CN108252521B - 真空负压式灌浆方法及系统 - Google Patents

真空负压式灌浆方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种真空负压式灌浆方法,通过真空负压与保压灌浆作用实现灌浆饱满,采用双机联合进行灌浆作业,包括以下步骤:通过第1灌浆机经由管道将灌浆料从套筒进浆口输送到被连接构件连通腔及套筒内部;当灌浆料从套筒的后充填溢流口即将流出来时,通过第2灌浆机在溢流口处抽吸使套筒内部形成真空负压,从而可吸出套筒内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒以及连通腔的空隙区域;以及第1灌浆机从进浆口处继续保压灌浆,从而确保套筒及构件填充部位浆料饱满。

Description

真空负压式灌浆方法及系统
技术领域
本发明涉及一种灌浆方法及系统,尤其适用于采用灌浆方法进行连接的预制装配式建筑、预制混凝土风电塔筒等预制构件的节点连接施工。
背景技术
在装配式建筑结构中,我国预制构件节点大部分采用套筒灌浆连接,灌浆后的套筒承担着构件间传递力的作用,其连接质量直接影响着装配式混凝土结构安全。
但是目前在预制构件节点套筒灌浆连接施工中,业内缺乏能够有效控制灌浆饱满度的专用套筒灌浆设备,现有施工中用的设备都不太理想,工人主要依靠经验操作,存在诸多不足。套筒灌浆的饱满度控制是预制构件钢筋连接技术中的一个难点,由于该过程为隐蔽过程且不易检测,现有施工主要采用溢流孔观察,现有套筒往往由于结构原因,在其溢流连接口至套筒尾部间存在流动死区,易积存气体及浆料泌出水份,由于缺乏有效的办法保证套筒内上述气体及浆料泌出水份彻底排尽,再加上灌浆材料性能、套筒与钢筋安装偏斜等多种其他因素,从而可能会在灌后套筒内出现浆体空腔,并且难以检查,导致套筒灌浆饱满度不易控制,从而导致装配式预制构件之间的连接强度难以保证,可能给预制建筑工程留下质量隐患。
因此,为了解决上述现有技术的诸多不足和缺陷,有必要研究一种真空负压式灌浆方法及系统。
发明内容
考虑到至少一个上述问题而完成了本发明,申请人在大量工程实践中,研究了一种真空负压套筒灌浆技术,其工作原理为:采用双泵(双机)联合进行灌浆作业,其中一台套筒灌浆机通过管道将灌浆料从套筒进浆口输送到被连接构件缝隙间(连通腔)及套筒内部,套筒灌浆泵设定有保压压力值,在输送中根据灌浆压力可自动调节流量,使灌浆压力维持在设定的压力附近,实现连续保压灌浆;当灌浆料从溢流口流出来时,用另外一台灌浆泵在溢流口处抽吸,使套筒内部形成真空负压,从而可吸出套筒内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒以及连通腔的空隙区域,同时第一台灌浆机从进浆口处继续保压灌浆,从而确保套筒及构件填充部位浆料饱满,第二台灌浆机反吸的浆料将被储存于料斗中,通过一定的处理技术进行再利用。所述两台灌浆机可以一体化设计使用一套动力进行驱动,达到同步与轻量化、易于操控、降低施工成本等目的。
根据本发明一方面,提供了一种真空负压式灌浆方法。该真空负压式灌浆方法,其特征在于通过真空负压与保压灌浆作用实现灌浆饱满,采用双机联合进行灌浆作业,包括以下步骤:
通过第1灌浆机经由管道将灌浆料从套筒进浆口输送到被连接构件缝隙间(连通腔)及套筒内部;
当灌浆料从套筒的后充填溢流口即将流出来时,通过第2灌浆机在溢流口处抽吸使套筒内部形成真空负压,从而可吸出套筒内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒以及连通腔的空隙区域;以及
第1灌浆机从进浆口处继续保压灌浆,从而确保套筒及构件填充部位浆料饱满。
根据本发明另一方面,两台灌浆机一体化设计使用一套动力进行驱动。
根据本发明另一方面,第1灌浆机的套筒灌浆泵设定有保压压力值,在输送中根据该压力值自动调节流量,使灌浆压力维持在设定的压力附近,实现连续保压灌浆。
根据本发明另一方面,第2灌浆机反吸的浆料将被储存于料斗中,通过除去多余水份并重新处理至符合灌浆材料要求后进行再利用。
根据本发明另一方面,所述灌浆机采用挤压泵结构或螺杆泵结构;所述套筒设有进浆口和溢流口。
根据本发明另一方面,所述灌浆机带有多根并联分支管道,实现一次多灌或一次多吸。
根据本发明另一方面,进浆口所在套筒堵塞或连通腔堵塞时,使用第2灌浆机连接该套筒的溢流口,直接采用负压反向抽吸套筒内部的灌浆料以快速疏通堵塞。
根据本发明另一方面,所述灌浆机采用挤压泵结构,由一套挤压轮同时挤压两根挤压管形成双联灌浆机,实现第1灌浆机及第2灌浆机的功能。
