CN201526047U - 静压地下连续墙自动成墙装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属建筑技术领域，涉及一种用于深基坑、隧洞、河堤等防渗、截水、挡土场合的静压地下连续墙自动成墙装置，利用现有的全液压静力桩机作为主机，同时能夹持截面为波形的两个相互关联又各自独立运动的自动成墙装置组合，以波形板表面形状及长方形内框作基准，其两短边外缘分别制有特定导向限位作用的连接体，其端部安装有双开式活瓣的自动成墙装置体内预先吊入钢筋笼，相继灌满混凝土，将成墙装置逐一压入预定土层深度，提升成墙装置组合中的其中一个，同时启动波形体内安装的高频振动器，边振动边提升成墙装置而形成钢筋混凝土单元墙段，其装置结构新颖，安装使用方便，节省人力财力，自动连续性好。

Description

静压地下连续墙自动成墙装置

技术领域：

本实用新型属于建筑业基础施工技术领域，涉及一种用于复杂深基坑、隧洞、河堤等工程防渗、截水、挡土场合的静压地下连续墙自动成墙装置。

背景技术：

钢筋混凝土地下连续墙(简称地下连续墙)作为复杂深基坑、地铁、隧洞开挖支护体系的支护墙体，具有刚度大、强度高、整体性好以及耐久性和抗渗性好的特点，除作为基坑支护结构并兼有截水抗渗之功能外，往往还与地下主体结构一起作为建筑承重结构。现有地下连续墙施工方法，是在地面用专门的挖槽设备，在泥浆护壁的条件下，分段开挖深槽，并向槽内吊放钢筋笼，用导管法在水泥浆下浇筑混凝土，在地下形成一个单元墙段，将许多单元墙段用适当的接头方式连接起来而形成连续的地下墙体。目前国内地下连续墙体施工的机械有三大类：挖斗式、冲击式、回转式；而挖斗式机械又分为蚌式抓斗、铲斗，其中蚌式抓斗又分为吊索式和导杆式两种；冲击式分为钻头冲击式和凿刨式两种；回转式有单头钻和多头钻两种；施工方法主要为：先进行槽段划分，挖导沟，筑导墙，用挖槽机械挖槽段，输入泥浆护壁，由于开挖过程中大量渣土沉入槽底，如不清除会使地下墙产生过大沉降和降低承载力，而且沉渣对后续工序也产生一系列影响，如降低水下混凝土流动性，影响水泥与钢筋握裹力，使混泥土强度降低等等，清底是挖槽后能否保证地下墙体质量的重要工序；因此单元槽段开挖到设计标高后，在安放接头和钢筋笼前，必须及时清除槽底淤泥和沉渣(简称清底)；现行清底一般采用压缩空气升液法，砂石吸力泵排泥法，潜水泵排泥法等三种方式，通常是在槽段挖成后继续进行泥浆的反循环作业即“换浆法”清底，也有待渣土基本沉淀槽底后再清底，渣土沉底一般需要2～4h，然后吊入接头，安放钢筋笼，插入导管，浇筑混凝土，将混凝土挤出的泥浆及时清除运走，在混凝土上未凝固前及时拔除接头。

地下连续墙一般适用于开挖深度10米以上土质条件比较软弱或土层性质比较复杂的基坑；基坑周围建筑物或生活管线对沉降敏感宜采用地下连续墙支护体系得以有效保障；地下连续墙体作为主体结构的一部分，且对抗渗有严格要求时；以及基坑施工采用逆作法时。现有的地下连续墙其支护性能优越，但其价格相对于灌注桩、钢板桩、或水泥土桩等支护形式高，施工难度比较大，工期相对长，废弃泥浆处理困难，对环境有一定程度污染，在饱和性黏土、淤泥质黏土、承压水土层中成墙困难，墙体承载力较低，综合经济性欠佳。

