本发明是关于一种预制的混凝土桩和通过这种混凝土桩埋设于地面内而建造的地下连续墙。 日本专利早期公报第4-153408号提出了一种埋设于地面内的预制混凝土板1′。例如，这种预制的混凝土板1′具有相对的端面，每一端面均由一个平的表面所构成，如图10A所示，或者其中一个端面成形为一个L形的部分31，而另一端面成形为一个倒L形的部分30，如图11A所示。例如，一种地下连续墙是利用将图11A的混凝土桩1′连续地埋设于地面内来建造，使每一混凝土桩1′的L形部分31接合于一个相邻的混凝土桩1′的倒L形部分30。然而，在图11A的混凝土桩1′被埋设于地面内时，混凝土桩1′的L形部分31和相邻地混凝土桩1′的倒L形部分30之间有可能接合得不到位，如图11B所示。当然，在图10A的混凝土桩1′被埋设于地面内时，类似的接合错位现象也会出现在相邻的混凝土桩1′之间，如图10B所示。
为了避免这种错位现象，提出了如图12所示的一种改进的预制混凝土桩。也就是说，混凝土桩1′具有相对的两端面，其中之一成形有一个长方形的凸部2′，而另一个端面成形有适于与长方形凸部相接合的一个凹部3′。将多个图12的混凝土桩1′连续地埋设于地面内，使一个混凝土桩1′的凸部2′接合于相邻的一混凝土桩1′的凹部3′，构成一个地下连续墙。因此，在用图12的混凝土桩1′时，将可以稳定地连接相邻的混凝土桩1′，而不会造成上述的接合错位现象。
然而，应注意到，在建造地下墙的过程中，凹部3′中可能塞入一块石头32或类似的东西。另外，虽然图10A、图11A和图12的混凝土桩都可以沿一条直线与相邻的混凝土桩连接，但却不可能沿一条曲线连接各混凝土桩而仍保持其间的接合状态。例如，在图10A或11A的混凝土桩1′沿一条曲线连续地埋设于地面内时，相邻的两混凝土桩1′之间将形成一个间隙A，如图10C或11C所示。从防止渗水和提供均匀的地下墙强度来看，不希望有这样的间隙A。当然，图12的混凝土桩1′只能用于构造直线的地下连续墙。
本发明的一个主要目的是提供一种用于建造一地下连续墙的改进的预制混凝土桩。本发明的混凝土桩包括一具有相对的两端面和相对的两侧的混凝土制长方形中空本体。相对的两侧之间限定了长方形中空本体的厚度。两端面之一在其大致整个面积上成形为一个圆弧形的凹面。另一端面则在其大致整个面积上成形为一个圆弧形的凸面。混凝土桩的凸面适合于接合入一个相邻的混凝土桩的凹面内，所以，可以将多个混凝土桩通过将凸面接合入凹面内而一个接一个地放置。因此，各混凝土桩可以被精确地埋设于地面内，而不会在相邻的混凝土桩之间造成上述的接合错位现象。另外，由于每一凸面和凹面都有一个圆弧形的表面，可以将凸面紧贴地接合入凹面内而不会在建造地下墙时在凹面内夹塞石头或类似的东西。本发明的混凝土桩还包含构造于长方形中空本体内的至少一个空穴以及填充于空穴和相对两侧面之间的空间内的金属制加强件。由于用这样的空穴可减小混凝土桩的总重量而同时用金属制加强件保持其强度，在建造地下墙时将很容易搬运这种混凝土桩。
在本发明的一较佳实施例中，凸面的曲率半径等于或小于长方形中空本体的厚度的一半而且大致等于凹面的曲率半径。另外，长方形中空本体制成有一个防干涉部分，它允许一个混凝土桩相对于相邻的混凝土桩在一个有限的角度内枢转，而仍保持凸面和凹面之间的接合状态。因此，即使在沿一条曲线连接各混凝土桩时，也可以在相邻的混凝土桩之间得到很平顺的连续性，而不会在其间产生上述的间隙。另外，由于在一混凝土桩相对于邻接的另一混凝土桩有一有限的角度时也能保持凸面与凹面的接合状态，所以，将能够防止整个地下墙的漏水。
