CN105014785A - 预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置及方法，该成孔装置包括成孔气囊和两个安装在成孔气囊上的成孔塞，两个所述成孔塞均安装在成孔气囊的外侧壁上，所述成孔气囊上开有两个分别供两个所述成孔塞安装的安装孔，两个所述成孔塞均为圆柱形塞；所述成孔气囊的后部设置有一个充气口，所述充气口上安装有气阀；所述成孔气囊为密闭式橡胶气囊且其外侧壁上设置有多个凸起；该成孔方法包括步骤：一、成型模板支立；二、成孔装置装入；三、成孔气囊充气；四、混凝土浇筑；步骤五、成孔装置拆除。本发明设计合理、实现方便且使用效果好，能简便、快速完成钢筋锚固预留孔且成孔速度快、成孔质量高。

Description

预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置及方法

技术领域

本发明属于预制装配式混凝土构件施工技术领域，尤其是涉及一种预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置及方法。

背景技术

发展建筑产业化是建筑生产方式从粗放型生产向集约型生产的根本转变，是产业现代化的必然途径和发展方向。采用预制装配式混凝土结构是实现建筑产业化的有效途径，是以混凝土预制构件为主要构件，经装配、连接以及部分现浇而成的混凝土结构。国外的混凝土预制构件与钢筋混凝土几乎同时起步，而现代意义上的工业化预制混凝土构件在半个世纪前才得到真正发展。

为提高预制装配式建筑的安装效率，现有预制混凝土结构中采用的钢筋连接方式主要采用套筒灌浆连接和约束浆锚连接两种连接方式。实际使用时，上述两种连接方式各有利弊。其中，套筒灌浆连接方式的主要优点是连接可靠，但由于预制装配式混凝土结构的连接部位尺寸较小，而目前所采用的连接套筒尺寸较大，内部结构复杂，不仅加工制作成本高、工艺复杂，钢材需求量较大，并且钢筋连接难度高，施工不便，费工费时；而约束浆锚连接方式的主要优点是造价低廉，但制作工艺复杂，钢筋搭接得长度很长，浪费钢筋且不利于施工。采用套筒灌浆连接和约束浆锚连接两种连接方式进行钢筋连接时，均需在预制混凝土结构中预留用于钢筋锚固的钢筋锚固预留孔，将需锚固钢筋插入钢筋锚固预留孔后再灌浆，从而完成预制装配式混凝土构件的钢筋连接过程。但现有的钢筋锚固预留孔均为内壁光滑的预留孔，该孔洞与灌注砂浆的粘结效果不良，使得钢筋搭接长度增加，并且灌浆料用量增加，经济效益较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成钢筋锚固预留孔的成孔过程。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：包括成孔气囊和两个安装在成孔气囊上的成孔塞，两个所述成孔塞均安装在成孔气囊的外侧壁上，所述成孔气囊上开有两个分别供两个所述成孔塞安装的安装孔，两个所述成孔塞均为圆柱形塞；所述成孔气囊的后部设置有一个充气口，所述充气口上安装有气阀；所述成孔气囊为密闭式橡胶气囊且其外侧壁上设置有多个凸起。

上述预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征是：两个所述成孔塞均为橡胶塞。

上述预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征是：两个所述成孔塞与成孔气囊之间以螺纹方式进行密封连接，所述成孔塞的底部外侧壁上设置有外螺纹，所述安装孔为内螺纹孔。

上述预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征是：所述成孔气囊的横截面形状为圆形、正多边形或椭圆形。

上述预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征是：所述成孔气囊的横截面形状为圆形，所述成孔气囊的长度为20d～40d且其直径为25mm～60mm，其中d为预制装配式混凝土构件内需锚固钢筋的直径。

上述预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征是：所述凸起为环形凸台，多个所述环形凸台沿成孔气囊的长度方向由前至后进行布设。

上述预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征是：所述凸起的高度为3mm～8mm。

上述预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征是：两个所述成孔塞均与成孔气囊呈垂直布设；两个所述成孔塞呈平行布设且二者布设在同一平面上。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、施工方便且成孔效率高、成孔质量好的预制装配式混凝土构件内钢筋锚固预留孔成孔方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、成型模板支立：对用于施工成型预制装配式混凝土构件的成型模板进行支立；

步骤二、成孔装置装入：根据所述预制装配式混凝土构件内需成型钢筋锚固预留孔的位置，将所述成孔装置装入步骤一中所述成型模板内，并使所述成孔装置中两个所述成孔塞均伸出至所述成型模板外侧，且气阀位于所述成型模板外侧；所述成孔装置中成孔气囊后部与所述成型模板的内壁紧贴；

