模塑嵌件以及具有这种嵌件的面砌块的制作方法

本发明涉及加固地基型的土木工程结构，例如填料、堤坝、重力坝、支撑块、液体保持集水堤、桥墩等。这种类型的结构通常包括面层和填料，在其中装入连接到面层的加固物。

本发明具体涉及通常形式为预制混凝土块的面层元件、面层元件的构造以及得到这种面砌块的方法。

更准确地说，本发明涉及把填料加固物附接到面砌块内部的区域。

背景技术：

从现有技术中，已知把连续加固物附接到面层的各种解决方案和配置，所述连续加固物具有外在长度、在面砌块中围绕锚固型芯穿过的回路以及返回长度。尤其是可以引用文献us5839855和us8790045。

根据已知技术，把塑料模塑嵌件放入用于制造面砌块的模具中，然后以液态形式把混凝土倒入针对面砌块提供的空间中，部分混凝土开始占据与锚固型芯相对应的空间，所述锚固型芯设计成用来保持填料加固物，但是未占据供填料加固物穿过而保留的空腔。

此外，在某些情况下，该模塑嵌件实现了密封作用，并且防止液状混凝土到达空腔，一旦装入之后，加固物便穿过所述空腔。混凝土与加固物之间的接触会导致所述加固物过早退化。在某些其它情况下，该模塑嵌件还实现了成品结构中的密封作用。

发明人首先注意到这种模塑嵌件的制造存在某些困难，并且证明其需要复杂的模具。此外，发明人还注意到，这些已知的模塑嵌件必须从其自身的制造现场运输到预制面砌块的现场，与材料的体积相比，模塑嵌件占据大量空间(换言之，包装中空隙率较高)。

因此需要进一步优化模塑嵌件、模塑嵌件的制造以及其在块预制模中的安装，与此同时，保持填料中面砌块与加固物之间连接/粘接所需的机械强度的良好性能且由此有利于待架设结构的良好一致性。

技术实现要素：

为此目的，根据本发明，提出一种模塑嵌件，其配置成插入用于制造混凝土面砌块的模具中，所述混凝土面砌块用于加固地基结构，所述加固地基结构包括由这种面砌块构成的面层以及填料，加固物装入所述填料中，其形式最好是带子，连接到面层，模塑嵌件包括：

-壳体，界定了把加固物连接到面砌块的连接件的大致空间，所述大致空间敞开同时朝基准面p展开，

-型芯封套，通过模塑，与所述壳体分开得到，

壳体具有第一侧面，第一孔穿过所述第一侧面，型芯封套的第一端部安装在所述第一孔中。

其中，型芯封套呈截头锥的大致形状。

由于这些规定，在组装之前，多个型芯封套可堆叠在彼此之上，并且可将多个壳体彼此堆叠，由此大大降低了运输这些件的包装中的空隙率，这样使得解决方案的整体成本较低。此外，可容易地在如此壳体中组装这种型芯封套，从而形成用于创建空腔的模塑嵌件，所述空腔随后被用作与加固物的连接。

在本发明的各个实施例中，可选择性地依赖以下规定中的一项或另一项或者所有项：

-壳体具有第二侧面，第二孔穿过所述第二侧面，型芯封套的第二端部安装在所述第二孔内；有利的是，在组装时，可能分别在壳体两个侧面实现型芯封套的同步楔入；

-组装完成时，在第一端部和第二端部没有较大间隙，这得益于型芯封套的截头圆锥形状的楔效应；因此在这两件之间得到充分接近的交界面，以防倾倒的混凝土进入打算容纳加固物的空腔；

-型芯封套的锥度α1在1度至10度之间；截头锥形的窄侧与宽侧之间的尺寸之差仍然较小，所以要得到的型芯的强度并非很不对称；此外，在实际使用之前，可堆叠多个型芯封套，形成紧凑的堆叠，且易于运输；

