CN101761082B - 一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工领域，涉及一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备及施工方法。其设备是由料斗和导管组成，其特征是，料斗上安装有电动机，电动机与主动轮相连，料斗下方安装有方形导管，导管内装有单向阀片，主动轮通过拉压杆与带限位托沿的单向阀片相连，方形导管的下端装有挡杆，方形导管的下端通过变截面法兰与圆形导管连接。主动轮与拉压杆的连接点转到最低位置时，阀片恰好全部抵到方形导管底端沿口的挡杆位置。单向阀片的根部带有限位托沿托住阀片，使之保持一定的倾斜角度下垂。本发明大大降低了混凝土坍落度，可适用各种坍落度的混凝土，从而减少了材料浪费，由于是强制式浇注技术，有效解决了混凝土不易下落的问题。

Description

一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备及施工方法

技术领域：

本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备及施工方法。

技术背景：

建筑施工领域中，在灌注桩施工过程中，如果灌注桩土质不好而采用泥浆护壁，或者是桩内地下水丰富，则通常采用水下混凝土浇注技术。为了防止浇注过程中导管内混凝土不易下落等问题的出现，通常采用高坍落度的混凝土(一般为140mm～190mm，不同粒径的碎石对应不同的坍落度)，但受导管直径、桩内泥浆护壁比重、导管端部埋入等诸多因素影响，导管内混凝土不易下落的问题还是经常发生。

针对这种问题，施工过程中常采用的一种解决办法是事前控制，即采用高坍落度混凝土，这种办法有一个很大的弊端，由于混凝土本身坍落度大，受桩内地下水或泥浆护壁影响，水泥易于大量流失，影响了桩身混凝土质量；另外，混凝土浇注到设计标高后，还要额外浇注很大一部分混凝土，以保证破桩后，桩头混凝土强度达到设计要求，造成很大的材料浪费。

另一种经常采用的解决办法是过程控制，即在采用了高坍落度混凝土后，在浇注过程中，如果混凝土不易下落，则只能从减小导管端头在桩底混凝土内的埋深方面入手，但这种做法有一个很大的隐患：导管提升量小了，混凝土不易下落的问题得不到有效解决；如果误操作或计算失误，使导管提升量过大，其端头拔出桩内混凝土面，则使泥浆混入混凝土内，导致断桩；更有甚者，即使导管提升量恰好达到允许的最大值了，混凝土不易下落的问题可能还没有解决。后两种问题的结局是：只能将导管全部拔出，将先前浇入的混凝土全部排出，重新浇注，造成材料、人工、机械、工期等多方面的严重浪费。

发明内容：

建筑施工领域在灌注桩施工过程中，如果采用高坍落度混凝土，会造成材料、人工、机械、工期等多方面的严重浪费，而采用低坍落度混凝土肯定会导致混凝土浇注过程中导管堵塞，给施工造成麻烦，本发明的目的就是要同时解决这两个问题。

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备及施工方法，不仅能大大降低混凝土坍落度，确保水下混凝土顺利浇注完成，而且还能保证桩身混凝土的浇注质量，显著提高工程质量，避免材料、人工、机械、工期等多方面的浪费，显著提高经济效益。

为实现上述发明的目的，本发明的技术方案是如下实现的：

一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备及施工方法，其设备是由料斗和导管组成，其特征是，料斗上安装有电动机，电动机与主动轮相连，料斗下方安装有方形导管，导管内装有单向阀片，主动轮通过拉压杆与带限位托沿的单向阀片相连，方形导管的下端装有挡杆，方形导管的下端通过变截面法兰与圆形导管连接。主动轮与拉压杆的连接点转到最低位置时，阀片恰好全部抵到方形导管底端沿口的挡杆位置。单向阀片的根部带有限位托沿托住阀片，使之保持一定的倾斜角度下垂，不会因重力作用而完全垂直。

本发明的工作原理是这样的：当料斗内装满混凝土后，电动机带动主动轮旋转，趋使拉压杆带动单向阀片上下往复运动。单向阀片向上运动时，在混凝土重力的作用下，单向阀片张开，其根部的限位托沿托住阀片，使之保持倾斜下垂，混凝土掉落；单向阀片向下行走时，在阀片下端混凝土阻力作用下，阀片关闭，压迫混凝土，使混凝土强制向下浇注。如此往复运动，使灌注桩水下混凝土在强制压力作用下，顺利完成浇注，有效地解决了灌注桩水下混凝土浇注过程中导管堵塞的常见问题。

本发明的施工方法这样完成的：

1)在成孔后的桩孔口，安装料斗架，然后将圆形导管逐节连接后，下入桩孔内距孔底300mm～500mm的位置，圆形导管顶端接在料斗下方形导管端的变截面法兰上，然后将料斗放置在料斗架上；

