CN104314050A - 一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，它包括止水片、骨架和气囊，所述气囊与骨架连接并设置在骨架外侧，在应用所述型腔模时，所述止水片部分预埋在一期混凝土断面处，所述骨架与所述止水片连接，所述气囊内填充有具有预定气压的气体，而在二期混凝土初凝后，当释放出所述气囊内的气压，并将所述骨架和气囊移除后，在二期混凝土内形成可供注入熔融沥青的半圆型腔。本发明结构简单，易于组装使用，可以有效解决水利工程因地层不均匀沉降或错动引起的伸缩缝渗水问题，并且可重复利用，成本低廉。

Description

一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种地下/水下建筑防水装置，特别涉及一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模及其施工方法。

背景技术

在现有的混凝土结构中，例如挡水坝、蓄水池、地铁、涵洞、水闸、隧道等地下、水下工程中，由于不能连续浇筑或由于地基沉降(地震)的变形，或由于温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩等原因，在浇筑时常故意留有变形缝、施工缝，这些缝隙要采取防渗漏措施，防止外部水或地下水渗漏到结构空间中，现在的通常做法是，在一期混凝土和二期混凝土间设置混凝土槽，槽内设软沥青及紫铜片或橡胶止水片，然而，此法需要预先预制混凝土槽，为了使混凝土槽与二期混凝土能紧密结合，需要对混凝土槽外围3面进行凿毛处理，这样就会延长工期和增加人工，同时由于混凝土槽一般每段长度(高度)只有50-100cm，变形缝隙要由多个混凝土槽连接构成，因此会产生多条横向缝隙，以及多个混凝土槽的不规则变形，会造成后序灌注软沥青的跑冒现象，且很难清理；而采用专利申请号2014100489253的以槽钢代替混凝土槽的技术，虽然比原施工方法可以节省费用和缩短工期，但是由于槽钢要留存在坝体内，不可以重复利用，因此还是造成浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模及其施工方法，本发明的型腔模可以在二期混凝土断面预置出一个半圆形型腔，灌入沥青即可，并且型腔模使用后取出可以多次重复使用，采用本型腔模的垂直止水结构可以满足多种地况/地层不均匀沉降或错动、伸缩位移等，可以节省材料费用和缩短工期。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于它包括止水片、骨架和气囊，所述气囊与骨架连接并设置在骨架外侧，在应用所述腔模时，所述止水片部分预埋在一期混凝土断面处，所述骨架与所述止水片连接，所述气囊内填充有具有预定气压的气体，而在二期混凝土初凝后，当释放出所述气囊内的气压，并将所述骨架和气囊移除后，在二期混凝土内形成可供注入熔融沥青的半圆型腔。

较为优选的，所述的止水片为矩形紫铜片，其预埋于一期混凝土内的一侧纵向设有90°折角，另一侧自一期混凝土断面的中部向外伸出设定长度。例如，将所述矩形紫铜片一半预埋于一期混凝土内，另一半从一期混凝土断面伸出。

较为优选的，所述骨架中部设有凹槽，且所述骨架的两侧沿纵向间隔设置有固定孔，而所述骨架的上、下端分别设有吊孔和底座，同时所述骨架的两侧边设置45°倒角

较为优选的，所述的底座的半径小于或等于所述凹槽深度。

较为优选的，所述气囊具有弧形截面结构，其上端设有气门嘴，下端设有密封的底。

较为优选的，所述气囊的上端面为平面，且该平面的中部沿纵向设有气囊凹槽，而于所述气囊凹槽两侧沿纵向间隔设有固定点，所述气囊凹槽与所述骨架上的骨架凹槽紧密配合。

较为优选的，所述气囊两侧壁的厚度是前壁厚度的2倍。

较为优选的，所述气囊采用橡胶气囊，且所述气囊的囊壁内还夹杂有增强纤维丝。

较为优选的，所述气囊圆弧外表面设有凸起部。其中，所述的骨架中部设有凹槽，以容置预置的止水片，骨架的两侧沿纵向间隔设有固定孔，以固定气囊预防加压后变形，骨架的上端设有吊孔，方便脱模和取出，骨架的下端设有底座，可以保证将气囊一起吊出型腔；骨架的两侧边设置45°倒角，方便脱模。

