专利名称：振动切槽成墙工艺及其专用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建造能够防渗、挡土、承重的、较薄的地下砼连续墙的工艺，特别是一种振动切槽成墙工艺及其专用设备。
目前建造类似的地下砼连续墙的技术有下列几种一、钢板桩它是用特制的异形钢板沿施工轴线用振动或锤击的方式击入，钢板桩间用特制的凹凸口相接，能起到挡土和一定的挡水作用，施工速度较快，施工设备较简单，应用历史较长，存在的问题是，需要特制的异形钢板，这种钢板国内生产较少，价格昂贵，在拥挤的旧城改造施工中，钢板桩无法回收重复使用，成墙的价格较高，另外板桩间连接不严密，易漏水，目前已极少使用。
二、钢筋砼板桩施工方法与钢板桩相近，不能回收重复利用，单价较钢板桩略低，存在问题是建造的深度有限，板桩间易漏水，挡土能力有限，难以和护坡桩配合使用。
三、高喷和压密注浆当用大口径灌注桩作为深基坑开挖的护坡桩时，桩间缝隙的漏水可用高压旋喷或压密注浆作补充，但常出现防渗不严，本身不能挡土等不足，单价成本较高，这是目前应用较多的一种辅助性的防渗措施。
四、射水成墙工艺该工艺是90年由福建省水利科研所研制的工艺，是用大流量浆泵成槽，再在槽内下导管置换成墙，适用于软土和细粒地层，单槽段长约2m，可造宽0.3m的墙，效率一般，这是目前在城建和水利施工中一种竞争力较强的施工方法，存在的问题是，用泥浆成槽现场污染较重，施工速度较慢，工序复杂，成本较高。
五、插板注浆成墙法用型钢振至预定深度，起拨时向下部注浆，连续插入和注浆以形成连续墙，此法施工速度较快，可形成较薄的砂浆墙，资料上有报导，国内尚未收集到施工实例，从理论上分析，是一种在软土中建造砂浆墙的较好的办法，但只能建砂浆墙，为防止收缩和保证连接，需多条型钢交替插入和拨出，施工尚较复杂。
本发明的目的是针对现有施工工艺的各种不足之处，提供一种生产效率高，工艺较简单，单价低，墙体质量好，适应范围较大的地下连续墙成墙工艺，即用振动桩锤作主要设备，用一种专用的振入切槽机具，建造地下连续墙——振动切槽成墙工艺。
本发明的目的是这样实现的该工艺的专用设备——振动切槽成墙机是由振动桩架、振动锤、小径厚壁振动管、切槽头加料槽等主要部件组成的，其振桩架与通用的桩架相近，它即能保证移位、定位方便，又能准确地调整振动管和振动头的切入方向，桩架为液压步履型它可通过四个支腿油缸准确地调整振入管的垂直度，由于桩架的前支腿正位于已切槽的中间或其边缘，其部分的土体欠稳定，有坍塌的可能，为了分散桩腿对地面的压应力，腿靴为长条形，长大于1.5m，使压应力离开槽边约0.6m，支腿与长条腿靴采用可调角度的铰接结构，再配合预埋在槽壁两侧较远的铁轨，这样就保证了桩架工作的稳定性，在桩架的下部设有切头定位叉，保证切头入土的准确性；振动锤通过钢丝绳与桩架相连，功率约60KW；小径厚壁振动管安装在振动锤的下端，由于切槽宽度为0.2m左右，所以振动管经必须小于0.2m方能使其与槽壁的阻力小，砼可在振动管的两侧串通，不致形成真空和塌方；切槽头被安装在振动管的底端，切槽头为扁铲形，只向槽壁两侧挤压，在槽的纵向的分力极小，这样有利于切槽头的定向，切槽头上带有两扇活门，上提切槽头时，活门可自动打开以保证切槽头上部的砼落到切槽下部，以防槽壁的抽吸坍塌，切槽头纵向的一侧带有一比槽略宽的定位纠偏板，改变该板的方向可以使切头向左、右和正中定向保证切槽方向准确，保持成槽的连续性，切槽头的另一侧带有一略窄于槽宽的导向副头，切槽时它沿已成的槽壁滑行，防止成槽形成叉口，并有克服槽壁收缩和搅拌槽内砼的功能，切槽头有一定的高度，可保持成槽宽度较稳定；在长条腿靴的上面，振动管的一侧带有加料槽，它便于小翻斗车和小推车倒料并从侧向不断补给新形成槽体的空间，解决槽轴线离边线过近不能直接向新形成的槽边加料的问题。