发明内容：

本实用新型的发明目的在于克服现有技术的缺点，针对地下连续墙施工设备存在的不足，设计一种采用静力桩机作为主机能夹持自动成墙装置实施静压式地下连续墙施工方法。

为了实现上述目的，本实用新型利用现有的全液压静力桩机作为主机，同时能夹持截面为波形的两个相互关联又各自独立运动的自动成墙装置组合，截面为波形的自动成墙装置两短边外缘分别制有特定导向作用的连接体，其端部安装有双开式活瓣的自动成墙装置体内预先吊入钢筋笼，相继灌满混凝土，将成墙装置逐一压入预定土层深度，由于底端土对活瓣的反作用力，底端活瓣不能打开，其内混凝土等物不能流出，外部泥水等物也无法进入，提升成墙装置中组合的其中一个，作用在端部活瓣上的反作用力消失，活瓣在体内混合物自重作用下开启，混凝土顺利流出，同时启动波形体内安装的高频振动器，边振动边提升成墙装置而形成钢筋混凝土单元墙段，将成墙装置按一定方向逐个循序渐进，形成由多单元墙段连接而成的地下连续墙体。

本实用新型随不同工程对支护体系和止渗挡土要求不同设有多种截面尺寸，总长度通过基本节与连接节契口对接，用连接块和连接螺钉连接调整；长边正反两立面纵向设有多组连接波形板，短边左面靠长边两侧制有开口式环形对接体，相对应靠近短边右面处的长边两侧制有圆柱形对接体、环形对接体、多槽式对接体，对接体与基本体等长；两支同型号结构的自动成墙装置为一组，环形对接体套入圆柱形对接体内相互衔接并上下滑动，两只依次逐个压入拔出实施循环；自动成墙装置端部制有双开式活瓣，活瓣内安装有磁性装置，当自动成墙装置体内空载时，磁性装置额定吸力大于活瓣自重，活瓣处于关闭状态，自动成墙装置体内装载物重量超过磁性装置额定吸力，活瓣被打开；在压入过程中由于底端土对活瓣的反作用力，体内混合物重量超过磁性装置额定吸力活瓣仍不能打开，只有提升自动成墙装置时，作用在底端活瓣上的反作用力消失，活瓣在体内混合物重力作用下才会自动开启，混凝土顺利流出，启动自动成墙装置波形板内安装的振动器，边振动边提升自动成墙装置而形成地下单元墙段，多单元墙段连接形成地下连续墙。

本实用新型用于一字形单壁式墙体施工工艺、∏形或T形墙体施工工艺、拼接式结构墙体施工工艺和异形桩施工工艺；其形成的地下连续墙根据地下建筑物形状需经常改变墙体轴线方向，建筑市场在用静力桩机多为步履式，自动成墙装置须留出足够沉台夹持的有效高度(大约距地面以上4m左右)，以保证夹持器对成墙装置的可靠夹持，不可将成墙装置弃于地下；成墙装置端部未全部离开地面时，静力桩机是无法行走或转弯，只有在沉台松开夹持时拔出其中一个装置，于沉台水平直线方向才会有一段富裕空间供静力桩机作相应距离的直线移动，使静压地下墙体转弯得以实现并保持抗渗性能良好。

本实用新型与现有技术相比，其工艺方法新颖，不需开挖，环保效应显著，经济效益良好，墙体质量可，承载力高，适用范围广泛，施工工艺方便简捷，施工周期短；其装置结构新颖，安装使用方便，节省人力财力，自动连续性好。