其中，所述的底座的半径等于所述凹槽深度或是底座半径的2/3左右，可以承担大部分气囊底面，确保一次性将骨架和气囊吊出。

其中，所述的气囊为半圆柱形或大半椭圆柱形，其上端设有气门嘴，下端设有密封的底，其平面一侧的中部纵向设有气囊凹槽，气囊凹槽的尺寸与骨架凹槽紧配，气囊的平面的两侧纵向间隔一定距离设有固定点；所述的气囊两侧壁是前壁厚度的2倍，并两侧壁逐渐向前壁圆弧变薄，气囊凹槽和固定点与骨架的凹槽和固定孔对应设置，尺寸配合良好，可以组装成一体。

为了方便脱模和达到一定强度，所述的气囊选用橡胶气囊，并在气囊壁内部还夹杂有增强纤维丝，特别是纵横交叉的增强纤维丝。

为了使沥青在混凝土型腔内的黏连性更好，可在气囊圆弧外表面分布设有凸起部，凸起部可以是圆点状，或呈纵向或横向的凸出表面的格条，脱模后可在型腔内形成凹点或凹槽，以增加沥青的粘结力。

本发明还公开了一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模的施工方法，包括如下工艺和步骤：

1)止水片设置：将止水片有折角的一边预设在混凝土变形缝的断面处，止水片沿纵向设置于混凝土断面宽度的中间，且所述止水片沿宽度方向的一侧部分埋入混凝土内，固定模板和止水片后浇筑一期混凝土；

2)型腔模的组装：将气囊凹槽对准骨架凹槽，气囊底部设置在骨架底座上，位于气囊后面平面的固定点配合设置在骨架对应的固定孔中组装成一体即形成型腔模；

3)型腔模的设置：一期混凝土凝固后，将骨架的凹槽卡在凸出的止水片上，在骨架的两侧混凝土断面上设置沥青油毛毡；

4)气囊加压：在设置好的气囊内从设置在气囊上部的气门嘴加入压缩空气，气囊形成一定气压；

5)二期混凝土浇筑：设置好气囊气压和模板后，二期混凝土根据高度分层浇筑，每次每层50cm左右，等下层初凝具有一定硬度后再浇筑上一层，直至达到需要的高度；

6)型腔形成:在二期混凝土初凝后，放出气囊内气压，在骨架的吊孔中设置吊钩，吊出型腔模，在二期混凝土断面处形成半圆形型腔；

7)灌注沥青：在半圆形型腔内灌满熔融沥青，冷却即可；

在设置多个变形缝时，重复上述步骤1-6，沥青做一次灌注或数次灌注；

吊出的型腔模及时清理、保养，储存，以利重复利用。

本发明的有益效果

1.采用本发明的型腔模预置方式，使得一、二期混凝土浇筑方便，断面整齐；

2.型腔模使用后吊出二期混凝土即可以重复使用，可以节约资源减少浪费；

3.可以解决挡水坝、蓄水池、地铁、涵洞、水闸、隧道等地下、水下工程中的永久缝的渗漏问题；

4.与传统施工方法比较，因其不需预制混凝土槽，可以减少预制混凝土槽所需的人工、机械、模板等费用；

5.又因不需预留槽钢在内部，节省金属材料消耗；

6.采用本方法施工把以前在关键线路上的施工工序，变为非关键线路工序，节省了工期。产生了很大的经济效益和社会效益。

7.本发明技术可以解决多种地况/地层不均匀沉降或由于温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩等原因引起的变形缝渗漏问题；也可以预防因地震等自然灾害引起的断面接口错动、变形导致的渗漏问题。

