專利名稱：預制混凝土樁及將其埋入地面而建造的地下連續壁的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種預制的混凝土樁和通過這種混凝土樁埋設于地面內而建造的地下連續墻。
日本專利早期公報第4-153408號提出了一種埋設于地面內的預制混凝土板1′。例如，這種預制的混凝土板1′具有相對的端面，每一端面均由一個平的表面所構成，如
圖10A所示，或者其中一個端面成形為一個L形的部分31，而另一端面成形為一個倒L形的部分30，如圖11A所示。例如，一種地下連續墻是利用將圖11A的混凝土樁1′連續地埋設于地面內來建造，使每一混凝土樁1′的L形部分31接合于一個相鄰的混凝土樁1′的倒L形部分30。然而，在圖11A的混凝土樁1′被埋設于地面內時，混凝土樁1′的L形部分31和相鄰的混凝土樁1′的倒L形部分30之間有可能接合得不到位，如圖11B所示。當然，在圖10A的混凝土樁1′被埋設于地面內時，類似的接合錯位現象也會出現在相鄰的混凝土樁1′之間，如圖10B所示。
為了避免這種錯位現象，提出了如圖12所示的一種改進的預制混凝土樁。也就是說，混凝土樁1′具有相對的兩端面，其中之一成形有一個長方形的凸部2′，而另一個端面成形有適于與長方形凸部相接合的一個凹部3′。將多個圖12的混凝土樁1′連續地埋設于地面內，使一個混凝土樁1′的凸部2′接合于相鄰的一混凝土樁1′的凹部3′，構成一個地下連續墻。因此，在用圖12的混凝土樁1′時，將可以穩定地連接相鄰的混凝土樁1′，而不會造成上述的接合錯位現象。
然而，應注意到，在建造地下墻的過程中，凹部3′中可能塞入一塊石頭32或類似的東西。另外，雖然圖10A、圖11A和圖12的混凝土樁都可以沿一條直線與相鄰的混凝土樁連接，但卻不可能沿一條曲線連接各混凝土樁而仍保持其間的接合狀態。例如，在圖10A或11A的混凝土樁1′沿一條曲線連續地埋設于地面內時，相鄰的兩混凝土樁1′之間將形成一個間隙A，如圖10C或11C所示。從防止滲水和提供均勻的地下墻強度來看，不希望有這樣的間隙A。當然，圖12的混凝土樁1′只能用于構造直線的地下連續墻。
本發明的一個主要目的是提供一種用于建造一地下連續墻的改進的預制混凝土樁。本發明的混凝土樁包括一具有相對的兩端面和相對的兩側的混凝土制長方形中空本體。相對的兩側之間限定了長方形中空本體的厚度。兩端面之一在其大致整個面積上成形為一個圓弧形的凹面。另一端面則在其大致整個面積上成形為一個圓弧形的凸面。混凝土樁的凸面適合于接合入一個相鄰的混凝土樁的凹面內，所以，可以將多個混凝土樁通過將凸面接合入凹面內而一個接一個地放置。因此，各混凝土樁可以被精確地埋設于地面內，而不會在相鄰的混凝土樁之間造成上述的接合錯位現象。另外，由于每一凸面和凹面都有一個圓弧形的表面，可以將凸面緊貼地接合入凹面內而不會在建造地下墻時在凹面內夾塞石頭或類似的東西。本發明的混凝土樁還包含構造于長方形中空本體內的至少一個空穴以及填充于空穴和相對兩側面之間的空間內的金屬制加強件。由于用這樣的空穴可減小混凝土樁的總重量而同時用金屬制加強件保持其強度，在建造地下墻時將很容易搬運這種混凝土樁。
