CN106065690A - 一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置及方法，包括压料构造节点、防逆流装置、调压装置、泵送系统；所述压料构造节点设置于钢管柱（墙）底部侧面，所述压料构造节点依次连接防逆流装置、调压装置、泵送系统。使用泵送系统，利用压力输送原理将混凝土从钢管柱（墙）底部顶升至柱（墙）顶部，靠压力在钢管柱（墙）挤密混凝土成型。一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置及方法通过就地取材、加工制作，运用混凝土输送泵的压力进行顶升作业，使普通混凝土达到自密实混凝土的效果，大大降低了施工成本，操作简单、质量好、成本低，经济效果显著，可以在各种钢管柱（墙）混凝土施工中进行运用，有应用推广价值。

Description

一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置及方法

技术领域

本发明涉及一种施工措施装置， 尤其涉及一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置及方法。

背景技术

钢管柱（墙）混凝土浇筑方式主要有三种：一是手工浇捣法。这种方法施工速度较慢，且施工组织复杂，振捣工作繁重，在早期的钢管柱（墙）混凝土施工中应用比较普遍；二是高位抛落免振捣法。利用商品混凝土从高空顺钢管下落的动能，达到商品混凝土密实的目的，可免去或减轻繁重的振捣工作，但此方法适用于管径不小于300mm，高度不超过5m的情况，而且容易造成核心商品混凝土不连续，整体性差，不易排气等缺点；三是泵送顶升浇筑法。该方法利用商品混凝土输送泵的泵送压力使自密实商品混凝土从钢管柱（墙）根部向上顶升逆向浇筑，直至注满整根钢管柱（墙）。这种方法利用泵送压力和商品混凝土的重力使柱芯商品混凝土自密实，从而免去了繁重的振捣工作。

昆山中南世纪城21楼钢结构住宅采用的钢管柱结构，由于采用高抛混凝土配制难度大、造价高、进度非常缓慢，笔者设计了一种顶升混凝土挤密成型装置，直接将配制的常规混凝土进行逆作业，自下顶升至构件顶部，既满足混凝土的运输问题，又解决了混凝土的振捣问题，有效的保证了钢结构住宅中钢管柱混凝土的施工质量。

此项技术在昆山中南世纪城21楼钢结构住宅施工中进行了应用，经对已完成的钢管柱混凝土结构进行检测，全部符合国家施工质量验收规范要求。

发明内容

本发明提供了一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置及方法，能明显的减少施工难度，降低成本费用，加快施工进度，提高工程质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，包括压料构造节点、防逆流装置、调压装置、泵送系统；

所述压料构造节点设置于钢管柱（墙）底部侧面，所述压料构造节点依次连接防逆流装置、调压装置、泵送系统。

使用泵送系统，利用压力输送原理将混凝土从钢管柱（墙）底部顶升至柱（墙）顶部，靠压力在钢管柱（墙）挤密混凝土成型。

进一步的，所述压料构造节点为设置于钢管柱（墙）底部侧面的注料孔1，在注料孔1周边钢板上开设带丝纹的螺栓连接孔2，钢管柱（墙）内侧焊接连接螺母3，连接螺母3通过连接螺栓与防逆流装置的连接法兰4连接。注料孔的开孔内径根据钢管柱（墙）截面宽度l决定,当200mm＜l≤300mm时，注料孔的开孔为Φ80；当l＞300mm时，注料孔的开孔为Φ125。

进一步的，所述调压装置包括变径管9。注料孔的开孔为Φ125时本装置不需要变径管9。

进一步的，所述调压装置包括法兰金属软接头10。

法兰金属软接头10的长度根据顶升的混凝土高度h确定：10m＜h≤30m时，法兰金属软接头长500mm；30m＜h≤60m时，法兰金属软接头长300mm；60m＜h≤100m时，不用金属软接头10。

法兰金属软接头和变径管通过法兰连接。

进一步的，所述防逆流装置包括止回阀5、连接管6、疏水阀7、截止阀8；止回阀5通过连接管6与截止阀8连接，连接管6下部焊接疏水阀7。所述防逆流装置防止混凝土在自重压力作用下倒流。输送混凝土时，止回阀5、截止阀8均处于打开状态；浇筑完混凝土，止回阀5自动关闭，手动关闭截止阀8，保持钢管柱（墙）内混凝土处于稳定状态。

进一步的，所述泵送系统包括混凝土输送管11和混凝土压力输送泵12。

所述混凝土压力输送泵12的输送压力范围为10～40kPa，根据顶升混凝土的高度h确定混凝土压力输送泵12的泵送压力：h≤10m时，泵送压力12kPa；10m＜h≤30m时，泵送压力15kPa；30m＜h≤60m时，泵送压力20kPa；60m＜h≤80m时，泵送压力25kPa；80m＜h≤100m时，泵送压力30kPa。