该防干涉部分最好成形为使得凹面的中心角小于凸面的中心角。
本发明的地下连续墙是通过将这种混凝土桩埋置在就地挖出的土壤和一种硬化流体的混合物中，同时使每一混凝土桩的凸面接合于一个相邻的混凝土桩的凹面来建造。尤其是，本发明的各混凝土桩可以埋设于上述混合物中，以使得每一混凝土桩能够相对于邻接的混凝土桩在有限的角度内枢转，同时仍保持凸面和凹面之间的接合。
通过以下结合附图对最佳实施例的详细说明，本发明的其它特点、目的和优点将变得更加明显。
在图1A至1C中，图1A是本发明的一个实施例的一个预制混凝土桩的顶视图，图1B是其一个水平横截面视图，而图1C是其一个透视图。
在图2A和2B中，图2A说明相邻的混凝土桩之间的接合，其中之一具有防干涉部分，使其能够相对于另一个混凝土桩在一个有限的角度内枢转而仍保持接合状态，图2B说明没有防干涉部分的相邻混凝土桩之间的接合状态;
图3是通过沿一条直线埋设图1A的混凝土桩于地面内而建造的一个地下连续墙的一个部分顶视图;
图4是通过沿一条曲线埋设图1A的混凝土桩于地面内而建造的一个地下连续墙的一个部分顶视图;
图5是通过沿一个圆形曲线埋设图1A的混凝土桩于地面内而建造的一个良好基础的一个顶视图;
图6是具有一个暴露的墙面的一个地下连续墙的一个垂向横截面视图;
在图7A至7C中，图7A是该实施例的第一种修改形式的预制混凝土桩的一个顶视图，图7B是其一个水平横截面视图，而图7C是其一个透视图;
在图8A至8C中，图8A是该实施例的第二种修改形式的预制混凝土桩的一个顶视图，图8B是其一个水平横截面视图，而图8C是其一个透视图;
图9说明了本发明的相邻混凝土桩之间的一种接合状态;
图10A至10C说明将已有技术的预制混凝土桩埋设于地面内时所产生的问题;
图11A至11C说明将已有技术的另一种预制混凝土桩埋设于地面内时所产生的问题;以及
图12是已有技术的又一种预制混凝土桩。
下面参照附图详细说明本发明的一个实施例。如图1A至1C所示，本发明的一个预制混凝土桩1成形为有一个具有相对两端面和相对两侧面的混凝土制长方形中空本体。相对两侧面之间限定了混凝土桩1的厚度L2。两端面之一在其大致整个面积上成形为一个圆弧形的凹面3。另一端面则在其大致整个面积上成形为一个圆弧形凸面2。凸面2适合于与一个相邻的混凝土桩1的凹面3相接合，所以可以利用凸面2与凹面3的接合，将多个混凝土桩1一个接一个地置放。因此，可以有效地进行将混凝土桩1埋设于地面内的步骤，而不会发生石头之类的东西夹塞于混凝土桩1的凹面3内的情况。另外，混凝土桩1有延伸于混凝土桩1的纵向的一对通孔5，以及填充于通孔5和各相对表面之间的空间内用以承受施加于混凝土桩1的水平应力的金属制加强件6。由于利用构成通孔5来降低混凝土桩1总重量而又用金属加强件6保持其强度，在建造地下连续墙时混凝土桩1时将容易搬运，所以可以降低地下墙的建造成本。当然，可以构造一种具有一上端开口和一封底的空穴来取代通孔5。
在这一实施例中，混凝土桩1的凸面2的曲率半径是混凝土桩1的厚度L2的一半，且大致等于凹面3的曲率半径。字母O表示曲率中心。混凝土桩1还制成有两侧防干涉部分4，它容许一个混凝土桩1相对于一个邻接的混凝土桩1在一有限的角度内枢转而仍保持凸面2和凹面3之间的接合状态。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为特征，如图1A所示。