附图说明：

图1为实用新型的正视立面结构原理示意图。

图2为本实用新型的左视立面结构原理示意图。

图3为本实用新型的仰视剖面结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明。

实施例：

本实施例由基本体、对接体、活瓣组三部分构成；其基本体部分包括基本节1、对接节2、契形接口3、短边面4、短边面4’、主通道5、电缆横通道6、冷却水上循环通道7、冷却水下循环通道7’、波形板8、顶部波形板9、端部波形板9’、密封条10、进水接头11、出水接头12、电缆接入口13、连接螺钉14、振动器15、连接波形板18、上封堵24和下封堵24’；基本体截面长边为300mm～1200mm，短边为100mm～1000mm，基本体的总长是通过基本节1与对接节2采用契形接口3调整，以适应不同工程深度要求；用其外表形状和结构与波形板8相同的连接波形板18连接，连接波形板18背面制成多道凸凹槽结构，对接时将凸凹槽嵌入基本体截面长边相应的凹凸槽内，并用连接螺钉14紧固，连接螺钉14头部埋入螺孔内防止连接螺钉14在施工中损坏；波型板8外形为波形水泥屋面板形状，沿基本体正反立面纵向全长设置，波型板8外形尺寸和结构相同，其长度为基本节1和对接节2整除的整数，每块波形板8上下端面制有供安放密封条10的凹槽，对接时，上部的波形板8下端面凹槽对准下部的波形板8上端面凹槽中已安装上密封条10，实施端面碰接用连接螺钉14与基本体固定，相邻两块波形板接缝处不渗漏；波形板8、顶部波形板9和端部波形板9’沿基本体纵向制有上下贯通的主通道5，主通道5两侧凹陷面制有供连接螺钉14拧入的螺孔使其将波形板固定在基本体上，螺钉头沉入螺孔内，主通道5用于振动器15的安放空间和电缆、冷却水通道空间；端部波形板9’的主通道5底端封闭，顶部波形板9制有进水接头11、出水接头12和电缆入口13，基本体长度可调节，在基本体顶部和端部正反两立面安装相应的顶部波形板9、端部波形板9’各一块，其中的主通道5设有上下相互错位的水平冷却水上循环通道7和冷却水下循环通道7’，保证基本体内冷却水从第一个主通道5的进水接头11进来，再从该道底部冷却水下循环通道7’进入隔壁另一主通道5，从隔壁的主通道5上冷却水循环通道7又流至下一个主通道5，如此循环，从最后一个主通道5上部出水接头12出去，进、出水接头11、12和电缆入口13分别安装在正反两立面的两块顶部波形板9顶端面，通过连接软管进入外部水箱；由多个波形板8组成的半圆弧状的表面增加基本体表面积和基本体与夹持器的摩察面积，压应力得到扩散，还增加了基本体边框厚度和刚度，波形板8中主通道5内安置的振动器15有振幅传递路径，使基本体与周边土体固结容易松弛；每块波形板8的主通道5内在安置振动器的位置旁边制有一横向电缆通道6，便于振动器15的电缆接入和维修；基本体冷却水的压力式循环通过进、出水接头11、12用软管与桩机上的水箱相通，设置在水箱中的水泵将水不断泵出，强迫冷却水从进水接头11进入主通道5，经循环后从出水接头12流至水箱，在水箱中将热量散发至大气中实施冷却；基本体内安装的振动器15为高频振动器，振动器15置于循环冷却水中；高频振动器的振动深度为50m，振幅使自动成墙装置与周身土体从静吸附状态迅即转为动吸附状态，混凝土在振动下与内壁产生滑动，减少内外摩擦，降低提抜力；波形板8沿基本体纵向通长由多个组成，振动器15防止过振按合理组合分组分时分段控制。