-第二孔大于第一孔；有利的是，在组装时，通过适当间隙，可能容易地穿过第二孔安装型芯封套，

-第一孔的形状与第一端部的形状相对应，第二孔的形状与第二端部的形状相对应；这样，在第一孔的外围以及第二孔的外围上都得到接近的连续交界面；

-此外，可以通过第一端的位似变换得到第二端的形状；所以，型芯封套形成精确的截头锥，没有形状的奇点，由此使得稍后获得的锚固型芯的强度令人满意；

-最好两个孔的形状相似，并且其尺寸比率与第一端部和第二端部的横截面的比率相对应；由此实现均匀楔入，这在第一孔和第二孔处同时发生，并且通过这种方式，在型芯封套与壳体之间实现“自然的”基本密封；

-壳体是通过模塑成单件得到的；通过壳体的倾斜形状使这一点成为可能；

-作为选择，壳体可以通过两件获得，也就是说壳体具有主体和盖子；

-壳体和型芯封套通过聚乙烯、聚烯烃或聚丙烯类型的可注射的热塑性材料模制；这样，有利地采用了易于使用的廉价材料；

-壳体和型芯封套具有充分的柔韧性，以便在型芯封套与壳体的孔之间的交界面变形，最好壁厚介于0.5mm至2mm之间；该柔韧性使之能够在孔的整个外围上形成连续对接，由此对于大部分正常结构而言可获得令人满意的密封；

-可以形成专用于型芯封套和壳体之间的交界面的焊接接头；由此使之能够对模塑嵌件并因此对最终结构实现较高的密封程度；

-壳体能通过设置在基准面p中的边缘紧靠砌块的后封膜上；因此在面砌块的整个背面上可以实现完全密封，包括附接加固物的区域在内；

-锥形型芯封套的参考横截面呈卵形；就加固物施加的抗张强度而言，并且对于加固物的方便安装以及加固物的保护而言，证明卵形是最佳形状；

-第一孔和第二孔的各自的中心相对于基准面p具有位置偏置，使得型芯封套的轴w相对于基准面具有斜度α2，所以得到的加固物的行程长度在加固物的宽度上相同，所以避免在加强带的一侧和另一侧之间形成张力的不平衡。

此外，本发明还涉及到用于制造模塑嵌件的方法:

-提供壳体，所述壳体设计为界定连接件的大致空间，所述连接件把加固物连接到面砌块，所述大致空间敞开并且朝基准面p展开，

-提供型芯封套，该型芯封套通过模塑与壳体分开得到，型芯封套具有截头锥的大致形状，

-在壳体中组装型芯封套。

附图说明

通过阅读以下对以非限制性实例的方式列出的本发明几个实施例的说明，本发明的其它方面、目的和优点将显而易见。参考附图可以更好地理解本发明，在附图中:

-图1是实践本发明的土木工程结构的横截面的示意图；

-图2显示了在面层后部的加固物的连接件的横截面的详细视图；

-图3是根据本发明采用的模塑嵌件的透视分解图；

-图4是沿着图2和图5中的切割线iv的在面层后部的加固物的连接件的横截面的详细视图；

-图5是沿着图4中的切割线v的在面层后部的加固物的连接件的横截面的详细视图；

-图6是根据一个变体实施例的与图4相似的视图；

-图7显示了彼此堆叠的若干个型芯封套；

-图8显示了彼此堆叠的若干个壳体；

-图9是根据一个变体实施例的与图4相似的视图；

-图10是根据另一个实施例的与图4相似的视图；

-图11a阐释了通过在顶部位置的模塑嵌件来模制预制面砌块的操作；

-图11b与图10相似，显示了处于底部位置的模塑嵌件以及密封膜；

-图12是根据本发明采用的模塑嵌件的分解透视图。

具体实施方式

在各图中，相同标号指代相同或相似的元件。

举例来说，根据本发明的土木工程结构可以是水坝、堤坝、液体保留结构、运河河堤、用于加宽或加高现有结构的建筑、与面层外接的斜坡、桥墩，或者更普遍而言，可以是任何其它土木工程结构。

图1显示了根据本发明的土木工程结构90，包括：

-从基础延伸的面层9，在所示实例中，所述基础是地基91，

-位于面层后部的结构填料7，

-加固物3，其在填料内部延伸，并且连接到面层，或者更准确地说，处于设置在面层后部的锚固区5。

加固物3实现填料92的机械稳定处理的作用，并且使填料92和面层9之间具有结构内聚性，正如我们所知道的那样。

如图1所示，面层9大体上是垂直的(按照标为“z”的方向)，并且包括前表面95和后表面96，所述前表面95大体上与结构的外部正面结合，所述后表面96位于前表面95对面并且邻近填料7。