附图说明

图1是本发明的止水片预置在一期混凝土中的俯视结构示意图，其中止水片一半预置在一期混凝土中，一半凸出在断面外侧；

图2是图1的立体结构示意图，可见紫铜止水片纵向位于一期混凝土断面的中部；

图3是本发明的骨架的俯视结构示意图；

图4是本发明的型腔模的骨架和气囊组装后横截面结构示意图，其中可见气囊平面的固定点与骨架平面的固定孔配合、气囊中部的凹槽与骨架中部的凹槽配合紧密；

图5是图3骨架的凸出面立体结构示意图；

图6是图5骨架的另一面平面立体结构示意图；

图7是本发明的型腔模的骨架和气囊组装后俯视结构示意图，其中可见气囊平面的固定点凸出于骨架固定孔，以保证不会脱出引起变形；

图8是图7A处放大结构示意图，可见骨架侧边设有45°倒角；

图9是本发明的型腔模的骨架和气囊组装后凸出面立体结构示意图，其中可见骨架上部高出气囊上部一定距离，一般高出20-40cm即可，以方便吊装；

图10是本发明的骨架和气囊组装后另一面平面立体结构示意图；

图11是本发明的气囊凸出面立体结构示意图；

图12是本发明的气囊另一面平面立体结构示意图；

图13是本发明的骨架和气囊一起设置在一期混凝土断面处的立体结构示意图，其中凸出的止水片设置于骨架的凹槽中，骨架高于混凝土断面的止水片一定高度；

图14是本发明的型腔内设置在一期和二期混凝土断面处的俯视结构示意图，其中凸出的止水片设置于骨架的凹槽中，气囊等于或略高于混凝土断面；

图15是本发明的型腔模脱模吊出后，在二期混凝土断面处预置的半圆形型腔内注满沥青后的俯视结构示意图，其中止水片一半位于一期混凝土中，凸出的一半位于型腔内的沥青中；

图16是本发明的另一款气囊配合骨架示意图，其中气囊为大半椭圆型，可以配套应用于坝体窄的工程，可以为两侧留出更大的混凝土墙体，具有增强坝体的作用。

图中序号：1.一期混凝土，2.止水片，3.骨架，4.底座，5.凹槽，6.气囊凹槽，7.前壁，8.侧壁，9.固定点，10.固定孔，11.吊孔，12.气门嘴，13.凸起部，14.沥青油毛毡，15.二期混凝土，16.沥青，17.大半椭圆气囊。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1，参考附图：一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，它包括止水片2、骨架3和气囊，所述气囊与骨架3连接并设置在骨架3外侧，在应用所述型腔模时，所述止水片2部分预埋在一期混凝土1断面处，所述骨架3与所述止水片2连接，所述气囊内填充有具有预定气压的气体，而在二期混凝土15初凝后，当释放出所述气囊内的气压，并将所述骨架3和气囊移除后，在二期混凝土15内形成可供注入熔融沥青的半圆型腔。

进一步的，所述的止水片2为矩形紫铜片，其预埋于一期混凝土1内的一侧纵向设有90°折角，另一侧自一期混凝土断面的中部向外伸出设定长度。例如，将所述矩形紫铜片一半预埋于一期混凝土1内，另一半从一期混凝土断面伸出(见图1、图2)。

进一步的，所述骨架3中部设有凹槽5，且所述骨架3的两侧沿纵向间隔设置有固定孔10，而所述骨架3的上、下端分别设有吊孔11和底座4，同时所述骨架3的两侧边设置45°倒角(见图3-8)。

