根据权利要求7所述的组件，包括在浇筑所述主部分（10）时用于为所述主部分（10）提供加固的加固结构（30），所述牺牲性替代元件（31）或每个牺牲性替代元件（31）被固定到所述加固结构（30）。

9.根据权利要求1至6之一所述的方法，或根据权利要求7或8所述的组件，其中，每个预制的牺牲性替代元件（31）的材料比用于浇筑所述主部分（10、11）的材料更软、或更易碎、或更脆、或密度更小。

10.根据权利要求7或8所述的组件，其中，所述接合表面轮廓（15）包括形成在所述主部分（10）的材料中的一个或多个凹槽。

11.根据权利要求1至6之一所述的方法，或根据权利要求7或8所述的组件，其中，每个预制的牺牲性替代元件（31）包括至少两个预制模块。

12.根据权利要求1至6之一所述的方法，或根据权利要求7或8所述的组件，其中，每个预制的牺牲性替代元件（31）具有基本上三角形或梯形横截面的棱柱形状。

13.根据权利要求1至6之一所述的方法，或根据权利要求7或8所述的组件，其中，所述预制的牺牲性替代元件（31）中的一个或多个包围着一中空空隙。

14.根据权利要求1至6之一所述的方法，或根据权利要求7或8所述的组件，其中，所述预制的牺牲性替代元件（31）中的一个或多个包括实心块。

15.根据权利要求1至6之一所述的方法，或根据权利要求7或8所述的组件，其中，利用液压铣刨机（9）挖掘出所述次部分体积。

16.根据权利要求1至6之一所述的方法，或根据权利要求7或8所述的组件，其中，利用液压铣刨机（9）挖掘出所述主浇筑体积中的一个或两者。

17.根据权利要求15所述的方法或组件，其中，所述液压铣刨机（9）比两个所述主浇筑体积相隔的距离稍宽。

18.根据权利要求16所述的方法或组件，其中，所述液压铣刨机（9）比两个所述主浇筑体积相隔的距离稍宽。