在笛卡儿坐标系中，面层通常在平面yz中延伸，其法线沿着轴x，所述轴垂直于平面。此外，在面层的后表面96处界定了基准面p。

在所阐释的实例中，面层9是混凝土墙，如图1所示，所述混凝土墙按照模块化的方式制成，换言之，通过叠置混凝土板4(“面砌块”4)，在施工过程中，在结构现场组装所述混凝土板。因为其重量和体积的缘故，最好紧邻施工现场制造面砌块。

应注意，面层9可以是倾斜的，而且正面可种植植物。面对正面的空间可以朝空气敞开，或者用待保留的液体填装该空间。

可以用土和/或石料完成结构的填料7，这些材料用压辊分层压紧。填料7由于其重量而有助于提高所讨论的土木工程结构90的稳定性。

通过从地基或基础91装入连续的多层，直至结构顶端，由此形成填料7。在各层之间，在整个表面上多个加固物3大体施置在水平面中。加固物3可以沿着y彼此相隔一定距离并且彼此平行地施置，在这种情况下，加固物大致按照方向x从面层后部延伸。根据另一种配置，加固物3可相对于方向x倾斜延伸(参考下文及图4和图6)。

通过使填料7中纳入加固物3，这样，形成所谓的“加固地基”。

加固物3是以加强带的形状产生的，所述加强带由混合纤维或塑性材料制成，也称为“土工布带(geotextileband)”，在文献ep2247797中列出了已知的实例。形成加固物的每条带通常具有大致呈矩形的横截面，宽为3至10cm，通常为5cm，厚为2至6mm之间，典型的为4mm；此外，加固物按照其所谓的纵向x’延伸相当长的长度，即几米乃至几十米。加固物基本上通过沿着其纵向的牵引力起作用，为此，其具有良好的强度。加固物可以按照垂直于其平面的方向弯曲，从而围绕锚固型芯形成回路。也可以围绕纵轴缠绕。

在某些配置中，加固物3安装在形成之字形的指定水平面内，换言之，所述加固物在附接区域沿着与法线方向x成一定角度的x’进入和离开面砌块。

下面参考图2-5，详细说明加固物3与面层9之间的交界面和附接。

面层的每块板4都包括至少一个附接区域5，用于容纳并锚固加固物3。该附接区域5包括空腔50，所述空腔在所述板4内形成凹处，并且在面层9的后表面96出现。最好，空腔50仅出现在后表面96。空腔具有沿着轴y穿过其中的锚固型芯6，加固物3在锚固型芯周围经过，并将所述加固物保持在所述锚固型芯上。

锚固型芯6界定并分离空腔50的顶部开口51和底部开口52。

通过穿过其中一个开口，例如底部开口，装配加固物的一端，由此安装加固物3。然后推动加固物，以使其在空腔底部53转动，并在顶部开口出现。因此加固物通过外在长度31围绕型芯构成回路，并且通过锚固型芯和返回长度32保持回路部分33。

应注意，面砌块的总厚度(沿着x)标为d1(典型的在[10cm-50cm]范围内)，从面层后部起的空腔的深度标为d2，d2典型地能够介于d1的1/5至3/5之间。

通过把液状混凝土倒入预制模具47内，然后等待，直到混凝土凝固/固化，以便使其脱模，由此制成面砌块，并且把面砌块移动到现场，并将其安装在结构中构成的面层上。图11a阐释了预制面砌块的步骤。

对在所阐释的实例中大致呈平行六面体形的模具47进行处理，将借助于一个或多个模塑嵌件8形成的前述附接区域5放在模塑模壳内。

如图3、4、5所示，模塑嵌件8由壳体1和型芯封套2构成。

通常在远离施工现场的场地上，彼此独立地通过模塑分别得到所述部分(型芯封套和壳体)，在所述场地对其进行组装和使用。然后，在预制面砌块的场地，在壳体1中组装型芯封套2，以便形成放在模具47中的模塑嵌件8。