所述成型模板上开有两个分别供两个所述成孔塞穿出的第一通孔和供气阀穿出的第二通孔；

步骤三、成孔气囊充气：打开气阀，并采用充气设备对成孔气囊进行充气；充气完成后，关闭气阀；

步骤四、混凝土浇筑：利用步骤一中所述成型模板，对所述预制装配式混凝土构件进行混凝土浇筑；待所浇筑混凝土终凝后，获得施工成型的钢筋锚固预留孔；

步骤五、成孔装置拆除：先打开气阀或拆除两个所述成孔塞，将成孔气囊内的气体排出；待两个所述成孔塞拆除后，将成孔气囊从钢筋锚固预留孔内拉出。

上述方法，其特征是：步骤二中将所述成孔装置装入所述成型模板内之前，先在成孔气囊的外表面上均匀涂刷脱模剂；步骤三中所述充气设备为空气压缩机；步骤三中进行成孔气囊充气时，对成孔气囊内的气压进行实时监测。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的成孔装置结构简单、设计合理且加工制作简便、使用效果好，外形尺寸小，占用空间小。

2、所采用的成孔装置能多次重复使用，周转效率高且使用寿命长，具有良好的技术经济效益。与只能进行一次成孔的波纹管相比较，该成孔装置可多次周转使用，经济效益明显；成孔过程不需要复杂的机具设备，节约大量资源。

3、所采用的成孔装置能有效保证钢筋锚固预留孔的成孔质量，施工操作简单、方便：使用前，成孔装置表面涂抹脱模剂，待混凝土达到终凝后或者达到预定强度后，通过气阀排出成孔装置中的气体，可避免损伤孔壁混凝土，保证成孔质量。

4、所采用的钢筋锚固预留孔成孔方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，所施工成型的钢筋锚固预留孔质量高且成孔效果好，可根据工程实际需要施工成型不同截面形状的预留孔，预留孔的表面粗糙，能有效增强充填于预留孔内的灌浆料与周围混凝土之间的粘结性能。

6、所成型的钢筋锚固预留孔能简便、快速且高质量完成预制装配式混凝土构件的钢筋锚固连接，所采用的钢筋锚固连接结构简单、设计合理且投入成本低；并且，所采用的钢筋锚固连接方法步骤简单、设计合理且操作简便、施工方便、连接效率高、连接效果好，采用成孔装置在第二预制混凝土构件内进行成孔外，施工成型的钢筋锚固预留孔还能起到约束灌浆料的作用。与约束浆锚连接相比，省去了成孔工艺和配置约束箍筋的工序，只需将需连接钢筋插入钢筋锚固预留孔中进行灌浆即可完成连接。同时，钢筋锚固预留孔的内壁上设置有凹槽，能有效增强充填于预留孔内的灌浆料与周围混凝土之间的粘结性能，使微膨胀的灌浆料更紧地箍紧需连接钢筋，大大增加了需连接钢筋的连接强度，进而增加了连接处的抗拉强度。因而，本发明的钢筋锚固效果好且实用价值高、经济实用，能简便、快速完成钢筋连接过程且连接可靠，能简便实现钢筋之间的快速连接，并且钢筋的对中精度要求低，操作方便且省工省时，施工效率高，连接强度可靠，具有良好的经济效益。施工成型的钢筋锚固预留孔具有整体尺寸小、占用空间小、施工工艺简便等特点，在钢筋连接性能与质量稳定性满足相关技术规程的情况下，本发明的经济技术指标大大超过已有的水泥灌浆钢筋接头。另外，采用本发明进行钢筋连接施工时，不需要复杂的机械设备和机具，也不需要电能消耗，施工现场基本为干作业，节能环保，避免了传统钢筋连接方式的种种弊端。综上，本发明综合了套筒灌浆连接和约束浆锚连接两种钢筋连接方法的优势，连接安全可靠，加工制作及施工简单易行，综合性价比较高，能有效解决现有预制装配式混凝土构件存在的装配过程复杂、连接不便、钢筋搭接长度过长等问题。

7、适用面广且推广应用前景广泛，能应用于梁、柱和墙等预制装配式混凝土构件中的钢筋连接。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明成孔装置的结构示意图。