振动切槽成墙工艺是由现场准备，设备就位，开第一个槽段，切相邻槽段，成墙，个别接头处理等步骤来完成的，它是以大功率振动挤压的方式在松软地层中成槽，成槽的同时从槽口直接向槽内注入砼或塑性砼等材料形成墙体，其现场准备、设备就位是在槽口两侧距槽边约0.5m处埋设钢轨，钢轨面与地面基本相平，埋后压密，在开第一个槽段时要准确定向定位，测斜与纠偏，控制编斜小于0.5％，下切的同时从槽口倒入砼，始终保持砼面离槽口小于1.5m，所搅制和倒入的砼配比要流动性良好，坍落度为20～22，粘聚性好，稳定性好，要有缓凝性能，初凝时间应大于10小时，下切到预定深度后即可上拨，上拨时要同时加入砼保持砼面的必要高度；切槽头拨出后接着切相邻槽段，在切相邻槽段时使导向副头位于前一个已切成的槽段内，保证有0.3～0.4m的重复段，其它与切第一个槽段的过程相同，如此连续不断的进行，连续作业，不宜间断，以定位纠偏板(10)的功能保持切槽头沿成槽轴线方向的偏斜不超过允许值，并保证每小时完成1—2延长米的切槽工作，以保持新切槽段附近的砼有良好的流动性。若因设备停电等故障使作业停止的时间过长，应重新开槽口，间断的部分要进行个别接头处理。
本发明由于采用了上述的专用设备和成墙工艺使得该发明具有如下的优点一、墙体连续在砼初凝前已完成相邻槽段间的切槽和砼喷入工作，不出现槽段接头，只有在出现故障时才出现槽段接头；二、效率高、在适合本工艺的软土中，预计成墙效率可达到20m2/h左右，每台每天可完成200～400m2的工作量；
三、工序简单，施工设备较单一；四、挤入成形，对环境无污染；五、施工成本低，以宽0.2m薄墙为例其成本可较目前的最低成本下降20％左右，单价可达到150元/m2以下；六、深度可达18m，能满足大部分工程的实际要求；七、设备结构简单，安装和使用方便。
本发明的具体结构和工艺过程由以下实施例及其附图给出。
图1、为振动切槽成墙机总装示意图；图2、为振动切槽成墙工艺流程图；图3、为振动切槽成樯机上的切槽头结构示意图；图4、为振动切槽成墙工艺工序图。
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
该工艺的专用设备——振动切槽成墙机是由振动桩架1、振动锤2、小径厚壁振动管3、切槽头7、加料槽5等主要部件组成的，其振动桩架1通过四个支腿油缸准确地调整振入管的垂直度，腿靴6被设计成长条形长大于1.5m，为了保证切头入土的准确性，在桩架1的下部设有切头定位叉4，振动锤2通过钢丝绳与桩架1相连功率约60kw，小径厚壁振动管3安装在振动锤2的下端，本工艺采用φ168管，为保证管有必要的刚度，不致因细长而压弯，选用了壁厚为20mm的厚壁无缝钢管，振动管用法兰连接，增加了灵活性，切槽头7为扁铲形，其上带有两扇活门8，切槽头7纵向的一侧带有一比槽略宽的定位纠编板10，切槽头7的另一侧带有窄于槽宽的导向副头9，在长条腿靴6的外侧带有加料槽5。
下面结合工艺流程图及工序图说明一下成墙的具体实施工程一、工程为三十层高楼的深基坑防渗围墙，深18m，地层为淤泥质土和粉砂，要求进入相对隔水层粉质粘土，施工线离原建筑物或马路的距离为2m，工程周边长250m，总成墙面积约4500m2。