壳体1界定了把加固物3连接到面砌块的连接件的大致空间，所述大致体积通过朝基准面p倾斜而向上敞开，或者换言之，该空间形成倾斜的碗状，朝开口51，52通向外部。

型芯封套目的是界定前文提及的混凝土锚固型芯6的体积。

应注意，型芯封套2有利地具有截头锥的大致形状，截头锥对中在用w表示的轴上，在下面可见其锥度的有用性。该截头锥形状的母线的底在所阐释的实例中是椭圆形，当然任何其它形状也适用。

通常，把型芯封套2概括为具有薄壁的简单管状形状，管状在内部有空隙并带有两个开口端。然而，因为大致呈截头锥形状，所以应注意，型芯封套的第一端部21的尺寸稍小于第二端部22的尺寸。

壳体1包括第一侧面15、第二侧面16以及另外两个所谓的纵面13，14，第一孔11穿过所述第一侧面15，第二孔12穿过所述第二侧面16，所述纵面13，14在壳体底部区域83持续连接(底部区域83用于形成空腔的底)。

应注意，侧面15，16不是平行的；底部较窄，并且设置开口角度(分别标为θ1和θ2)，由此按照主开口的方向给壳体提供大致的斜面，所述主开口设置在前述基准面p附近。同样，纵面13，14向外偏离(角度标为β1，参考图5)并且有助于使壳体大致倾斜。

有利的是，由于这种倾斜形状，所以如图8所示，多个壳体1可以堆叠在彼此之上。这种组件1e被证明非常紧凑，两个相邻的堆叠壳体之间的间隔可小于壳体深度d2的四分之一。

应注意，型芯封套2也可以如图7所示，堆叠在彼此之上。这种组件2e被证明非常紧凑，两个相邻的堆叠封套之间的间隔可小于型芯封套轴向长度l2的四分之一(参考图3)。

因此，首先可以在缩小的空间中运送很多壳体，其次可以从生产现场在缩小的空间中运送型芯封套，所述生产现场可能与结构90的现场是分开的，并且可能与其相隔非常远。

在组装模塑嵌件8时，在穿过壳体的第二个开口12移动(如图3所示)直到穿过壳体1的第一个开口11之前，配装型芯封套2使其端部有最小的尺寸。

其结果是，把第一端部21装配在型芯封套的第一个开口11中，以及把第二端部22装配在型芯封套的第二个开口12中。

进行装配时最好不留间隙，以便第一端部和第一孔11之间的交界面形成连续闭合对接；为此目的，可使材料具有一定柔韧性，以便在制造过程中有助于采用任何可能的偏差。同样，在第二孔12装配时最好也不留间隙。

有利的是，为了实现良好装配，换言之，为了使型芯封套2很好地楔入壳体的孔11，12中，提供1°至10°之间的锥度α1，最好约为5°。

在所阐释的实例中，型芯封套2形成精确的截头锥，换言之，第一个椭圆形端部与第二端部类似。

此外，规定第一孔和第二孔(11，12)的尺寸比率与第一端部和第二端部(21，22)的横截面的比率相对应，由此保证在插入运动过程中同时放置在两个孔处。

为了防止型芯封套过度地突出到壳体的侧面15，16以外，还规定截去型芯封套的轴向末端，所述轴向末端在平面p1’和p2’上分别循着一个斜面，相对于平面p1和p2邻近并且朝外部偏置，第一侧面15和第二侧面16分别在所述平面p1和p2中。

在图4中，轴w平行于基准面p，换言之，平面p1与轴w的交点w1以及平面p2与轴w的交点w2位于与基准面p相隔同样的距离。

另一方面，在图6中，轴w不平行于基准面p，并且通过角α2与之分开。更准确地说，平面p1与轴w的交点w1’比平面p2与轴w的交点w2更远离基准面。有利的是，根据这一规定，当角度α2接近α1时，乃至最好稍大于α1时，加强带3使回路在锚固型芯6后部上“扁平”，并且因此带的每一侧在面层内的附接区域5中都行进相同的距离。因此避免形成不平衡，所述不平衡会增加加强带3一侧上的应力。

当把液状混凝土45倒入预制模具47中时，通过振动器48使所述预制模具振动，混凝土45进入型芯封套2中部的空隙空间，从而形成锚固型芯6，而且此外，混凝土遵循壳体的侧面15和16以及纵面13，14，但是不进入空腔50，所述空腔是为了供加固物穿过以及锚固加固物而设置的。还可以沿着轴w把金属加固物(未显示)插入型芯中。