图2为本发明成孔装置的装配示意图。

图3为本发明成孔装置的布设位置示意图。

图4为采用本发明施工成型钢筋锚固预留孔的结构示意图。

图5为采用本发明对需锚固钢筋进行锚固后的结构示意图。

图6为采用本发明进行钢筋锚固预留孔成孔时的方法流程框图。

附图标记说明:

1—成孔气囊；             2—成孔塞；           3—气阀；

4—安装孔；               5—环形凸台；         6—钢筋锚固预留孔；

7—第一预制混凝土构件；   8—第二预制混凝土构件；

9—第一钢筋；             10—第二钢筋；         11—灌浆结构；

12—凹槽；                13—螺旋筋。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，包括成孔气囊1和两个安装在成孔气囊1上的成孔塞2，两个所述成孔塞2均安装在成孔气囊1的外侧壁上，所述成孔气囊1上开有两个分别供两个所述成孔塞2安装的安装孔4，两个所述成孔塞2均为圆柱形塞；所述成孔气囊1的后部设置有一个充气口，所述充气口上安装有气阀3；所述成孔气囊1为密闭式橡胶气囊且其外侧壁上设置有多个凸起。

所述成孔气囊1为柱状结构且其内部中空。实际加工时，所述成孔气囊1具有良好气密性能，采用橡胶材料制作而成。

所述气阀3为用于快速充气与排气的阀门，实际使用时，通过气阀3向成孔气囊1内充入气体并能足够承担混凝土的压力即可。

结合图4，由于成孔气囊1的外侧壁上设置有多个所述凸起，因而成孔气囊1的外表面为凹凸面，能有效增强施工成型的钢筋锚固预留孔6内表面与所述灌浆料的机械粘结作用，增加粘结效果。并且，所述凹凸面可设置成为波纹面、锯齿面、螺旋面或点状突起面。

本实施例中，两个所述成孔塞2均为橡胶塞。

并且，两个所述成孔塞2与成孔气囊1之间以螺纹方式进行密封连接，所述成孔塞2的底部外侧壁上设置有外螺纹，所述安装孔4为内螺纹孔。这样，成孔塞2拆装简便，不仅能保证成孔塞2与成孔气囊1之间的密封连接，并且能保证预制装配式混凝土构件施工过程中进行混凝土浇筑振捣时成孔塞2与成孔气囊1之间连接的可靠性。

并且，除底部外螺纹之外，所述橡胶塞的外侧壁为光滑面。

本实施例中，所述凸起的高度为3mm～8mm。

实际加工时，所述成孔气囊1的横截面形状为圆形、正多边形或椭圆形。本实施例中，所述成孔气囊1的横截面形状为圆形。

并且，所述成孔气囊1的长度为20d～40d且其直径为25mm～60mm，其中d为预制装配式混凝土构件内需锚固钢筋的直径。

本实施例中，所述凸起为环形凸台5，多个所述环形凸台5沿成孔气囊1的长度方向由前至后进行布设。

多个所述环形凸台5均与成孔气囊1呈垂直布设，并且多个所述环形凸台5呈均匀布设，相邻两个所述环形凸台5之间的间距为8mm～12mm。

本实施例中，两个所述成孔塞2均与成孔气囊1呈垂直布设，两个所述成孔塞2呈平行布设且二者布设在同一平面上。

实际使用时，由于成孔气囊1为密闭式橡胶气囊，两个所述成孔塞2均为橡胶塞，因而能满足预制装配式混凝土构件的蒸汽养护需求，蒸压养护过程中，成孔气囊1和两个所述成孔塞2的工作性能不受影响。因而，所述成孔装置具有成本低廉、操作简便、使用效果好、可多次反复使用等特点。

如图6所示的一种预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔方法，包括以下步骤：

步骤一、成型模板支立：对用于施工成型预制装配式混凝土构件的成型模板进行支立；

步骤二、成孔装置装入：根据所述预制装配式混凝土构件内需成型钢筋锚固预留孔6的位置，将所述成孔装置装入步骤一中所述成型模板内，并使所述成孔装置中两个所述成孔塞2均伸出至所述成型模板外侧，且气阀3位于所述成型模板外侧；所述成孔装置中成孔气囊1后部与所述成型模板的内壁紧贴；

