CN109629553A - 一种不透水型钢板桩及其连接结构和连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不透水型钢板桩及其连接结构和连接方法，包括锁扣，所述锁扣包括沿逆时针依次连接的：第一锁扣头、第一锁扣本体、第一弯曲部、第二锁扣本体、第二弯曲部和第二锁扣头，第一锁扣头与第二锁扣本体呈平行布置，第一锁扣本体与第二锁扣头呈平行布置，第一锁扣头的头端部与第二锁扣头的头端部间隔一距离、在第二锁扣本体的对边形成缺口；第一锁扣头、第一锁扣本体和第一弯曲部连接形成的内侧为用于与相邻钢板桩连接的内结合部；第二弯曲部和第二锁扣头连接形成的外侧为用于与相邻钢板桩连接的外结合部。本发明可以实现钢板桩墙的防水密封功能，解决钢板桩墙的渗水问题，施工效率高，防水性能强，具有工程意义和应用前景。

Description

一种不透水型钢板桩及其连接结构和连接方法

技术领域

本发明涉及土木与环境工程、水利工程和岩土工程，特别涉及一种不透水型钢板桩及其连接结构和连接方法。

背景技术

钢板桩墙由于抗弯性能好，重量轻，具备防水功能，施工方便等优点常被用于深基坑开挖、围堰等工程中。但是在实际工程中，由钢板桩组成的挡土墙或者钢板桩围堰等由于密封性差常发生渗水现象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不透水型钢板桩及其连接结构和连接方法，利用钢板桩锁扣连接方式和密封剂，实现钢板桩墙的防水功能，防水钢板桩墙可以用于深基础挖掘挡水，围堰、大坝渗流控制，码头、防洪堤等，或者近海岸建设施工工程中的海水水流控制，以及受污染地下水水流的控制等。

本发明所采用的技术方案是：一种不透水型钢板桩，包括U形围挡和锁扣，所述U形围挡由顶边和两斜边组成，所述锁扣包括沿逆时针依次连接的：第一锁扣头、第一锁扣本体、第一弯曲部、第二锁扣本体、第二弯曲部和第二锁扣头，所述第一锁扣头与所述第二锁扣本体呈平行布置，所述第一锁扣本体与所述第二锁扣头呈平行布置，所述第一锁扣头的头端部与所述第二锁扣头的头端部间隔一距离、在所述第二锁扣本体的对边形成缺口；

所述第一锁扣头和所述第一锁扣本体的连接处内侧为与所述第二弯曲部外部形状相匹配的弧线形状，所述第一锁扣头、第一锁扣本体和第一弯曲部依次连接形成的内侧为用于与相邻钢板桩连接的内结合部；

所述第二锁扣头的头端部外侧为与所述第一弯曲部内部形状相匹配的弧线形状，所述第二弯曲部和第二锁扣头连接形成的外侧为用于与相邻钢板桩连接的外结合部。

进一步的，所述锁扣设置在所述U形围挡的斜边端部，且，所述锁扣的第二锁扣本体与所述U形围挡的顶边相平行，用于与相连钢板桩连接形成笔直向前的钢板桩墙。

进一步的，所述锁扣设置在所述U形围挡的斜边或顶边上，且，所述锁扣的第二锁扣本体与所述U形围挡的斜边或顶边相垂直，用于为钢板桩墙提供转角以形成折线形钢板桩墙或形成封闭围堰。

本发明所采用的另一技术方案是：一种不透水型钢板桩连接结构，用于连接相邻两个上述一种不透水型钢板桩，两个所述钢板桩之间通过相互倒置的锁扣互锁连接：其中一个所述锁扣的内结合部包覆在另一个所述锁扣的外结合部外，且，其中一个所述锁扣的第二锁扣本***于另一个所述锁扣的缺口处，在相邻两个所述钢板桩的接口处形成菱形预留孔。

