CN107724394A - 管柱围堰水下混凝土灌注系统及施工方法 - Google Patents

管柱围堰水下混凝土灌注系统及施工方法 Download PDF

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江京平
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柳振兴
王进
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邬静
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Abstract

本发明公开了一种管柱围堰水下混凝土灌注系统及施工方法，涉及混凝土灌注施工领域，该方法包括以下步骤：确定所需要的水泥浆的总量，使水泥浆注入管柱围堰底部后淹没导管的底口。安装隔水栓和拔球盖板，向拔球料斗和储料斗输送水泥浆到所需要的水泥浆总量。提出拔球盖板，使水泥浆注入到管柱围堰底部。确定导管内的水泥浆无渗漏后，重新安装隔水栓和拔球盖板，确定所需要的混凝土的总量，使混凝土注入管柱围堰底部后淹没导管的底口。向拔球料斗和储料斗输送混凝土到所需要的混凝土总量。提出拔球盖板，使混凝土注入到管柱围堰底部。确定导管内的混凝土无渗漏后，进行后续混凝土灌注直至结束。本发明在水下混凝土灌注时能保证混凝土的工作性能。

Description

管柱围堰水下混凝土灌注系统及施工方法
技术领域
本发明涉及混凝土灌注施工领域，具体涉及一种管柱围堰水下混凝土灌注系统及施工方法。
背景技术
在桥梁、码头、港口等水中基础施工时，经常要进行水下混凝土灌注施工，对于不需要泥浆护壁的基础施工，为了提高排碴效率和环保，往往是清水中进行成孔和混凝土灌注施工。
在清水环境下灌注混凝土时，由于混凝土在拔球后通过导管向基底四周流动和扩展时，混凝土表面接触到的是清水，因而混凝土中水泥、粉煤灰等细颗粒胶凝材料不断溶析到水中，混凝土的流动性和工作性能不断降低、劣化，甚至导致混凝土失去流动性导致混凝土灌注中断。尤其是首盘混凝土接触水的时间更长、面积更大，首盘混凝土性能、质量降低更快、更大，如加上孔底清碴不彻底，还则会造成混凝土与基底接触面有松散层等缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在水下混凝土灌注时能实现保证混凝土工作性能的管柱围堰水下混凝土灌注系统。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种管柱围堰水下混凝土灌注系统，包括：
固定设置的第一平台，其上设有活动连接的拔球料斗，所述拔球料斗可沿竖直方向靠近和远离所述第一平台，所述拔球料斗底部连接有导管；
固定设置的第二平台，其上设有储料斗，所述储料斗位于所述拔球料斗的一侧并位于所述拔球料斗的上方；以及
固定设置的滑槽，其一端位于所述储料斗的底部，另一端位于所述拔球料斗的顶部。
在上述技术方案的基础上，所述第一平台上还设有提升架，所述提升架与所述拔球料斗相连，所述提升架用于驱动所述拔球料斗沿竖直方向靠近和远离所述灌注平台。
在上述技术方案的基础上，所述提升架上还设有铰链，所述提升架通过铰链与所述拔球料斗相连。
与此同时，本发明还提供一种在水下混凝土灌注时能实现保证混凝土工作性能的管柱围堰水下混凝土灌注施工方法。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种利用上述管柱围堰水下混凝土灌注系统的施工方法，该方法包括以下步骤：
根据管柱围堰的平面面积以及导管的底口到管柱围堰底部的距离确定所需要的水泥浆的总量，使水泥浆注入管柱围堰底部后淹没导管的底口；
在导管的顶端安装隔水栓和拔球盖板，向储料斗输送水泥浆，并通过储料斗底部阀门和滑槽向拔球料斗输送水泥浆，直至储料斗和拔球料斗内存储达到所需要的水泥浆的总量；
提出拔球盖板，使拔球料斗和储料斗内的所有水泥浆通过导管连续注入到管柱围堰底部；
确定导管内的水泥浆无渗漏后，重新在在导管的顶端安装隔水栓和拔球盖板，并根据管柱围堰的平面面积以及导管的底口到管柱围堰底部的距离确定所需要的混凝土的总量，使混凝土连续注入管柱围堰底部后淹没导管的底口；
向储料斗输送混凝土，并通过储料斗底部阀门和滑槽向拔球料斗输送混凝土，直至储料斗和拔球料斗内存储达到所需要的混凝土的总量；
提出拔球盖板，使拔球料斗和储料斗内的所有混凝土通过导管注入到管柱围堰底部；以及
确定导管内的混凝土无渗漏后，进行后续的混凝土灌注直至结束。
在上述技术方案的基础上，所述水泥浆注入管柱围堰底部后淹没导管的底口达到0.5～1米。
在上述技术方案的基础上，判断导管内水泥浆的液面上方是否存在水层，若存在，则水层以下和水泥浆的液面以上的高度范围所对应的导管区域存在泄漏；若不存在水层，则根据水泥浆和清水的比重，计算导管内水泥浆的液面高度，然后与实际测量的水泥浆的液面高度做差比较，给定一预设范围，若高差超出预设范围则存在泄漏，若高差在预设范围内，则导管内的水泥浆无渗漏。