在本發明的一較佳實施例中，凸面的曲率半徑等于或小于長方形中空本體的厚度的一半而且大致等于凹面的曲率半徑。另外，長方形中空本體制成有一個防干涉部分，它允許一個混凝土樁相對于相鄰的混凝土樁在一個有限的角度內樞轉，而仍保持凸面和凹面之間的接合狀態。因此，即使在沿一條曲線連接各混凝土樁時，也可以在相鄰的混凝土樁之間得到很平順的連續性，而不會在其間產生上述的間隙。另外，由于在一混凝土樁相對于鄰接的另一混凝土樁有一有限的角度時也能保持凸面與凹面的接合狀態，所以，將能夠防止整個地下墻的漏水。
該防干涉部分最好成形為使得凹面的中心角小于凸面的中心角。
本發明的地下連續墻是通過將這種混凝土樁埋置在就地挖出的土壤和一種硬化流體的混合物中，同時使每一混凝土樁的凸面接合于一個相鄰的混凝土樁的凹面來建造。尤其是，本發明的各混凝土樁可以埋設于上述混合物中，以使得每一混凝土樁能夠相對于鄰接的混凝土樁在有限的角度內樞轉，同時仍保持凸面和凹面之間的接合。
通過以下結合附圖對最佳實施例的詳細說明，本發明的其它特點、目的和優點將變得更加明顯。
在圖1A至1C中，圖1A是本發明的一個實施例的一個預制混凝土樁的頂視圖，圖1B是其一個水平橫截面視圖，而圖1C是其一個透視圖。
在圖2A和2B中，圖2A說明相鄰的混凝土樁之間的接合，其中之一具有防干涉部分，使其能夠相對于另一個混凝土樁在一個有限的角度內樞轉而仍保持接合狀態，圖2B說明沒有防干涉部分的相鄰混凝土樁之間的接合狀態;
圖3是通過沿一條直線埋設圖1A的混凝土樁于地面內而建造的一個地下連續墻的一個部分頂視圖;
圖4是通過沿一條曲線埋設圖1A的混凝土樁于地面內而建造的一個地下連續墻的一個部分頂視圖;
圖5是通過沿一個圓形曲線埋設圖1A的混凝土樁于地面內而建造的一個良好基礎的一個頂視圖;
圖6是具有一個暴露的墻面的一個地下連續墻的一個垂向橫截面視圖;
在圖7A至7C中，圖7A是該實施例的第一種修改形式的預制混凝土樁的一個頂視圖，圖7B是其一個水平橫截面視圖，而圖7C是其一個透視圖;
在圖8A至8C中，圖8A是該實施例的第二種修改形式的預制混凝土樁的一個頂視圖，圖8B是其一個水平橫截面視圖，而圖8C是其一個透視圖;
圖9說明了本發明的相鄰混凝土樁之間的一種接合狀態;
圖10A至10C說明將已有技術的預制混凝土樁埋設于地面內時所產生的問題;
圖11A至11C說明將已有技術的另一種預制混凝土樁埋設于地面內時所產生的問題;以及圖12是已有技術的又一種預制混凝土樁。
下面參照附圖詳細說明本發明的一個實施例。如圖1A至1C所示，本發明的一個預制混凝土樁1成形為有一個具有相對兩端面和相對兩側面的混凝土制長方形中空本體。相對兩側面之間限定了混凝土樁1的厚度L2。兩端面之一在其大致整個面積上成形為一個圓弧形的凹面3。另一端面則在其大致整個面積上成形為一個圓弧形凸面2。凸面2適合于與一個相鄰的混凝土樁1的凹面3相接合，所以可以利用凸面2與凹面3的接合，將多個混凝土樁1一個接一個地置放。因此，可以有效地進行將混凝土樁1埋設于地面內的步驟，而不會發生石頭之類的東西夾塞于混凝土樁1的凹面3內的情況。另外，混凝土樁1有延伸于混凝土樁1的縱向的一對通孔5，以及填充于通孔5和各相對表面之間的空間內用以承受施加于混凝土樁1的水平應力的金屬制加強件6。由于利用構成通孔5來降低混凝土樁1總重量而又用金屬加強件6保持其強度，在建造地下連續墻時混凝土樁1時將容易搬運，所以可以降低地下墻的建造成本。當然，可以構造一種具有一上端開口和一封底的空穴來取代通孔5。