此外，可以在型芯封套2的第二端(因此为较大末端)上设置挡圈24，如图6中可见。该挡圈在插入运动过程中限制型芯封套行进。

此外，可以设置槽口(未显示)，所述槽口用于扣紧，并且向把型芯封套插入壳体中的操作员提供传感反馈。

有利的是，可以在壳体1r上和封套2r上设置定位记号，由此使操作员能够在插入操作过程中使型芯封套准确地围绕其轴w定向(参考图12)。

此外，在壳体1上设置模具的最低填装记号49，与图4中标记的水平pr0相对应，最低水平确保充分的锚固抗张强度。

当然，模塑嵌件8设置在混凝土中，并且形成在面层随时可用的成品面砌块4的不可分割的一部分。

图9阐释了一个变体，其中，在结构的使用寿命过程中，面层9必须具有良好的不透液性。因此，模塑嵌件8不但必须在模塑阶段中形成液状混凝土渗透的屏障，而且必须在结构的使用寿命期间不能让液体渗透。为此目的，除了前文所述的调整装配之外，规定在壳体上的型芯封套的交界面的整个外围上添加热焊接接头18；应注意，在把型芯封套插入壳体中的适当位置之后，从外部执行这种热焊接是容易的。

此外，在面砌块后部，提供密封膜19，所述密封膜可由塑性材料制成，例如，高密度聚乙烯(pehd)或者其它热塑性聚合物。该密封膜19(或“密封板”)适当地邻近混凝土面层的后表面96。

通过热焊道17把该密封膜19焊接到壳体边缘10。

应注意，可以通过粘合剂或热焊接或者本领域已知的任何其它方式实现密封膜19与壳体边缘10之间的接合17。

最好在结构上安装之前，就已经把密封膜19安装在面层上了。

这是因为，如图11b所示，在把密封膜切成面砌块的尺寸之后，在其中形成设置在附接区域5的矩形开口。然后，准备前述模塑嵌件8，并将其固定(通过粘合剂或热焊接)在形成在密封膜中的开口。然后，把装有模塑嵌件的密封板19放在模具底部(图11b)，倾倒液状混凝土45。

在此不再赘述用于组装根据本发明的土木工程结构90的方法，因为这是众所周知的。层层装入填料，直到设置附接区域的水平；然后用压实器进行夯实；然后安装加固物；再然后安装下一层的加固物，如此操作，直到结构顶部。

关于面层，还可以与填料和加固物同时在地层形成面层，或者可以提前形成面层。

关于在使用中的整个面层的密封的设置，在文献ep2567032(案例564)中描述了在面砌块的交界面处制成密封连接件的操作。

关于材料，用聚乙烯、聚烯烃或聚丙烯类型的可注射的热塑性材料或者任何其它同等材料来模塑壳体和型芯封套2。壁厚通常在0.5mm至2mm之间。

应注意，这些部分的壁厚和强度将进行计算，从而满足其组装，直到倾倒所包含的混凝土的操作，因为，一旦倾倒了混凝土，则正是由混凝土给出整体的刚度，壳体和型芯封套仅具有防止加固物3面对面接触的作用。可提供较小的加强筋，以便优化壳体1和型芯封套2的整体厚度。

图10阐释了一个变体，根据这个变体，壳体由两部分构成，即包括第一孔的主体28以及包括第二孔的盖子29。例如，可以在主体28中插入型芯封套，然后在顶端引入盖子29，使主体和型芯封套都从内部接合，如图10所示。根据一个特殊实施例，可以在铰接区铰接盖子和主体，并将其设计为使盖子朝所阐释的最终位置关闭。因此，通过单独一次模塑操作可以得到壳体。

图12首先显示了接合面pj，在所述接合面使壳体脱模，其次显示了锚固型芯的卵形形状。在文献us8790045中详细说明了这种特别优化的卵形形状；应注意，后半部非常接近半圆柱状形状，这有助于使加固物在型芯周围的回路1e中的曲率半径均匀；前半部更像椭圆形，这样使其能够使顶部开口和底部开口非常敞开，从而辅助加固物入口和出口的所有配置。