在上述技术方案的基础上，所述混凝土注入管柱围堰底部后淹没导管的底口达到1米。
在上述技术方案的基础上，判断导管内混凝土的液面上方是否存在水层，若存在，则水层以下和混凝土的液面以上的高度范围所对应的导管区域存在泄漏；若不存在水层，则根据混凝土和清水的比重，计算导管内混凝土的液面高度，然后与实际测量的混凝土的液面高度做差比较，给定一预设范围，若高差超出预设范围则存在泄漏，若高差在预设范围内，则导管内的混凝土无渗漏。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的管柱围堰水下混凝土灌注施工方法，通过预先注入到管柱围堰底部的水泥浆隔离与保护，能够将混凝土与清水隔离开，避免了混凝土在流动、扩展过程中受到阻挡和扰动时水的浸入或掺入，因而混凝土流动与扩展过程中能保持原有的流动性和扩展度，保证混凝土工作性能。
附图说明
图1为本发明中管柱围堰水下混凝土灌注系统的结构示意图。
图中：1-第一平台，11-拔球料斗，12-导管，13-提升架，2-第二平台，21-储料斗，3-滑槽，4-管柱围堰。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明提供一种管柱围堰水下混凝土灌注系统，其包括第一平台1、第二平台2和滑槽3。
其中，第一平台1固定设置在管柱围堰4的顶端，第一平台1上设有活动连接的拔球料斗11，拔球料斗11可沿竖直方向靠近和远离第一平台1，在拔球料斗11底部连接有用于灌注的导管12。
本发明中的第一平台1上还设有提升架13，提升架13与拔球料斗11相连，提升架13用于驱动拔球料斗11沿竖直方向靠近和远离灌注平台1。具体的，提升架13上设有铰链，提升架13通过铰链与拔球料斗11相连。
固定设置的第二平台2通常位于第一平台1下方，第二平台2上设有储料斗21，储料斗21位于拔球料斗11的一侧并位于拔球料斗11的上方。
固定设置的滑槽3，其一端位于储料斗21的底部，另一端位于拔球料斗11的顶部。由于储料斗21位于拔球料斗11的上方，储料斗21中储存的混凝土将会通过滑槽3流入到拔球料斗11内。
本发明还提供一种利用上述管柱围堰水下混凝土灌注系统的施工方法，该方法包括以下步骤：
S1.根据管柱围堰4的平面面积以及导管12的底口到管柱围堰4底部的距离确定所需要的水泥浆的总量，使水泥浆注入管柱围堰4底部后淹没导管12的底口；
为了保证拔球后一次能将导管12底口埋住并有一定的安全高度，水泥浆注入管柱围堰4底部后淹没导管12的底口达到0.5～1米，也就是说安全高度为0.5～1米。
S2.在导管12的顶端安装隔水栓和拔球盖板，向储料斗21输送水泥浆，并通过储料斗21底部阀门和滑槽3向拔球料斗11输送水泥浆，直至储料斗21和拔球料斗11内存储达到所需要的水泥浆的总量；
拌制水泥浆所用材料都是混凝土所用原材料，不需要额外增加材料准备的难度，拌制、输送混凝土的机械可以用来拌制、输送水泥浆。施工方便、简单，操作过程安全可靠，简单适用，可操作性强。
S3.提出拔球盖板，使拔球料斗11和储料斗21内的所有水泥浆通过导管12连续注入到管柱围堰4底部；
水泥浆通过导管12灌注到管柱围堰4底部，由于水泥浆比重比水大，水泥浆沉于管柱围堰4底部，导管12内和管柱围堰4底部均是水泥浆，较好解决了拔球时及后续灌注的混凝土表面与水接触的可能性，提高了混凝土拔球的成功率，同时也解决了首灌拔球混凝土质量变差造成管柱围堰4底部一定高度内混凝土存在质量降低的问题。当水下灌注环境复杂，阻碍物较多时，混凝土流动和扩展过程中不断受到阻挡而造成翻动，由于水泥浆的存在和隔离，混凝土不与水接触，性能能保持不变，有利于灌注的连续性和保证质量。
S4.确定导管12内的水泥浆无渗漏后，重新在在导管12的顶端安装隔水栓和拔球盖板，并根据管柱围堰4的平面面积以及导管12的底口到管柱围堰4底部的距离确定所需要的混凝土的总量，使混凝土连续注入管柱围堰4底部后淹没导管12的底口；
这里混凝土注入管柱围堰4底部后淹没导管12的底口达到1米。
确定导管12内的水泥浆无渗漏的方法为：判断导管12内水泥浆的液面上方是否存在水层，若存在则水层以下和水泥浆的液面以上的高度范围所对应的导管12区域存在泄漏。若不存在水层，则根据水泥浆和清水的比重，计算导管12内水泥浆的液面高度，然后与实际测量的水泥浆的液面高度做差比较，给定一预设范围(因为水泥浆比重存在一定波动)，若高差超出预设范围则存在泄漏，若高差在预设范围内，则导管12内的水泥浆无渗漏。
S5.向储料斗21输送混凝土，并通过储料斗21底部阀门和滑槽3向拔球料斗11输送混凝土，直至储料斗21和拔球料斗11内存储达到所需要的混凝土的总量；
S6.提出拔球盖板，使拔球料斗11和储料斗21内的所有混凝土通过导管12注入到管柱围堰4底部；