根据本发明另一方面,提供了一种真空负压式灌浆方法,通过真空负压与保压灌浆作用实现灌浆饱满,采用双机联合进行灌浆作业,包括以下步骤:
通过第1灌浆机经由管道将灌浆料从中空构件进浆口输送到被连接构件连通腔及中空构件内部,该中空构件具有进浆口与排气口;
当灌浆料从中空构件的后充填溢流口即将流出来时,通过第2灌浆机在溢流口处抽吸使中空构件内部形成真空负压,有利于吸出中空构件内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个中空构件以及连通腔的空隙区域;以及
第1灌浆机从进浆口处继续保压灌浆,从而确保中空构件及构件填充部位浆料饱满。
根据本发明另一方面,提供了一种实施上述的方法的真空负压式灌浆系统,其特征在于包括:
第1灌浆机,经由管道依次与套筒进浆口和下述套筒连接,灌浆后的该套筒用于连接两个预制构件;
套筒,其上设置有上述进浆口和溢流口;
第2灌浆机,经由管道与溢流口连接,用于抽吸使套筒内部形成真空负压,从而可吸出套筒内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒以及连通腔的空隙区域;以及
保压灌浆单元,其设置在第1灌浆机上,用于控制第1灌浆机从进浆口处持续保压灌浆,从而确保套筒及构件填充部位浆料饱满。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本技术通过真空负压与保压灌浆技术双重作用,可切实保证套筒灌浆饱满度,从而保证构件连接可靠性,解决了当前的行业难题,技术优势突出。
附图说明
图1是根据本发明一种优选实施例的真空负压式灌浆系统的结构示意图。
图2是图1的部分结构放大示意图。
图3是根据本发明另一种优选实施例的真空负压式灌浆系统的结构示意图。
图4是根据本发明又一种优选实施例的真空负压式灌浆系统的结构示意图。
图5是根据本发明又一种优选实施例的中空腔体结构即隧道二衬拱顶空腔的结构示意图。
图中,1、第1灌浆机 2、管道 3、第一构件 4、连通腔 5、第二构件 6、第2灌浆机 7、第一钢筋 8、套筒 9、灌浆料 10、第二钢筋 11、封边 12、套筒进浆口 13、后充填溢流口14、分配阀 15、双联灌浆机 16、中空构件 17、中空腔体 18、中空构件进浆口 19、排气口
具体实施方式
下面结合附图,通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式,这里的具体实施方式在于详细地说明本发明,而不应理解为对本发明的限制,在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下,可以做出各种变形和修改,这些都应包含在本发明的保护范围之内。
参见图1-4,本发明提供了一种真空负压式灌浆方法。该真空负压式灌浆方法通过真空负压与保压灌浆作用实现灌浆饱满,采用双机联合进行灌浆作业,包括以下步骤:
通过第1灌浆机1经由管道2将灌浆料9从套筒进浆口12输送到被连接第一构件3和第二构件5的缝隙间(即连通腔4)及套筒8内部;
当灌浆料9从套筒8的后充填溢流口13即将流出来时,通过第2灌浆机6在溢流口处抽吸使套筒8内部形成真空负压,从而可吸出套筒8内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒8以及连通腔4的空隙区域;以及
第1灌浆机1从进浆口处继续保压灌浆,从而确保套筒8及第一构件3、第二构件5填充部位浆料饱满。
优选地,本发明的工作原理为:采用双泵(双机)联合进行灌浆作业,其中一台套筒8灌浆机通过管道2将灌浆料9从套筒进浆口12输送到被连接构件即第一构件3、第二构件5缝隙间(连通腔4)及套筒8内部,套筒8灌浆泵设定有保压压力值,在输送中根据灌浆压力可自动调节流量,使灌浆压力维持在设定的压力附近,实现连续保压灌浆;当灌浆料9从溢流口流出来时,用另外一台灌浆泵在溢流口处抽吸,使套筒8内部形成真空负压,从而可吸出套筒8内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒8以及连通腔4的空隙区域,同时第一台灌浆机从进浆口处继续保压灌浆,从而确保套筒8及第一构件3、第二构件5填充部位浆料饱满。如图2所示,第一构件3、第二构件5的连接处设置有第一钢筋7和第二钢筋10。可以理解的是,本方法的本质是:第1灌浆机1向套筒压浆,第2灌浆机2从套筒吸浆,压浆与吸浆口在施工时因时因地而变。
优选地,参见图3,两台灌浆机一体化设计使用一套动力进行驱动。实现了同步与轻量化、易于操控、降低施工成本等目的。
优选地,第1灌浆机1的套筒8灌浆泵设定有保压压力值,在输送中根据该压力值自动调节流量,使灌浆压力维持在设定的压力附近,实现连续保压灌浆。