进一步的，在钢管柱（墙）中环梁耳板下部设置溢流孔13。所述溢流孔13设在距钢管柱（墙）中环梁耳板下部10mm的位置，内径为Φ10mm。

一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型方法，包括以下步骤：

（1）在钢管柱（墙）底部侧面开设注料孔1，所述注料孔1的内径为Φ80或Φ125，同时以注料孔1同规格的法兰螺栓孔为模型，在注料孔周边钢板上开带丝纹的螺栓连接孔2，同时在钢管柱（墙）内侧焊接等规格的连接螺母3；

（2）用连接管6螺栓连接止回阀5、截止阀8，连接管6下部焊接疏水阀 7，组装防逆流装置；连接螺母3通过连接螺栓与防逆流装置的连接法兰4连接；

（3）利用变径管9焊接连接法兰4后，与法兰金属软接头10连接，组装调压装置；

（4）用混凝土输送管11和混凝土压力输送泵12组装泵送系统；

（5）连接压料构造节点、防逆流装置、调压装置、泵送系统，进行润管，通过疏水阀7排除润管的废水与残渣；

（6）根据钢管柱（墙）构件的高度，确定泵送混凝土的压力，进行试顶，根据钢管柱（墙）内的混凝土上升的状况调整混凝土泵的压力，直至完成混凝土的顶升浇筑；

（7）混凝土顶升至钢管柱（墙）构件顶部后停止输送混凝土，立即关闭防逆流装置中的截止阀8；

（8）拆除调压装置、泵送系统；

（9）待混凝土终凝后，拆除防逆流装置，剔凿注料孔1内多余的混凝土，用盲板14焊接钢管柱（墙）注料孔1封堵。

本发明的有益效果是：顶升施工钢管柱（墙）混凝土具备以下优良性能：

（1）自密实性能：浇筑时不振捣，商品混凝土凝结硬化后密实良好。

（2）良好的可泵性和流动性：便于商品混凝土自动扩展填充和顶升密实。

（3）坍落度和流动性损失较小，有足够的初凝时间，保证商品混凝土在整个泵送顶升的过程中能够始终保持良好的流动状态，以有利于顶升施工和密实。

（4）低收缩或微膨胀性：确保钢管与混凝土联合形成一个整体受力构件。

一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置及方法通过就地取材、加工制作，运用混凝土输送泵的压力进行顶升作业，使普通混凝土达到自密实混凝土的效果，大大降低了施工成本，操作简单、质量好、成本低，经济效果显著，可以在各种钢管柱（墙）混凝土施工中进行运用，有应用推广价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明调压装置的示意图；

图3是本发明泵送系统的示意图；

图4是本发明防逆流装置的示意图；

图5是本发明结压料构造节点的示意图；

图中：1、注料孔；2、螺栓连接孔；3、连接螺母；4、连接法兰；5、止回阀；6、连接管；7、疏水阀；8、截止阀；9、变径管；10、法兰金属软接头；11、混凝土输送管；12、混凝土压力输送泵；13、溢流孔；14、盲板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，包括压料构造节点、防逆流装置、调压装置、泵送系统；

所述压料构造节点设置于钢管柱（墙）底部侧面，所述压料构造节点依次连接所述防逆流装置、所述调压装置、所述泵送系统。

进一步的，所述压料构造节点为设置于钢管柱（墙）底部侧面的注料孔（1），在所述注料孔（1）周边钢板上开设带丝纹的螺栓连接孔（2），钢管柱（墙）内侧焊接连接螺母（3），所述连接螺母（3）通过连接螺栓与所述防逆流装置的连接法兰（4）连接。

进一步的，所述调压装置包括变径管（9）。

进一步的，所述调压装置包括法兰金属软接头（10）。

进一步的，所述防逆流装置包括止回阀（5）、连接管（6）、疏水阀（7）、截止阀（8）；所述止回阀（5）通过所述连接管（6）与所述截止阀（8）连接，所述连接管（6）下部焊接所述疏水阀（7）。

进一步的，所述泵送系统包括混凝土输送管（11）和混凝土压力输送泵（12）。

进一步的，在钢管柱（墙）中环梁耳板下部设置溢流孔（13）。

一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型方法，包括以下步骤：

①、在钢管柱（墙）底部侧面开设注料孔（1），所述注料孔（1）的内径为Φ80或Φ125，同时以注料孔（1）同规格的法兰螺栓孔为模型，在注料孔周边钢板上开带丝纹的螺栓连接孔（2），同时在钢管柱（墙）内侧焊接等规格的连接螺母（3）；

②、用连接管（6）螺栓连接止回阀（5）、截止阀（8），连接管（6）下部焊接疏水阀（7），组装防逆流装置；连接螺母（3）通过连接螺栓与防逆流装置上的连接法兰（4）连接；