在這一實施例中，混凝土樁1的凸面2的曲率半徑是混凝土樁1的厚度L2的一半，且大致等于凹面3的曲率半徑。字母O表示曲率中心。混凝土樁1還制成有兩側防干涉部分4，它容許一個混凝土樁1相對于一個鄰接的混凝土樁1在一有限的角度內樞轉而仍保持凸面2和凹面3之間的接合狀態。防干涉部分4以小于凸面2的中心角度Q1的凹面3的中心角Q2為特征，如圖1A所示。例如，具有防干涉部分4的混凝土樁1可以通過將混凝土樁1的凹面3接合于鄰接的混凝土樁1的凸面2而沿一條曲線與一個鄰接的混凝土樁1相連接，而其間又不會有間隙，如圖2A所示。另一方面，在預制混凝土樁1不被制有防干涉部分4，即，凹面3的中心角Q2等于凸面2的中心角Q1時，可以沿一條直線連接混凝土樁1，如圖2B所示。然而，如圖2B的虛線所示，圖2B的區域G所標示的那一部分會妨礙沒有防干涉部分4的混凝土樁1與一個鄰接的混凝土樁1沿一條曲線的連接。因此，為適應要建造的地下連續墻的設計結構，需要用具有防干涉部分4的混凝土樁1。
另外，在這一實施例中，曲率半徑L1等于混凝土樁1的厚度L2的一半。在混凝土樁1沿一直線與相鄰的一混凝土樁1連接時，混凝土樁1的凸面2不會向外突出越過從鄰接的混凝土樁1的側面B延伸的一個假想平面C，如圖2A所示。也就是，各相鄰的混凝土樁1之間可以得到平順的連續性。作為比較，下面考慮一下混凝土樁1的凸面2的曲率半徑L1大于混凝土樁1的厚度L2，并且大致等于凹面3的曲率半徑的情況，如圖9所示。在預制混凝土樁1沿一曲線與相鄰的混凝土樁1連接時，混凝土樁1的凸面2會向外突出越過從相鄰的混凝土樁1的側面B延伸的一個假想平面C，如圖9所示，所以，相鄰的混凝土樁1之間不能達到平順的連續性。另外，在相鄰的混凝土樁1之間會造成一個凹處E，如圖9所示。因此，從鄰接的混凝土樁1之間的平順的連續性來看，最好是曲率半徑L1等于或小于混凝土樁1的厚度L2的一半。在圖9中，字母M標示當容許混凝土樁1繞一個曲率中心O樞轉時凸面2的一個路徑。
作為上述實施例的第一種修改形式，預制混凝土樁1可以采用圖7A至7C的凹面3的那種設計，以取代上述實施例之中者。這種修改形式的其它特點大致上與上述實施例相同。
作為這一實施例的第二種修改形式，預制混凝土樁1可以采用圖8A至8C的凸面2和凹面3的設計，以取代上述實施例之中者。這種修改形式的其它特點大致上與上述實施例相同。
本發明的一種地下連續墻可以用上述實施例和各修改形式之一的多個預制混凝土樁1來建造。地下墻比如用作一個大型的混凝土樁、擋土墻、水井基礎之類。首先，用有多個旋轉軸的挖掘機在地面11內挖出一溝10，填充一種混合物7，例如，一種土壤水泥，即就地挖出來的土壤和一種水泥漿或合成樹脂漿之類的硬化流體的混合物。最好是在溝10內加入一種穩定劑，例如膨潤土。在用旋轉軸的螺旋錐挖掘地面11的同時將硬化流體從構造于旋轉軸內的噴嘴射出。由于相鄰的挖掘孔彼此部分重疊，填充混合物7的溝10可以通過在地面上沿一條預定的線重覆挖掘步驟來形成。