进一步的，所述菱形预留孔内填充有密封剂，以达到密封效果形成防水钢板桩墙。

进一步的，所述密封剂采用膨润土粉末。

本发明所采用的再一技术方案是：一种不透水型钢板桩连接方法，用于连接相邻两个上述一种不透水型钢板桩，包括以下步骤：

步骤1，将第一个所述钢板桩安装就位；

步骤2，第二个所述钢板桩的锁扣底部与第一所述钢板桩的锁扣顶部对齐，将第二个所述钢板桩从第一个所述钢板桩的上方***，并沿第一个所述钢板桩的锁扣向下至土层中；

步骤3，第二个所述钢板桩安装就位后，两个所述钢板桩的接口处形成菱形预留孔，在所述菱形预留孔内填充密封剂，完成相邻两个所述钢板桩的连接。

进一步的，步骤2中，在安装第二个所述钢板桩之前，在第二个所述钢板桩的锁扣底部预先设置用于保证安装过程中两个所述钢板桩不会分离和防止土体进入菱形预留孔的菱形杆件，所述菱形杆件的端头为尖头结构，且超出锁扣底部。

本发明的有益效果是：

本发明一种不透水型钢板桩及其连接结构和连接方法，通过锁扣设计加密封剂的填充，可以实现钢板桩墙的防水密封功能，能较好的解决现有钢板桩墙的渗水问题。施工效率高，防水性能强。具有很高的工程意义和应用前景。其优点可以概括为以下几点：

1、结构简单，易于制作；

2、安装方便，施工效率高；

3、钢板桩连接成墙，填充密封剂后，密封剂体积大幅膨胀，充满预留孔和缝隙，能使钢板桩墙密封防水性显著提高且结触更紧密，结构强度提高。

附图说明

图1：本发明一种不透水型钢板桩三维示意图；

图2：本发明一种不透水型钢板桩俯视示意图；

图3：本发明一种不透水型钢板桩的锁扣示意图；

图4：本发明一种不透水型钢板桩连接结构示意图；

图5：图4的A局部放大示意图；

图6：本发明一种不透水型钢板桩连接方法示意图；

图7：本发明密封剂的填充方法示意一；

图8：本发明密封剂的填充方法示意二；

图9：采用本发明一种不透水型钢板桩及其连接结构和连接方法组成的围堰示意图；

图10：图9中B局部所采用的本发明带拐角的不透水型钢板桩示意图。

附图标注：1、U形围挡；2、锁扣；2a、第一锁扣头；2b、第一锁扣本体；2c、第一弯曲部；2d、第二锁扣本体；2e、第二弯曲部；2f、第二锁扣头；2g、缺口；3、菱形预留孔；4、菱形杆件；5、菱形长条密封剂；6、注射装置。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

本发明一种不透水型钢板桩，若干个所述钢板桩相互连接形成钢板桩墙。所述钢板桩连接完好后连接处留有菱形预留孔3，将密封剂填充入菱形预留孔3后，其密封剂吸水膨胀充满菱形预留孔3并填充连接缝隙，实现钢板桩墙的防水功能。

如附图1至图3所示，一种不透水型钢板桩，包括U形围挡1和锁扣2。

所述U形围挡1由顶边和两斜边组成。所述U形围挡1在整个长度范围内都是等截面的，并且沿中心轴线对称。

为了提高互锁能力，两钢板桩锁扣2连接处要求结合尽可能紧密。如图3所示，所述锁扣2包括沿逆时针依次连接的：第一锁扣头2a、第一锁扣本体2b、第一弯曲部2c、第二锁扣本体2d、第二弯曲部2e和第二锁扣头2f，所述第一锁扣头2a与所述第二锁扣本体2d呈平行布置，所述第一锁扣本体2b与所述第二锁扣头2f呈平行布置，所述第一锁扣头2a的头端部与所述第二锁扣头2f的头端部间隔一距离、在所述第二锁扣本体2d的对边形成缺口2g。所述第一锁扣头2a和所述第一锁扣本体2b的连接处内侧为与所述第二弯曲部2e外部形状相匹配的弧线形状，所述第一锁扣头2a、第一锁扣本体2b和第一弯曲部2c依次连接形成的内侧为用于与相邻钢板桩连接的内结合部。所述第二锁扣头2f的头端部外侧为与所述第一弯曲部2c内部形状相匹配的弧线形状，所述第二弯曲部2e和第二锁扣头2f连接形成的外侧为用于与相邻钢板桩连接的外结合部。