进一步的，所述的底座4的半径小于或等于所述凹槽5深度(见图5)。

进一步的，所述气囊具有弧形截面结构，其上端设有气门嘴12，下端设有密封的底。

进一步的，所述气囊的上端面为平面，且该平面的中部沿纵向设有气囊凹槽6，而于所述气囊凹槽6两侧沿纵向间隔设有固定点9，所述气囊凹槽6与所述骨架3上的骨架凹槽5紧密配合。

进一步的，所述的气囊为半圆柱形，或者为大半椭圆柱形，其上端设有气门嘴12，下端设有密封的底，其平面一侧的中部纵向设有气囊凹槽6，气囊的平面的两侧纵向间隔一定距离设有固定点9；所述的气囊两侧壁8是气囊前壁7厚度的2倍，并两侧壁8壁厚逐渐向前壁7圆弧变薄(见图4、11、12)。

进一步的，为了方便脱模和达到一定强度，所述气囊采用橡胶气囊，且所述气囊的囊壁内还夹杂有增强纤维丝。

进一步的，所述气囊圆弧外表面设有凸起部13。

其中，所述的骨架3中部设有凹槽5，以容置预置的止水片2，骨架3的两侧沿纵向间隔设有固定孔10，以固定气囊预防加压后变形，骨架3的上端设有吊孔11，方便脱模和取出，骨架3的下端设有底座4，可以保证将气囊一起吊出型腔；骨架3的两侧边设置45°倒角，方便脱模。

进一步的，所述的在半圆型腔内注入熔融沥青16，这里选用30号建筑沥青，沥青冷却，视施工现场温度冷却时间一般2-12小时；

为了使沥青16在混凝土型腔内的黏连性更好，还在气囊圆弧外表面分布设有凸起部13，凸起部13可以是圆点状，或呈纵向或横向的格条，脱模后可在型腔内形成凹点或凹槽(见图7-12)。

本实施例还公开了一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模的施工方法，包括如下步骤：

1)止水片设置：将止水片2有折角的一边预设在混凝土变形缝的断面处，止水片2沿纵向设置于混凝土断面宽度的中间，且所述止水片沿宽度方向的一侧部分埋入混凝土内，固定模板和止水片后浇筑一期混凝土1；

2)型腔模的组装：将气囊凹槽6对准骨架凹槽5，气囊底部设置在骨架底座4上，位于气囊后面平面的固定点9配合设置在骨架3对应的固定孔10中组装成一体即形成型腔模；

3)型腔模的设置：一期混凝土1凝固后，将骨架3的凹槽5卡在凸出的止水片2上，在骨架3的两侧混凝土断面上设置沥青油毛毡14(参考图13-14)；

4)气囊加压：在设置好的气囊内从设置在气囊上部的气门嘴12加入压缩空气，气囊形成一定气压；

5)二期混凝土浇筑：设置好气囊气压和模板后，二期混凝土15根据高度分层浇筑，每次每层50cm左右，等下层初凝具有一定硬度后再浇筑上一层，直至达到需要的高度；

6)型腔形成:在二期混凝土15初凝后，放出气囊内气压，在骨架3的吊孔11中设置吊钩，吊出型腔模，在二期混凝土15断面处形成半圆形型腔；

7)灌注沥青16：在半圆型腔内灌满熔融的30号建筑沥青16，视施工现场温度冷却时间一般2-12小时(参考图15)；

当混凝土工程长度较长，需要设置多个变形缝时，重复上述步骤1-6，沥青16可做一次灌注或数次灌注。

吊出的型腔模应及时清理、保养，储存，以利重复利用。

当应用于较窄坝体工程时，可以选择大半椭圆气囊17，其细长型腔可以为两侧留出更大的混凝土墙体，具有增强霸体整体强度的作用(参考图16)，一般型腔两侧混凝土墙体大于20cm即可。

本发明的骨架高度一般为2.5M，气囊高度2.0M，每次架膜可浇筑2.0M混凝土墙体，如墙体超过2.0M,拆模后，提高2.0M，重复前述施工方法，直到满足墙体高度；该紫铜止水片和水平止水片连接采用现场焊接。