本实施例的对接体部分包括圆柱形对接体16、环形对接体17、短边面4和短边面4’，起对接和导向功能；基本体截面长边两面各制有与基本体通长的环形对接体17并凸出短边面4一定距离，其两边的环形开口朝内互相对称，中线重逢，环形圈通长底端及顶部不封口；在基本体截面长边两面靠近短边面4’处，各边制有与基本体通长的圆柱形对接体16，圆柱形对接体16通过截面尺寸与环形开口相近的支承键，焊接在靠紧短边面4’处两长边面相对应环形对接体17的环形开口位置，使其在两只基本体短边面4’和4贴紧时圆柱体套入环形圈内，支承键套入环形开口中，圆柱形对接体16沿环形对接体17作上下滑动而不能作其他方向移位，环形对接体17安装在成墙装置基本体短边面4的两侧，圆柱形对接体16安装在成墙装置基本体短边面4’的两则，当两只成墙装置短边面4’和4对面相贴时才能实现上述功能，保证基本体的短边面4’和4通长紧贴，组成不可分开的联合体；环形圈上下不封口，沿圆柱体上下滑动或圆柱体沿环形圈上下滑动，在基本体总长范围内不受滑动距离限制，以适应地下岩土埋葬起伏不匀时造成的单元墙段底端标高不一致，保障每一单元墙段承载力需求，两只平行的环形对接体17沿基本体两长边水平轴线方向平行凸出一段距离，与短边面4配合形成凹形截面，两只圆柱形对接体16于两长边水平轴线方向平行凹进相对应距离，与短边4’配合形成凸形截面，凸出截面嵌入凹形截面中形成两只成墙装置对接时截面的三个边紧密配合呈凹形截面状，凹形使圆柱形对接体16套入环形对接体17中，或环形对接体17套入圆柱形对接体16中，被两个对接体制约只能作上下滑动，形成的凹形墙体连接。

本实施例的活瓣组成部分包括活瓣19、加强筋活瓣19’、强筋20、本节活瓣座21、瓣座21’、瓣轴22和磁性装置23；磁性装置23的活瓣20、20’在自动成墙装置空载时由于磁性吸力作用总是关闭，当装置内重物或外力超过磁性吸力时，活瓣20、20’被打开，与基本体长边面成180°直垂，活瓣打开后借助外力旋转一定角度后，朝关闭方向少于180°，磁性吸力会吸引活瓣20、20’自动关闭；加强筋20有压入过程导向，增强活瓣接缝处抗压强度和加强活瓣接合处封水三个功效；基本节1底端面制有间隔均匀的多个基本节活瓣座21，活瓣与基本节底端面相接处制有与基本节活瓣座21结构尺寸相同的活瓣座21’，两活瓣座凸凹错位对接，将活瓣轴22装入活瓣座21和21’圆孔中，活瓣19和19’被固定在基本体底端面，沿活瓣轴22作径向转动，达到活瓣开闭自如；活瓣19和19’设置在基本体底端面长边方向两侧面；活瓣在地层深处开启时的垂直长度越短越有利于自动成墙装置体内混合物的初始流出量，空载时，活瓣19和19’在磁性装置23的吸力作用下，处于自动关闭状，便于施工吊运及对中，静压地下连续墙时，自动成墙装置体内装入的混合物重量超过磁性装置23的吸力，使用时应先将自动成墙装置在空载时对准基准点压入土中小段深度即停止，然后再吊放钢筋笼，灌注混凝土，尽管基本体内混合物重量已远远超过磁性装置23的吸力，因底端土对活瓣19和19’的反作用力，活瓣仍处于紧闭状态，体内混合物不能流出，外部泥水也不能挤入，保证了静压单元墙段的成墙质量和进度。

本实施例使用的静力桩机中央设置一个沉台，沉台内设置有多组夹持油缸及钳口，将管桩或矩形桩夹紧并克服压桩过程中的反力而不会将桩夹坏或产生相对打滑，在压桩油缸的驱动下逐段将桩压入预定土层深度，将沉台中的多组夹持油缸和钳口统称夹持器。实施时先将桩机改为由两个沉台并列沿同一水平轴线方向夹持器内尺寸总长不少于2.6m，总宽不少于1.2m的于总长的中点分开成两组夹持器的可同时夹持两只同型号的自动成墙装置既可同步工作又可分别独立工作而互不影响的沉台组合。静力桩机就位调整水平，对准用经纬仪施放好的地墙轴线和单元墙段中心点，并以此点为起点，桩机沿地墙轴线方向行进，除转角或遇障碍需处理外不能倒行。