优选地,第2灌浆机6反吸的浆料将被储存于料斗中,通过除去多余水份并重新处理至符合灌浆材料要求后进行再利用。
优选地,所述灌浆机采用挤压泵结构或螺杆泵结构;所述进浆口位于套筒8下部,溢流口位于套筒8上部。
优选地,参见图4,所述灌浆机带有多根并联分支管道2,实现一次多灌或一次多吸。其中,灌浆机上设置有分配阀14。在实践中,一机多管技术可提高效率,降低灌浆压力,减少中间换管等,具有诸多潜在优势。
优选地,进浆口所在套筒8堵塞或连通腔4堵塞时,使用第2灌浆机6连接该套筒8的溢流口,直接采用负压反向抽吸套筒8内部的灌浆料9以快速疏通堵塞。
优选地,所述灌浆机采用挤压泵结构,由一套挤压轮同时挤压两根挤压管形成双联灌浆机15,实现第1灌浆机及第2灌浆机的功能。
优选地,提供了一种真空负压式灌浆方法,通过真空负压与保压灌浆作用实现灌浆饱满,采用双机联合进行灌浆作业,包括以下步骤:
通过第1灌浆机经由管道将灌浆料从中空构件进浆口输送到被连接构件连通腔及中空构件内部,该中空构件具有进浆口与排气口,用于连接其他构件,或者其自身即为需灌浆的建筑结构体,如隧道二衬拱顶空腔等;
当灌浆料从中空构件的后充填溢流口即将流出来时,通过第2灌浆机在溢流口处抽吸使中空构件内部形成真空负压,有利于吸出中空构件内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个中空构件以及连通腔的空隙区域;以及
第1灌浆机从进浆口处继续保压灌浆,从而确保中空构件及构件填充部位浆料饱满。可以理解的是,该中空构件可以为套筒结构,也可以为广义的套筒结构,即其他具有进浆口及排气口的类似中空腔体结构等等,典型如图5所示的隧道二衬拱顶空腔等。
优选地,如图5所示,中空构件16中设置有中空腔体17,中空腔体17连通有中空构件进浆口18和排气口19。
优选地,提供了一种实施上述的方法的真空负压式灌浆系统,其特征在于包括:
第1灌浆机1,经由管道2依次与套筒进浆口12和下述套筒8连接,灌浆后的该套筒8用于连接两个预制构件即第一构件3、第二构件5;
套筒8,其上设置有上述进浆口和溢流口;可以理解的是,进浆口和溢流口两个外接口根据施工时的作用具体定义为进浆口或溢流口,该溢流口主要是用于灌浆时排气,或起到多个套筒串联连接之用,亦可称为排气口。
第2灌浆机6,经由管道2与溢流口连接,用于抽吸使套筒8内部形成真空负压,从而可吸出套筒8内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒8以及连通腔4的空隙区域;以及
保压灌浆单元,其设置在第1灌浆机1上,用于控制第1灌浆机1从进浆口处持续保压灌浆,从而确保套筒8及第一构件3、第二构件5填充部位浆料饱满。
可以理解的是,灌浆过程中进浆口可能不换接,也可能换接,但是每个筒体都要抽吸一次真空,以确保灌浆饱满度。
优选地,还提供了一种真空负压灌浆技术,通过真空负压与保压灌浆作用实现灌浆饱满,其特征为:采用双机联合进行灌浆作业,其中第1灌浆机1通过管道2将灌浆料9从套筒进浆口12输送到被连接构件即第一构件3、第二构件5缝隙间(连通腔4)及套筒8内部,当灌浆料9从套筒8的后充填溢流口13即将流出来时,用第2灌浆机6通过管道2在该溢流口处抽吸,使套筒8内部形成真空负压,从而可吸出套筒8内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒8以及连通腔4的空隙区域,同时第1灌浆机1从进浆口处继续保压灌浆,从而确保套筒8及第一构件3、第二构件5填充部位浆料饱满。
可以理解的是,所述两台灌浆机可以是一种结构型式,或两种不同结构型式。
优选地,所述进浆口可在灌浆过程中进行动态调整或切换,每个套筒8的后充填溢流口13在灌浆结束时一般都需进行负压吸一次或多次,并且负压吸浆时,第1灌浆机1应处于保压灌浆工况,防止撤除负压后套筒8内液面下降,并且撤除负压后立即封堵溢流口,以确保灌浆饱满。
优选地,套筒8有两个连接口,后充填溢流口13指套筒8灌浆在后面充满溢流的那个接口,它是由套筒8系统安装布置及浆料流动情况决定的。对于立式安装套筒8一般是上位连接口,对于水平安装套筒8一般是远离浆料的灌入连接口。
优选地,所述两台灌浆机可以一体化设计使用一套动力进行驱动,达到同步与轻量化、易于操控、降低施工成本等目的。
优选地,所述第1灌浆机1采用智能灌浆控制系统进行控制,可以根据灌浆压力和灌浆工况自动调整排量,并且在达到设定压力后可以保压灌浆,出现超压时可以立即自动停机,以保证平稳安全灌浆。