2)启动电动机，当单向阀片向下运动时，触到方形导管沿口的挡杆，随着阀片运动到方形导管底，挡杆促使单向阀片完全关闭，此时，立即关闭电机；

3)根据事先计算的结果，向料斗内填装适量的混凝土(使得首批混凝土浇入桩孔后，保证导管端头埋入混凝土的长度不少于800mm)；

4)再次启动电动机，使单向阀片提升，在混凝土重力作用下，阀片打开，混凝土掉落到导管中，当阀片运动到导管的最上端，转而向下运动，由于阀片带有限位托沿，它是倾斜下垂的，所以，受其下方混凝土阻力影响，阀片向上关闭，向下压迫混凝土，使混凝土强行通过导管下落，以强制式实现水下混凝土浇注，不会出现导管内混凝土堵塞的问题；当主动轮与拉压杆的连接点转到最低位置时，阀片恰好全部抵到方形导管底端沿口的挡杆位置，由于主动轮继续旋转，带动拉压杆提升，使阀片转而向上运动；

5)如此往复运动，重复下一个行程，实现连续对混凝土施加压力，使灌注桩水下混凝土在强制压力作用下，顺利完成浇注，有效地解决了灌注桩水下混凝土浇注过程中导管堵塞的常见问题。

较目前采用高坍落度的混凝土、单纯依靠混凝土自重下落的水下混凝浇注技术而言，本发明大大降低了混凝土坍落度，可适用各种坍落度的混凝土，放宽了对灌注桩水下混凝土的和易性的要求，减少了水泥流失量和破桩量，从而减少了材料浪费，由于是强制式浇注技术，有效解决了混凝土不易下落的问题，加快了浇注速度，保证了成桩质量。综上所述，本发明能够有效节约材料，规避施工质量风险，加快施工进度，经济效益和综合效益极为显著。

附图说明：

图1是本发明的提升工作状态图

图2是本发明的下压工作状态图

图3是本发明的单向阀片剖面图

图4是本发明的阀片上方横剖面图

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

由图1-4可知，在成孔后的桩孔口，将料斗1放置在料斗架11上，然后将圆形导管9顶端与方形导管8通过变截面法兰7连接，并将圆形导管9逐节连接后，下入桩孔内距孔底300mm～500mm的位置。启动电动机2，带动主动轮3转动，通过拉压杆4带动单向阀片5向下运动时，触到方形导管8沿口的挡杆6，随着单向阀片5运动到方形导管8底部，挡杆6促使单向阀片5完全关闭，此时，立即关闭电动机2。根据事先计算的结果，向料斗1内填装适量的混凝土(使得首批混凝土浇入桩孔后，保证导管端头埋入混凝土的长度不少于800mm)，再次启动电动机2，使单向阀片5提升，在混凝土重力作用下，阀片5打开，由于阀片带有限位托沿10，它是倾斜下垂的，首批混凝土穿过阀片5注入下方导管内，通过阀片5的往复运动，不断压迫混凝土，使混凝土连续通过导管强制注入桩内，并将桩底沉渣、泥浆等挤到混凝土上方，从而保证桩身混凝土连续性。

Claims (4)

1.一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备，是由料斗和导管组成，其特征是，料斗上安装有电动机，电动机与主动轮相连，料斗下方安装有方形导管，导管内装有单向阀片，主动轮通过拉压杆与带限位托沿的单向阀片相连，方形导管的下端装有挡杆，方形导管的下端通过变截面法兰与圆形导管连接。

2.一种应用如权利要求1所述设备的灌注桩水下混凝土的强制浇注施工方法，是这样完成的：

1)在成孔后的桩孔口，安装料斗架，然后将圆形导管逐节连接后，下入桩孔内距孔底300mm～500mm的位置，圆形导管顶端接在料斗下方形导管端的变截面法兰上，然后将料斗放置在料斗架上；

2)启动电动机，当单向阀片向下运动时，触到方形导管沿口的挡杆，随着阀片运动到方形导管底，挡杆促使单向阀片完全关闭，此时，立即关闭电机；

3)根据事先计算的结果，向料斗内填装适量的混凝土，使得首批混凝土浇入桩孔后，保证导管端头埋入混凝土的长度不少于800mm；

4)再次启动电动机，使单向阀片提升，在混凝土重力作用下，阀片打开，混凝土掉落到导管中，当阀片运动到导管的最上端，转而向下运动，由于阀片带有限位托沿，它是倾斜下垂的，所以，受其下方混凝土阻力影响，阀片向上关闭，向下压迫混凝土，使混凝土强行通过导管下落，以强制式实现水下混凝土浇注，不会出现导管内混凝土堵塞的问题；当主动轮与拉压杆的连接点转到最低位置时，阀片恰好全部抵到方形导管底端沿口的挡杆位置，由于主动轮继续旋转，带动拉压杆提升，使阀片转而向上运动；

5)如此往复运动，重复下一个行程，实现连续对混凝土施加压力，使灌注桩水下混凝土在强制压力作用下，顺利完成浇注，有效地解决了灌注桩水下混凝土浇注过程中导管堵塞的常见问题。

3.根据权利要求1所述的一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备，其特征是，主动轮与拉压杆的连接点转到最低位置时，阀片恰好全部抵到方形导管底端沿口的挡杆位置。

4.根据权利要求1所述的一种灌注桩水下混凝土的强制浇注设备，其特征是，单向阀片的根部带有限位托沿托住阀片。

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