所述成型模板上开有两个分别供两个所述成孔塞2穿出的第一通孔和供气阀3穿出的第二通孔；

步骤三、成孔气囊充气：打开气阀3，并采用充气设备对成孔气囊1进行充气；充气完成后，关闭气阀3；

步骤四、混凝土浇筑：利用步骤一中所述成型模板，对所述预制装配式混凝土构件进行混凝土浇筑；待所浇筑混凝土终凝后，获得施工成型的钢筋锚固预留孔6；

步骤五、成孔装置拆除：先打开气阀3或拆除两个所述成孔塞2，将成孔气囊1内的气体排出；待两个所述成孔塞2拆除后，将成孔气囊1从钢筋锚固预留孔6内拉出。

本实施例中，步骤二中将所述成孔装置装入所述成型模板内之前，先在成孔气囊1的外表面上均匀涂刷脱模剂；步骤三中所述充气设备为空气压缩机；步骤三中进行成孔气囊充气时，对成孔气囊1内的气压进行实时监测，不得超压。涂刷脱模剂后，能有效减小脱模时的阻力。脱模时，先将成孔塞2取出，通过气阀3排出成孔气囊1内的气体，再将成孔气囊1拉出。

实际使用时，步骤二中进行成孔装置装入之前，需对成孔气囊1是否漏气进行检测，以免在步骤四中混凝土浇筑过程中造成质量隐患。

本实施例中，如图5所示，所述预制装配式混凝土构件为待施工的第二预制混凝土构件8，采用如图1所示成孔装置施工成型的钢筋锚固预留孔6位于第二预制混凝土构件8的底部且其为供所述需锚固钢筋锚固的锚固孔；所述需锚固钢筋为第一钢筋9，所述第一钢筋9为预埋在第一预制混凝土构件7内的预埋钢筋且其上端伸出至第一预制混凝土构件7外侧，第二预制混凝土构件8位于第一预制混凝土构件7上方，所述第一钢筋9上端由下至上插入钢筋锚固预留孔6内。所述钢筋锚固预留孔6与第一钢筋9之间的空腔内设置有由灌浆料灌注成型的灌浆结构11，所述第一钢筋9通过灌浆结构11紧固固定于钢筋锚固预留孔6内。所述第一钢筋9为与第二预制混凝土构件8内布设的第二钢筋10进行连接的待连接钢筋，所述第一钢筋9和第二钢筋10呈平行布设。如图4所示，所述钢筋锚固预留孔6位于第二钢筋10的下部外侧且其与第二钢筋10呈平行布设，所述钢筋锚固预留孔6的内侧壁上设置有多个由多个所述突起施工成型的凹槽12。

本实施例中，所述第一钢筋9与钢筋锚固预留孔6呈同轴布设。

并且，所述钢筋锚固预留孔6为由所述成孔装置施工成型的预留孔。如图3所示，实际进行成孔施工时，所述成孔气囊1与第二钢筋10紧靠。

实际进行钢筋连接时，需连接的两根钢筋分别为第一钢筋9和第二钢筋10，所述第一预制混凝土构件7为已施工成型的混凝土构件，所述第二预制混凝土构件8为待施工的混凝土构件；对两根所述钢筋进行连接时，包括以下步骤：

步骤a、第二预制混凝土构件预制：对第二预制混凝土构件8进行预制，并在第二预制混凝土构件8底部设置有供第一钢筋9锚固的钢筋锚固预留孔6；

步骤b、第二预制混凝土构件吊装及第一钢筋插装：采用吊装设备将步骤a中所述第二预制混凝土构件8吊装至第一预制混凝土构件7上方，并对第二预制混凝土构件8进行下放，使得第一预制混凝土构件7内预埋的第一钢筋9由下至上插入钢筋锚固预留孔6内，并对钢筋锚固预留孔6的底端进行封堵；

步骤c、灌浆：向钢筋锚固预留孔6内灌注灌浆料，待灌浆料充满钢筋锚固预留孔6内部时，停止灌注灌浆料，获得灌浆结构11；

步骤d、养护：对步骤c中所述灌浆结构11进行养护，养护完成后，完成两根所述钢筋的连接过程。

本实施例中，所述成孔气囊1与第二钢筋10紧靠。两个所述成孔塞2分别位于成孔气囊1的上下两侧。施工成型的钢筋锚固预留孔6上开有两个由两个所述成孔塞2施工成型的圆柱孔，两个所述圆柱孔分别为注浆孔和位于所述注浆孔上方的排浆孔；

步骤c中进行灌浆时，通过所述注浆孔连续向钢筋锚固预留孔6内灌注灌浆料；当所述排浆孔内有灌浆料排出时，对所述排浆孔进行封堵。

本实施例中，对所述排浆孔进行封堵时，采用橡胶密封块进行封堵。

步骤d中对所述灌浆结构11进行养护时，养护龄期不少于28天，所述灌浆结构11的28天的抗压强度不低于85MPa且其24h与3h的膨胀率之差为0.02％～0.5％。并且，步骤d中灌注灌浆料时，常规常规注浆方法进行高压灌注。