本发明不需预制混凝土槽，可以缩短工期20-30天；型腔模可以重复使用；可以在挡水坝、蓄水池等围坝挡土墙施工、也可用于地铁、涵洞、水闸、隧道等地下、水下等各种混凝土工程变形缝垂直止水的施工应用，变形缝整齐不渗漏；采用本技术可以解决地层不均匀沉降导致的变形缝渗漏水问题，或因环境温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩导致的变形缝渗漏问题；也可以预防因地震等自然灾害引起的变形缝断面接口错动、移位等变形等导致的渗漏问题。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于它包括止水片、骨架和气囊，所述气囊与骨架连接并设置在骨架外侧，在应用所述型腔模时，所述止水片部分预埋在一期混凝土断面处，所述骨架与所述止水片连接，所述气囊内填充有具有预定气压的气体，而在二期混凝土初凝后，当释放出所述气囊内的气压，并将所述骨架和气囊移除后，在二期混凝土内形成可供注入熔融沥青的半圆型腔。

2.根据权利要求1所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述的止水片为矩形紫铜片，其预埋于一期混凝土内的一侧纵向设有90°折角，另一侧自一期混凝土断面的中部向外伸出设定长度。

3.根据权利要求1所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述骨架中部设有凹槽，且所述骨架的两侧沿纵向间隔设置有固定孔，而所述骨架的上、下端分别设有吊孔和底座，同时所述骨架的两侧边设置45°倒角。

4.根据权利要求3所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述的底座的半径小于或等于所述凹槽深度。

5.根据权利要求1所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述气囊具有弧形截面结构，其上端设有气门嘴，下端设有密封的底。

6.根据权利要求5所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述气囊的上端面为平面，且该平面的中部沿纵向设有气囊凹槽，而于所述气囊凹槽两侧沿纵向间隔设有固定点，所述气囊凹槽与所述骨架上的骨架凹槽紧密配合。

7.根据权利要求5所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述气囊两侧壁的厚度是前壁厚度的2倍。

8.根据权利要求1、5、6或7所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述气囊采用橡胶气囊，且所述气囊的囊壁内还夹杂有增强纤维丝。

9.根据权利要求8所述的混凝土工程变形缝垂直止水型腔模，其特征在于所述气囊圆弧外表面设有凸起部。

10.权利要求1-9中任一项所述混凝土工程变形缝垂直止水型腔模的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1）止水片设置：将止水片有折角的一边预设在混凝土变形缝的断面处，止水片沿纵向设置于混凝土断面宽度的中间，且所述止水片沿宽度方向的一侧部分埋入混凝土内，固定模板和止水片后浇筑一期混凝土；

2）型腔模的组装：将气囊凹槽对准骨架凹槽，气囊底部设置在骨架底座上，位于气囊后面平面的固定点配合设置在骨架对应的固定孔中组装成一体即形成型腔模；

3）型腔模的设置：一期混凝土凝固后，将骨架的凹槽卡在凸出的止水片上，在骨架的两侧混凝土断面上设置沥青油毛毡；

4）气囊加压：在设置好的气囊内从设置在气囊上部的气门嘴加入压缩空气，气囊形成一定气压；

5）二期混凝土浇筑：设置好气囊气压和模板后，二期混凝土根据高度分层浇筑，每次每层50cm左右，等下层初凝具有一定硬度后再浇筑上一层，直至达到需要的高度；

6）型腔形成:在二期混凝土初凝后，放出气囊内气压，在骨架的吊孔中设置吊钩，吊出型腔模，在二期混凝土断面处形成半圆形型腔；

7）灌注沥青：在半圆形型腔内灌满熔融沥青，冷却即可；

在设置多个变形缝时，重复上述步骤1-6，沥青做一次灌注或数次灌注；

吊出的型腔模及时清理、保养，储存，以利重复利用。