所述锁扣2设置在所述U形围挡1的斜边端部，且，所述锁扣2的第二锁扣本体2d与所述U形围挡1的顶边相平行，用于与相连钢板桩连接形成笔直向前的钢板桩墙。其中，所述锁扣2的第一锁扣本体2b可以为所述U形围挡1的斜边端部的钢板，或，与所述U形围挡1的斜边端部的钢板呈一体结构。

所述锁扣2设置在所述U形围挡1的斜边或顶边上，且，所述锁扣2的第二锁扣本体2d与所述U形围挡1的斜边或顶边相垂直，用于为钢板桩墙提供转角以形成折线形钢板桩墙或形成封闭围堰。如图10所示的钢板桩，所述U形围挡1的顶边上设置有锁扣2，所述锁扣2的第二锁扣本体2d与所述顶边相垂直，当工程中当需要组成封闭的围堰时，可用图10所示的钢板桩来提供90度的转角，如图9所示。

本发明中，所述锁扣2的方向不是固定不变的，而是可以随着需求的不同而改变。

如图4和图5所示，一种不透水型钢板桩连接结构，用于连接相邻两个上述一种不透水型钢板桩，两个所述钢板桩之间通过相互倒置的锁扣2互锁连接：其中一个所述锁扣2的内结合部包覆在另一个所述锁扣2的外结合部外，且，其中一个所述锁扣2的第二锁扣本体2d位于另一个所述锁扣2的缺口2g处，在相邻两个所述钢板桩的接口处形成菱形预留孔3，即，当两个所述钢板桩的锁扣2完好互锁时其内部会出现一个菱形预留孔3，如图5所示。

为了便于安装，所述钢板桩连接处没有完全密封，可以利用填充密封剂的方法达到密封效果。如上所述，两个所述钢板桩连接后连接处在设计时留有菱形预留孔3，在所述菱形预留孔3内填充密封剂，以达到密封效果形成防水钢板桩墙。所述密封剂采用膨润土粉末，因此可以很容易填充入孔中，吸水后体积急剧膨胀，将菱形预留孔3与连接处缝隙完全充满，从而起到密封隔水作用。

如图6所示，一种不透水型钢板桩连接方法，用于连接相邻两个上述一种不透水型钢板桩，包括以下步骤：

步骤1，将第一个所述钢板桩***到土层中，安装就位；

步骤2，安装第二个所述钢板桩：首先，在第二个所述钢板桩的锁扣2底部预先焊接一根1米长的菱形杆件4，且所述菱形杆件4的端头要超出锁扣2底部一定长度，且超出部分顶部削尖，以使其更容易***土中。所述菱形杆件4的存在是保证两个所述钢板桩能准确的连接到一起，不会分离，且阻止第二个所述钢板桩在打入过程中底部的土体塞到菱形预留孔3内部。然后，第二个所述钢板桩的锁扣2底部与第一所述钢板桩的锁扣2顶部对齐，将第二个所述钢板桩从第一个所述钢板桩的上方***，并沿第一个所述钢板桩的锁扣2向下至土层中。