溝10的深度應足以達到地下的承載層9。承載層9的強度應足以支撐將被埋設于地面11內的混凝土樁1。趁混合物7尚未硬化時將混凝土樁1被連續地埋設于溝10中，使各混凝土樁1的凹面3接合于相鄰的混凝土樁1的凸面2。在將混凝土樁1埋入溝10中時，將混凝土樁1的通孔5也填充以混合物7。在用具有防干涉部分4的混凝土樁1時，可以把混凝土樁1像如圖3和4所示那樣連接起來。尤其是，在沿一有所需直徑的圓埋設混凝土時，就在地下建成一個水井基礎8，如圖5所示。另外，在其中埋設了混凝土樁1的溝10中的混合物7硬化之后，最好是去除地下墻8之一側的硬化了的混合物7，而用地下墻的一個暴露的壁面作為一個地下結構的壁，如圖6所示。在這一情況中，硬化了的混合物7應保留有從地下墻的底端起一個要求的高度。尤其是，在用圖1A、7A、和8A的任一種混凝土樁建造本發明的地下墻時，沿一曲線連接的各相鄰的混凝土樁1之間不會形成上面說明的凹處E。因此，可以容易地從地下墻的側面去除硬化了的混合物7。
權利要求
1.一種預制混凝土，包含一混凝土制的具有相對兩端面和相對兩側面的長方形中空本體，所述相對兩側面之間定義了所述本體的厚度，所述端面之一在其整個面積上成形為一個圓弧形的凹面，而另一端面則在其整個面積上成形為一個圓弧形的凸面，所述凸面適合于接合于一個相鄰的混凝土樁的所述凹面，使得可以將多個所述混凝土樁通過將所述凸面貼合于所述凹面而一個接合一個地置放；所述長方形本體內成形有至少一個空穴，并且有金屬制的加強件填充于所述空穴和所述相對兩側面之間的空間內。
2.如權利要求1所述的預制混凝土樁，其特征在于，所述凸面的曲率曲徑等于或小于所述長方形本體的厚度的一半，而且大致上等于所述凹面的曲率半徑，所述長方形本體制成有一防干涉部分，它容許一個所述混凝土樁相對于相鄰的混凝土樁在一個有限的角度內樞轉而仍保持所述凸面和凹面之間的接合。
3.如權利要求2所述的預制混凝土樁，其特征在于，所述凹面的中心角小于所述凸面的中心角，使得相鄰的混凝土樁中之一個可以相對于另一個在有限的角度內樞轉。
4.一種通過將多個如權利要求1、2和3中之任一項所述的預制混凝土樁埋置于就地挖出的土壤和一種硬化流體的混合物中并使每一所述混凝土樁的所述凸面接合于一個相鄰的混凝土樁的所述凹面而建造的地下連續墻。
5.如權利要求4所述的地下墻，其特征在于，所述混凝土樁是這樣地埋設于所述混合物中，即，容許每一所述混凝土樁相對于相鄰的一混凝土樁在一有限的角度內樞轉而仍保持所述凸面和所述凹面之間的接合。
全文摘要
一種用于建造地下連續墻的預制混凝土樁包括一具有相對兩端面和相對兩側面的混凝土制長方形中空本體。相對兩側面之間限定了混凝土樁的厚度。相對兩端面之一在整個面積上成型一個圓弧形的凹面。另一端面在整個面積上成型一個圓弧形的凸面。在連續埋設混凝土樁于地面內時，凸面接合于相鄰混凝土樁的凹面內。混凝土樁還包含至少一個空穴以及填充于空穴和兩相對側面之間的空間內的金屬制加強件。
文檔編號E02D5/20GK1111001SQ9411961
公開日1995年11月1日 申請日期1994年12月14日 優先權日1993年12月14日
發明者國藤光弘 申請人:亞斯克研究所株式會社