例如，具有防干涉部分4的混凝土桩1可以通过将混凝土桩1的凹面3接合于邻接的混凝土桩1的凸面2而沿一条曲线与一个邻接的混凝土桩1相连接，而其间又不会有间隙，如图2A所示。另一方面，在预制混凝土桩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时，可以沿一条直线连接混凝土桩1，如图2B所示。然而，如图2B的虚线所示，图2B的区域G所标示的那一部分会妨碍没有防干涉部分4的混凝土桩1与一个邻接的混凝土桩1沿一条曲线的连接。因此，为适应要建造的地下连续墙的设计结构，需要用具有防干涉部分4的混凝土桩1。
另外，在这一实施例中，曲率半径L1等于混凝土桩1的厚度L2的一半。在混凝土桩1沿一直线与相邻的一混凝土桩1连接时，混凝土桩1的凸面2不会向外突出越过从邻接的混凝土桩1的侧面B延伸的一个假想平面C，如图2A所示。也就是，各相邻的混凝土桩1之间可以得到平顺的连续性。作为比较，下面考虑一下混凝土桩1的凸面2的曲率半径L1大于混凝土桩1的厚度L2，并且大致等于凹面3的曲率半径的情况，如图9所示。在预制混凝土桩1沿一曲线与相邻的混凝土桩1连接时，混凝土桩1的凸面2会向外突出越过从相邻的混凝土桩1的侧面B延伸的一个假想平面C，如图9所示，所以，相邻的混凝土桩1之间不能达到平顺的连续性。另外，在相邻的混凝土桩1之间会造成一个凹处E，如图9所示。因此，从邻接的混凝土桩1之间的平顺的连续性来看，最好是曲率半径L1等于或小于混凝土桩1的厚度L2的一半。在图9中，字母M标示当容许混凝土桩1绕一个曲率中心O枢转时凸面2的一个路径。
作为上述实施例的第一种修改形式，预制混凝土桩1可以采用图7A至7C的凹面3的那种设计，以取代上述实施例之中者。这种修改形式的其它特点大致上与上述实施例相同。
作为这一实施例的第二种修改形式，预制混凝土桩1可以采用图8A至8C的凸面2和凹面3的设计，以取代上述实施例之中者。这种修改形式的其它特点大致上与上述实施例相同。
本发明的一种地下连续墙可以用上述实施例和各修改形式之一的多个预制混凝土桩1来建造。地下墙比如用作一个大型的混凝土桩、挡土墙、水井基础之类。首先，用有多个旋转轴的挖掘机在地面11内挖出一沟10，填充一种混合物7，例如，一种土壤水泥，即就地挖出来的土壤和一种水泥浆或合成树脂浆之类的硬化流体的混合物。最好是在沟10内加入一种稳定剂，例如膨润土。在用旋转轴的螺旋锥挖掘地面11的同时将硬化流体从构造于旋转轴内的喷嘴射出。由于相邻的挖掘孔彼此部分重叠，填充混合物7的沟10可以通过在地面上沿一条预定的线重覆挖掘步骤来形成。沟10的深度应足以达到地下的承载层9。承载层9的强度应足以支撑将被埋设于地面11内的混凝土桩1。趁混合物7尚未硬化时将混凝土桩1被连续地埋设于沟10中，使各混凝土桩1的凹面3接合于相邻的混凝土桩1的凸面2。在将混凝土桩1埋入沟10中时，将混凝土桩1的通孔5也填充以混合物7。在用具有防干涉部分4的混凝土桩1时，可以把混凝土桩1像如图3和4所示那样连接起来。尤其是，在沿一有所需直径的圆埋设混凝土时，就在地下建成一个水井基础8，如图5所示。另外，在其中埋设了混凝土桩1的沟10中的混合物7硬化之后，最好是去除地下墙8之一侧的硬化了的混合物7，而用地下墙的一个暴露的壁面作为一个地下结构的壁，如图6所示。在这一情况中，硬化了的混合物7应保留有从地下墙的底端起一个要求的高度。尤其是，在用图1A、7A、和8A的任一种混凝土桩建造本发明的地下墙时，沿一曲线连接的各相邻的混凝土桩1之间不会形成上面说明的凹处E。因此，可以容易地从地下墙的侧面去除硬化了的混合物7。