由于前面的步骤中通过预先注入到管柱围堰4底部的水泥浆隔离与保护，能够将混凝土与清水隔离开，避免了混凝土在流动、扩展过程中受到阻挡和扰动时水的浸入或掺入，因而混凝土流动与扩展过程中能保持原有的流动性和扩展度，保证混凝土工作性能。
S7.确定导管12内的混凝土无渗漏后，进行后续的混凝土灌注直至结束。
确定导管12内的混凝土无渗漏的方法为：判断导管12内混凝土的液面上方是否存在水层，若存在则水层以下和混凝土的液面以上的高度范围所对应的导管12区域存在泄漏。若不存在水层，则根据混凝土和清水的比重，计算导管12内混凝土的液面高度，然后与实际测量的混凝土的液面高度做差比较，给定一预设范围(因为混凝土比重存在一定波动)，若高差超出预设范围则存在泄漏，若高差在预设范围内，则导管12内的混凝土无渗漏。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种管柱围堰水下混凝土灌注系统，其特征在于，包括：
固定设置的第一平台(1)，其上设有活动连接的拔球料斗(11)，所述拔球料斗(11)可沿竖直方向靠近和远离所述第一平台(1)，所述拔球料斗(11)底部连接有导管(12)；
固定设置的第二平台(2)，其上设有储料斗(21)，所述储料斗(21)位于所述拔球料斗(11)的一侧并位于所述拔球料斗(11)的上方；以及
固定设置的滑槽(3)，其一端位于所述储料斗(21)的底部，另一端位于所述拔球料斗(11)的顶部。
2.如权利要求1所述的管柱围堰水下混凝土灌注系统，其特征在于：所述第一平台(1)上还设有提升架(13)，所述提升架(13)与所述拔球料斗(11)相连，所述提升架(13)用于驱动所述拔球料斗(11)沿竖直方向靠近和远离所述灌注平台(1)。
3.如权利要求2所述的管柱围堰水下混凝土灌注系统，其特征在于：所述提升架(13)上还设有铰链，所述提升架(13)通过铰链与所述拔球料斗(11)相连。
4.一种利用权利要求1所述的管柱围堰水下混凝土灌注系统的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
根据管柱围堰(4)的平面面积以及导管(12)的底口到管柱围堰(4)底部的距离确定所需要的水泥浆的总量，使水泥浆注入管柱围堰(4)底部后淹没导管(12)的底口；
在导管(12)的顶端安装隔水栓和拔球盖板，向储料斗(21)输送水泥浆，并通过储料斗(21)底部阀门和滑槽(3)向拔球料斗(11)输送水泥浆，直至储料斗(21)和拔球料斗(11)内存储达到所需要的水泥浆的总量；
提出拔球盖板，使拔球料斗(11)和储料斗(21)内的所有水泥浆通过导管(12)连续注入到管柱围堰(4)底部；
确定导管(12)内的水泥浆无渗漏后，重新在在导管(12)的顶端安装隔水栓和拔球盖板，并根据管柱围堰(4)的平面面积以及导管(12)的底口到管柱围堰(4)底部的距离确定所需要的混凝土的总量，使混凝土连续注入管柱围堰(4)底部后淹没导管(12)的底口；
向储料斗(21)输送混凝土，并通过储料斗(21)底部阀门和滑槽(3)向拔球料斗(11)输送混凝土，直至储料斗(21)和拔球料斗(11)内存储达到所需要的混凝土的总量；
提出拔球盖板，使拔球料斗(11)和储料斗(21)内的所有混凝土通过导管(12)注入到管柱围堰(4)底部；以及
确定导管(12)内的混凝土无渗漏后，进行后续的混凝土灌注直至结束。
5.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于：所述水泥浆注入管柱围堰(4)底部后淹没导管(12)的底口达到0.5～1米。
6.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于：判断导管(12)内水泥浆的液面上方是否存在水层，若存在，则水层以下和水泥浆的液面以上的高度范围所对应的导管(12)区域存在泄漏；若不存在水层，则根据水泥浆和清水的比重，计算导管(12)内水泥浆的液面高度，然后与实际测量的水泥浆的液面高度做差比较，给定一预设范围，若高差超出预设范围则存在泄漏，若高差在预设范围内，则导管(12)内的水泥浆无渗漏。
7.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于：所述混凝土注入管柱围堰(4)底部后淹没导管(12)的底口达到1米。
8.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于：判断导管(12)内混凝土的液面上方是否存在水层，若存在，则水层以下和混凝土的液面以上的高度范围所对应的导管(12)区域存在泄漏；若不存在水层，则根据混凝土和清水的比重，计算导管(12)内混凝土的液面高度，然后与实际测量的混凝土的液面高度做差比较，给定一预设范围，若高差超出预设范围则存在泄漏，若高差在预设范围内，则导管(12)内的混凝土无渗漏。
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