优选地,所述第1灌浆机1设定有保压压力值,在输送中根据灌浆压力和灌浆工况可自动调节流量,使灌浆压力维持在设定的压力附近,实现保压灌浆。
优选地,第2灌浆机6反吸的浆料将被储存于料斗中,通过除去多余水份并重新处理至符合灌浆材料要求后技术进行再利用,以提高材料利用率,减少污染和浪费。
优选地,所述灌浆机采用挤压泵结构,所述挤压泵具有缓冲功能的挤压泵结构,以减少灌浆脉动,保证灌浆的连续性。
优选地,所述灌浆机采用螺杆泵结构。
优选地,所述结构采用双联挤压泵,由一套挤压轮同时挤压两根挤压管形成泵送原理。
优选地,所述灌浆机可带有多根并联分支管道2,实现一次多灌(对于第1灌浆机1),或一次多吸(对于第2灌浆机6),所述管道2间可以带有控制阀,控制管路流体的通断或流向。
优选地,所述灌浆方法中,如遇单一套筒8或单路串联套筒8等简单结构的灌浆工况时,可以只使用第2灌浆机6,直接采用负压法灌浆,即:将套筒8或串联系统的入端连接吸浆管,另一出端接反吸泵,直接把浆吸入套筒8达到饱满度要求。
优选地,所述的灌浆方法中,如进浆口所在套筒8堵塞或连通腔4堵塞时,可以使用第2灌浆机6连接该套筒8的溢流口,直接采用负压反向抽吸套筒8内部的灌浆料9,达到快速疏通堵塞的目的。
优选地,所述两台灌浆机可以一体化设计使用一套动力驱动两台泵体,形成双联灌浆机,实现第1灌浆机及第2灌浆机的功能;优选的是,由一套挤压轮同时挤压两根挤压管形成相当于两台灌浆机的泵送原理,解决同步问题,实现设备轻量化、易于操控、降低施工成本等目的。
需要说明的是,对于常规方法,即便反泵,堵塞料因性能已发生变化,此时很难处理,往往只能返工清理重灌。而本发明能够利用第2灌浆机吸出堵塞体,达到彻底清理堵塞的效果,故本技术优势突出。
综上所述,本发明的有益效果在于:
本发明通过真空负压与保压灌浆技术双重作用,可切实保证套筒灌浆饱满度,从而保证构件连接可靠性,解决了当前的行业难题,技术优势突出。
本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是,在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下,可以做出各种变形和修改,这些都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于预制构件的节点连接施工的真空负压式灌浆方法,其特征在于通过真空负压与保压灌浆作用实现灌浆饱满,采用双机联合进行灌浆作业,包括以下步骤:
通过第1灌浆机经由管道将灌浆料从套筒进浆口输送到被连接构件连通腔及套筒内部;
当灌浆料从套筒的后充填溢流口即将流出来时,通过第2灌浆机在所述溢流口处抽吸使套筒内部形成真空负压,从而可吸出套筒内的残余空气或浆体泌出自由水,使浆料充满整个套筒以及所述连通腔的空隙区域;以及
第1灌浆机从套筒进浆口处继续保压灌浆,从而确保套筒及被连接构件填充部位浆料饱满;
其中,所述套筒进浆口和后充填溢流口设置在套筒的侧面,多个所述套筒通过所述连通腔连通。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于两台灌浆机一体化设计使用一套动力进行驱动。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于第1灌浆机的套筒灌浆泵设定有保压压力值,在输送中根据该压力值自动调节流量,使灌浆压力维持在设定的压力附近,实现连续保压灌浆。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于第2灌浆机反吸的浆料将被储存于料斗中,通过除去多余水份并重新处理至符合灌浆材料要求后进行再利用。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于所述灌浆机采用挤压泵结构或螺杆泵结构。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于所述灌浆机带有多根并联分支管道,实现一次多灌或一次多吸。
7.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于进浆口所在套筒堵塞或连通腔堵塞时,使用第2灌浆机连接该套筒的后充填溢流口,直接采用负压反向抽吸套筒内部的灌浆料以快速疏通堵塞。
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于所述灌浆机采用挤压泵结构,由一套挤压轮同时挤压两根挤压管形成双联灌浆机,实现第1灌浆机及第2灌浆机的功能。
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