Claims (1)

1.一种静压地下连续墙自动成墙装置，其特征在于自动成墙装置由基本体、对接体、活瓣组三部分构成；基本体部分包括基本节、对接、契形接口、短边面、短边面、主通道、电缆横通道、冷却水上循环通道、冷却水下循环通道、波形板、顶部波形板、端部波形板、密封条、进水接头、出水接头、电缆接入口、连接螺钉、振动器、连接波形板、上封堵和下封堵；基本体截面长边为300mm～1200mm，短边为100mm～1000mm，基本体的总长通过基本节与对接节采用契形接口调整，用其外表形状和结构与波形板相同的连接波形板连接，连接波形板背面制成多道凸凹槽结构，对接时将凸凹槽嵌入基本体截面长边相应的凹凸槽内，并用连接螺钉紧固，连接螺钉头部埋入螺孔内；波型板外形为波形水泥屋面板形状，沿基本体正反立面纵向全长设置，波型板外形尺寸和结构相同，其长度为基本节和对接节整除的整数，每块波形板上下端面制有供安放密封条的凹槽；波形板、顶部波形板和端部波形板沿基本体纵向制有上下贯通的主通道，主通道两侧凹陷面制有供连接螺钉拧入的螺孔使其将波形板固定在基本体上，螺钉头沉入螺孔内，主通道内安装有振动器、电缆和冷却水通道；端部波形板的主通道底端封闭，顶部波形板制有进水接头、出水接头和电缆入口，基本体顶部和端部正反两立面安装相应的顶部波形板、端部波形板各一块，其中的主通道设有上下相互错位的水平冷却水上循环通道和冷却水下循环通道，从最后一个主通进、出水接头和电缆入口分别安装在正反两立面的两块顶部波形板顶端面，通过连接软管进入外部水箱；波形板中主通道内安置的振动器有振幅传递路径，每块波形板的主通道内在安置振动器的位置旁边制有一横向电缆通道，基本体冷却水的压力式循环通过进、出水接头用软管与桩机上的水箱相通；基本体内安装的高频振动器置于循环冷却水中；高频振动器的振动深度为50m；所述的对接体部分包括柱形对接体、环形对接体、短边面和短边面，基本体截面长边两面各制有与基本体通长的环形对接体并凸出短边面，其两边的环形开口朝内互相对称，中线重逢，环形圈通长底端及顶部不封口；在基本体截面长边两面靠近短边面处分别制有与基本体通长的圆柱形对接体，圆柱形对接体通过截面尺寸与环形开口相近的支承键，焊接在靠紧短边面处两长边面相对应环形对接体的环形开口位置，在两只基本体短边面和贴紧时圆柱体套入环形圈内，支承键套入环形开口中，环形对接体安装在成墙装置基本体短边面的两侧，圆柱形对接体安装在成墙装置基本体短边面的两则；环形圈上下不封口，沿圆柱体上下滑动或圆柱体沿环形圈上下滑动，两只圆柱形对接体于两长边水平轴线方向平行凹进，与短边配合形成凸形截面，凸出截面嵌入凹形截面中形成两只成墙装置对接时截面的三个边紧密配合呈凹形截面状，凹形使圆柱形对接体套入环形对接体中，或环形对接体套入圆柱形对接体中；所述的活瓣组成部分包括活瓣、加强筋活瓣、强筋、本节活瓣座、瓣座、瓣轴和磁性装置；基本节底端面制有间隔均匀的基本节活瓣座，活瓣与基本节底端面相接处制有与基本节活瓣座结构尺寸相同的活瓣座，两活瓣座凸凹错位对接，活瓣轴装入活瓣座圆孔中，活瓣被固定在基本体底端面沿活瓣轴作径向转动，活瓣设置在基本体底端面长边方向两侧面。

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