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
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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
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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