静压地下连续墙自动成墙装置及方法

摘要

本发明属建筑技术领域，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及方法，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，其工艺新颖，环保效应好，质量可靠，承载力高，适用范围广，施工周期短。

主权项

一种静压地下连续墙自动成墙装置及方法，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；其基本体部分包括基本节、连接节、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；其主要功能一是受力和传力主体，二是混合物载体兼墙段形态模具，三是对接体、活瓣组零部件安置基体；基本体截面长边为300mm～1200mm，短边为100mm～1000mm，其截面形状有组合梯形板状、厚壁平直板状、波形板状等；基本体截面内框有椭圆形、矩形、圆形、多边形等，形状各异但功能及原理相同，为叙说方便，以波形板表面形状及长方形内框作基准述说，基本体的总长是通过基本节与连接节采用契形接口调整，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防止连接螺钉在岩土中磨损；波型板外形似波形水泥屋面板形状，沿基本体正反立面纵向全长设置，波型板轮廓形状和结构相同，其长度为基本节和连接节整除的整数，每块波形板上下端面制有供安放密封条的凹槽，对接时，上部的波形板下端面凹槽对准下部的波形板上端面凹槽中密封条，实施端面碰接用连接螺钉与基本体固定，使相邻两块波形板接缝处不渗漏；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，主通道用于振动器的安放空间和电缆、冷却水通道空间；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，其它主通道也被封闭，在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，保证基本体内冷却水从第一个主通道的进水接头进来，再从该道底部冷却水下循环通道进入隔壁另一主通道，从隔壁的主通道上冷却水循环通道又流至下一个主通道，如此循环，从最后一个主通道上部出水接头出去，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；由多个波形板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，在波形板中主通道内安置振动器，使基本体与周边土体固结容易松弛；每块波形板的主通道内在安置振动器的位置附近制有一横向电缆通道，便于振动器的电缆接入和维修；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进入主通道，经循环后从出水接头流至水箱，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为高频振动器，振动器置于循环冷却水中；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，降低提拔力；波形板沿基本体纵向通长由多个组成，因此振动器根据需求可任意增减设置数量，振动器按合理组合设置为分组分时分段控制。对接体部分包括圆柱形对接体，环形对接体、短边面和短边面’，起对接和导向功能；对接体还可制成键槽式对接体、梯形对接体、多边形对接体、椭圆形对接体、扇形对接体等形式；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’处，各边制有与基本体通长的圆柱形对接体，圆柱体通过截面尺寸与环形开口相近的支承键，焊接在靠短边面’处两长边面相对应环形对接体的环形开口位置，使其在两只基本体短边面贴紧时圆柱体插入环形圈内，支承键套入环形开口中，圆柱形对接体插入环形对接体作上下滑动而不能作其他方向移位，环形对接体安装在成墙装置基本体长边面的两侧凸出短边面一小段距离，圆柱形对接体安装在成墙装置基本体长边面的两则凹进短边面’一小段距离，当两只成墙装置短边面’和短边面相贴时才能实现上述功能，保证基本体的短边面通长紧贴，组成不可分开的组合体；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，两只平行的环形对接体沿基本体两长边水平轴线方向平行凸出短边面一小段距离，与短边面配合形成凹形截面，两只圆柱形对接体于两长边水平轴线方向平行凹进短边面’相对应的一小段距离，与短边面’配合形成凸形截面，凸形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，凹形限制圆柱形对接体恰好插入环形对接体中，或环形对接体恰好套入圆柱形对接体中，被两个对接体约束只能作上下滑动，自动形成了墙体的凹形连接。活瓣组成部分包括活瓣、加强筋活瓣、加强筋、基本节活瓣座、活瓣座、活瓣轴和磁性装置；起配合基本体存放混合物、按需要封闭、或开启两大功用；带磁性装置的活瓣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，活瓣被打开，与基本体长边面成180°直垂，活瓣打开后需借助外力旋转朝关闭方向少于180°，磁性吸力才可吸引活瓣自动关闭；加强筋有压入过程导向，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，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，将活瓣轴装入活瓣座圆孔中，活瓣被固定在基本体底端面，沿活瓣轴仅作径向转动，达到活瓣开闭自如；活瓣设置在基本体底端面长边方向两侧面，空载时，活瓣在磁性装置的吸力作用下，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的吸力，因底端土对活瓣的反作用力，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。