步骤3，第二个所述钢板桩安装就位后，两个所述钢板桩的接口处形成菱形预留孔3，在所述菱形预留孔3内填充密封剂，完成相邻两个所述钢板桩的连接。

其中，密封剂的填充方法如图7和图8所示。如图7所示，为了更方便的将密封剂粉末倒入到菱形预留孔3中，密封剂粉末需做成稍小于菱形预留孔3的菱形长条密封剂5，每段长度1米，以方便使用。如果密封剂呈泥状不可做成长条，则可用任意注射装置6将泥状密封剂注入菱形预留孔3中，如图8所示。注射完毕后，密封剂会主动吸收水分，充满菱形预留孔3和缝隙，同时挤压连接处钢板桩使得两钢板桩的锁扣2间结触更紧密，结构强度提高。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种不透水型钢板桩，包括U形围挡(1)和锁扣(2)，所述U形围挡(1)由顶边和两斜边组成，其特征在于，所述锁扣(2)包括沿逆时针依次连接的：第一锁扣头(2a)、第一锁扣本体(2b)、第一弯曲部(2c)、第二锁扣本体(2d)、第二弯曲部(2e)和第二锁扣头(2f)，所述第一锁扣头(2a)与所述第二锁扣本体(2d)呈平行布置，所述第一锁扣本体(2b)与所述第二锁扣头(2f)呈平行布置，所述第一锁扣头(2a)的头端部与所述第二锁扣头(2f)的头端部间隔一距离、在所述第二锁扣本体(2d)的对边形成缺口(2g)；

所述第一锁扣头(2a)和所述第一锁扣本体(2b)的连接处内侧为与所述第二弯曲部(2e)外部形状相匹配的弧线形状，所述第一锁扣头(2a)、第一锁扣本体(2b)和第一弯曲部(2c)依次连接形成的内侧为用于与相邻钢板桩连接的内结合部；

所述第二锁扣头(2f)的头端部外侧为与所述第一弯曲部(2c)内部形状相匹配的弧线形状，所述第二弯曲部(2e)和第二锁扣头(2f)连接形成的外侧为用于与相邻钢板桩连接的外结合部。

2.根据权利要求1所述的一种不透水型钢板桩，其特征在于，所述锁扣(2)设置在所述U形围挡(1)的斜边端部，且，所述锁扣(2)的第二锁扣本体(2d)与所述U形围挡(1)的顶边相平行，用于与相连钢板桩连接形成笔直向前的钢板桩墙。

3.根据权利要求1所述的一种不透水型钢板桩，其特征在于，所述锁扣(2)设置在所述U形围挡(1)的斜边或顶边上，且，所述锁扣(2)的第二锁扣本体(2d)与所述U形围挡(1)的斜边或顶边相垂直，用于为钢板桩墙提供转角以形成折线形钢板桩墙或形成封闭围堰。

4.一种不透水型钢板桩连接结构，其特征在于，用于连接相邻两个如权利要求1至3任意一项所述的一种不透水型钢板桩，两个所述钢板桩之间通过相互倒置的锁扣(2)互锁连接：其中一个所述锁扣(2)的内结合部包覆在另一个所述锁扣(2)的外结合部外，且，其中一个所述锁扣(2)的第二锁扣本体(2d)位于另一个所述锁扣(2)的缺口(2g)处，在相邻两个所述钢板桩的接口处形成菱形预留孔(3)。

5.根据权利要求4所述的一种不透水型钢板桩连接结构，其特征在于，所述菱形预留孔(3)内填充有密封剂，以达到密封效果形成防水钢板桩墙。

6.根据权利要求5所述的一种不透水型钢板桩连接结构，其特征在于，所述密封剂采用膨润土粉末。

7.一种不透水型钢板桩连接方法，其特征在于，用于连接相邻两个如权利要求1至3任意一项所述的一种不透水型钢板桩，包括以下步骤：

步骤1，将第一个所述钢板桩安装就位；

步骤2，第二个所述钢板桩的锁扣(2)底部与第一所述钢板桩的锁扣(2)顶部对齐，将第二个所述钢板桩从第一个所述钢板桩的上方***，并沿第一个所述钢板桩的锁扣(2)向下至土层中；

步骤3，第二个所述钢板桩安装就位后，两个所述钢板桩的接口处形成菱形预留孔(3)，在所述菱形预留孔(3)内填充密封剂，完成相邻两个所述钢板桩的连接。

8.根据权利要求7所述的一种不透水型钢板桩连接方法，其特征在于，步骤2中，在安装第二个所述钢板桩之前，在第二个所述钢板桩的锁扣(2)底部预先设置用于保证安装过程中两个所述钢板桩不会分离和防止土体进入菱形预留孔(3)的菱形杆件(4)，所述菱形杆件(4)的端头为尖头结构，且超出锁扣(2)底部。