③、利用变径管（9）焊接连接法兰（4）后，与法兰金属软接头（10）连接，组装调压装置；

④、用混凝土输送管（11）和混凝土压力输送泵（12）组装泵送系统；

⑤、连接压料构造节点、防逆流装置、调压装置、泵送系统，进行润管，通过疏水阀（7）排除润管的废水与残渣；

⑥、根据钢管柱（墙）构件的高度，确定泵送混凝土的压力，进行试顶，根据钢管柱（墙）内的混凝土上升的状况调整混凝土泵的压力，直至完成混凝土的顶升浇筑；

⑦、混凝土顶升至钢管柱（墙）构件顶部后停止输送混凝土，立即关闭防逆流装置中的截止阀（8）；浇筑前，要计算好单根柱混凝土量，待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升（从混凝土拌合至开始顶升的时间应控制在混凝土初凝前），防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断，同时，及时做好混凝土坍落度及坍落扩展度的检测；根据钢管柱（墙）构件的高度，确定泵送混凝土的压力，进行试顶，根据钢管柱（墙）内的混凝土上升的状况调整混凝土泵的压力，直至完成混凝土的顶升浇筑；

⑧、混凝土顶升至柱顶后，应及时停泵，并进行数次回抽，若柱顶混凝土面无明显回落，立即关闭防逆流装置中的截止阀，拆除调压装置、泵送系统；应注意拆管顺序，必须先拆除截止阀后靠近混凝土压力输送泵的混凝土输送管，再拆除截止阀前的套箍及截止阀。若拆管过程中混凝土有涌出现象，应立即关闭截止阀，待混凝土终凝后再拆除截止阀；

⑨、浇筑完毕30min后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉，则用人工补浇柱顶混凝土；

⑩、混凝土养护7天后，待混凝土终凝后，拆除防逆流装置，剔凿注料孔（1）内多余的混凝土，用盲板（14）焊接钢管柱（墙）注料孔（1）封堵。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，其特征在于，包括压料构造节点、防逆流装置、调压装置、泵送系统；

所述压料构造节点设置于钢管柱（墙）底部侧面，所述压料构造节点依次连接所述防逆流装置、所述调压装置、所述泵送系统。

2.根据权利要求1所述的一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，其特征在于，所述压料构造节点为设置于钢管柱（墙）底部侧面的注料孔（1），在所述注料孔（1）周边钢板上开设带丝纹的螺栓连接孔（2），钢管柱（墙）内侧焊接连接螺母（3），所述连接螺母（3）通过连接螺栓与所述防逆流装置的连接法兰（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，其特征在于，所述调压装置包括变径管（9）。

4.根据权利要求1所述的一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，其特征在于，所述调压装置包括法兰金属软接头（10）。

5.根据权利要求1所述的一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，其特征在于，所述防逆流装置包括止回阀（5）、连接管（6）、疏水阀（7）、截止阀（8）；所述止回阀（5）通过所述连接管（6）与所述截止阀（8）连接，所述连接管（6）下部焊接所述疏水阀（7）。

6.根据权利要求1所述的一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，其特征在于，所述泵送系统包括混凝土输送管（11）和混凝土压力输送泵（12）。

7.根据权利要求1所述的一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型装置，其特征在于，在钢管柱（墙）中环梁耳板下部设置溢流孔（13）。

8.一种钢管柱（墙）混凝土顶升挤密成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

①、在钢管柱（墙）底部侧面开设注料孔（1），所述注料孔（1）的内径为Φ80或Φ125，同时以注料孔（1）同规格的法兰螺栓孔为模型，在注料孔周边钢板上开带丝纹的螺栓连接孔（2），同时在钢管柱（墙）内侧焊接等规格的连接螺母（3）；

②、用连接管（6）螺栓连接止回阀（5）、截止阀（8），连接管（6）下部焊接疏水阀（7），组装防逆流装置；连接螺母（3）通过连接螺栓与防逆流装置上的连接法兰（4）连接；

③、利用变径管（9）焊接连接法兰（4）后，与法兰金属软接头（10）连接，组装调压装置；

④、用混凝土输送管（11）和混凝土压力输送泵（12）组装泵送系统；

⑤、连接压料构造节点、防逆流装置、调压装置、泵送系统，进行润管，通过疏水阀（7）排除润管的废水与残渣；

⑥、根据钢管柱（墙）构件的高度，确定泵送混凝土的压力，进行试顶，根据钢管柱（墙）内的混凝土上升的状况调整混凝土泵的压力，直至完成混凝土的顶升浇筑；

⑦、混凝土顶升至钢管柱（墙）构件顶部后停止输送混凝土，立即关闭防逆流装置中的截止阀（8）；

⑧、拆除调压装置、泵送系统；

⑨、待混凝土终凝后，拆除防逆流装置，剔凿注料孔（1）内多余的混凝土，用盲板（14）焊接钢管柱（墙）注料孔（1）封堵。