二、平整场地工程放线，适当压密施工线附近的土层，个别软弱高含水区铺0.2m左右砂垫层，施工前在场地中央选一合适地块，按设计工艺作一个1.5×1.5m2的方形围井，成井后7天在井内开挖深4～6m观察分析墙体性能，根据围井试验结果调整施工参数。
三、进入主体工程施工设备就位，开第一个槽段施工从一边的中间开始，开第一个槽段后，开始开相邻槽段，这样连续下去，在切槽的同时向槽口加入砼，形成连续的封闭的防渗墙。
四、主要施工参数(一)切头高0.9m，用一台桩机、架高24m，振管总长19m。
(二)每次切槽的间距为0.5m，即平均有0.4m的重复段。
(三)切入速度2—3m/min、上提速度为3—4m/min(四)设计砼搅制和浇灌强度15m3/h，保证强度为10m3/h，计划用2台0.4m3搅拌机，三台0.4m3翻斗车(五)砼配比为水泥∶砂∶细石∶水∶木钙
＝1∶1.9∶1.9∶0.5∶0.008坍落度20—22、设计强度C10，K＜1×10-9cm/S，(六)计划施工强度200m2/台·日，主体工程实际施工天数25天，包括试验总工期40天。
权利要求
1.一种振动切槽成墙工艺，其特征在于该工艺是通过现场准备，设备就位，开第一个槽口，切相邻槽段，成墙，个别接头处理等工艺步骤来完成的，它是以大功率振动挤压的方式在松软地层中成槽，成槽的同时从槽口直接向槽内注入砼或塑性砼等材料形成墙体；
2.根据权利要求1所述的一种振动切槽成墙工艺，其特征在于现场准备，设备就位是在槽口两侧距槽边约0.5m处埋设钢轨，钢轨面与地面基本相平，埋后压密在开一个槽段时要准确定向、定位，测斜与纠偏，控制偏斜小于0.5％，始终保持砼面离槽口小于1.5m，下切的同时从槽口倒入砼，所搅制和倒入的砼配比要流动性良好，坍落度为20～22，要有缓凝性能，初凝时间应大于10小时，下切到预定深度后即可上拨，上拨时要同时加入砼保持砼面的高度，切槽头(7)拨出后接着切相邻槽段，在切相邻槽段时使导向副头(9)位于前一个已切成的槽段内，保证有0.3～0.4m的重复段，起到导向和再次搅拌砼的作用，保证墙体连续可靠，以定位纠偏板(10)的功能保持切槽头沿成槽轴线方向的偏斜不超过允许值，每小时应完成1～2延长米的切槽工作。
3.一种振动切槽成墙专用设备——振动切槽成墙机，该设备是由振动桩架(1)、振动锤(2)、小径厚壁振动管(3)、带活门的扁铲形切槽头(7)、加料槽(8)等主要部件组成的，其特征在于振动桩架(1)为液压步履型，下端带有一切头定位叉(4)，振动锤(2)通过钢丝绳与桩架(1)相连，小径厚壁振动管(3)安装在振动锤(2)的下端，振动管(3)的管经必须小于0.2m，切槽头(7)被安装在振动管(3)的底端，在长条腿靴(6)的外侧带有加料槽(5)。
4.根据权利要求3所述的一种振动切槽成墙专用设备，其特征在于所述的切槽头(7)为扁铲形，切槽头(7)上带有两扇活门(8)，在切槽头的纵向的一侧带有一比槽略宽的定位纠偏板(10)，另一侧带有一略窄于槽宽的导向副头(9)。
全文摘要
本发明公开了一种建造能够防渗、承重、挡土的较薄的地下砼连续墙的工艺及其专用设备，该工艺是通过现场准备，设备定位，开第一个槽段，切相邻槽段、成墙，个别接头处理等工艺步骤来完成的，由于它在切槽的同时在槽口直接加入砼，保持了槽壁的稳定，简化了砼置换工序，特别是在专用的切槽成墙设备上设计了特殊的切槽头，所以具有墙体连续，效率高，工序简单，施工成本低等优点。
文档编号E02D29/02GK1125800SQ95109208
公开日1996年7月3日 申请日期1995年7月31日 优先权日1994年12月26日
发明者李绍基, 孙灵慧, 张宝军 申请人:四平东北岩土工程公司