本实施例中，所述灌浆料为高强无收缩水泥基灌浆料。

所述高强无收缩水泥基灌浆料是以水泥为基材，适量加入天然高强度骨料、混凝土外加剂等组成的干混材料，加水拌合后具有高流动度、早强、高强、微膨胀等特性。

本实施例中，步骤b中进行第二预制混凝土构件吊装及第一钢筋插装时，待步骤104中所浇筑混凝土终凝后，再采用所述吊装设备对第二预制混凝土构件8进行吊装。

步骤b中对钢筋锚固预留孔6的底端进行封堵时，采用橡胶密封圈进行封堵。所述橡胶密封圈套装在第一钢筋9上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：包括成孔气囊(1)和两个安装在成孔气囊(1)上的成孔塞(2)，两个所述成孔塞(2)均安装在成孔气囊(1)的外侧壁上，所述成孔气囊(1)上开有两个分别供两个所述成孔塞(2)安装的安装孔(4)，两个所述成孔塞(2)均为圆柱形塞；所述成孔气囊(1)的后部设置有一个充气口，所述充气口上安装有气阀(3)；所述成孔气囊(1)为密闭式橡胶气囊且其外侧壁上设置有多个凸起。

2.按照权利要求1所述的预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：两个所述成孔塞(2)均为橡胶塞。

3.按照权利要求1或2所述的预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：两个所述成孔塞(2)与成孔气囊(1)之间以螺纹方式进行密封连接，所述成孔塞(2)的底部外侧壁上设置有外螺纹，所述安装孔(4)为内螺纹孔。

4.按照权利要求1或2所述的预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：所述成孔气囊(1)的横截面形状为圆形、正多边形或椭圆形。

5.按照权利要求4所述的预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：所述成孔气囊(1)的横截面形状为圆形，所述成孔气囊(1)的长度为20d～40d且其直径为25mm～60mm，其中d为预制装配式混凝土构件内需锚固钢筋的直径。

6.按照权利要求5所述的预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：所述凸起为环形凸台(5)，多个所述环形凸台(5)沿成孔气囊(1)的长度方向由前至后进行布设。

7.按照权利要求1或2所述的预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：所述凸起的高度为3mm～8mm。

8.按照权利要求1或2所述的预制装配式混凝土构件用钢筋锚固预留孔成孔装置，其特征在于：两个所述成孔塞(2)均与成孔气囊(1)呈垂直布设；两个所述成孔塞(2)呈平行布设且二者布设在同一平面上。

9.一种利用如权利要求1所述成孔装置对预制装配式混凝土构件内钢筋锚固预留孔进行成孔的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、成型模板支立：对用于施工成型预制装配式混凝土构件的成型模板进行支立；

步骤二、成孔装置装入：根据所述预制装配式混凝土构件内需成型钢筋锚固预留孔(6)的位置，将所述成孔装置装入步骤一中所述成型模板内，并使所述成孔装置中两个所述成孔塞(2)均伸出至所述成型模板外侧，且气阀(3)位于所述成型模板外侧；所述成孔装置中成孔气囊(1)后部与所述成型模板的内壁紧贴；

所述成型模板上开有两个分别供两个所述成孔塞(2)穿出的第一通孔和供气阀(3)穿出的第二通孔；

步骤三、成孔气囊充气：打开气阀(3)，并采用充气设备对成孔气囊(1)进行充气；充气完成后，关闭气阀(3)；

步骤四、混凝土浇筑：利用步骤一中所述成型模板，对所述预制装配式混凝土构件进行混凝土浇筑；待所浇筑混凝土终凝后，获得施工成型的钢筋锚固预留孔(6)；

步骤五、成孔装置拆除：先打开气阀(3)或拆除两个所述成孔塞(2)，将成孔气囊(1)内的气体排出；待两个所述成孔塞(2)拆除后，将成孔气囊(1)从钢筋锚固预留孔(6)内拉出。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤二中将所述成孔装置装入所述成型模板内之前，先在成孔气囊(1)的外表面上均匀涂刷脱模剂；步骤三中所述充气设备为空气压缩机；步骤三中进行成孔气囊充气时，对成孔气囊(1)内的气压进行实时监测。