CN114046049A - 一种大体积混凝土浇筑系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种大体积混凝土浇筑系统及方法，通过设置于布筋区内的不同高度上的无线料位传感器感应混凝土的料位。当无线料位传感器感应到浇筑液面到达无线料位传感器对应高度后，停止浇筑，并拆除一节可拆卸管节。拆除可拆卸管节时，末节可拆卸管节通过与钢索连接的夹持装置悬挂。可拆卸管节拆除完成后，钢索上提，带动末节可拆卸管节上升至上部可拆卸管节处。然后将两节可拆卸管节连接，继续浇筑。浇筑组合管分布在布筋区的各个区域，可根据所在区域的无线料位传感器独立完成上述浇筑过程。当布筋区表面处的无线料位传感器检测到混凝土时，浇筑组合管提升至布筋区外，浇筑完成。

Description

一种大体积混凝土浇筑系统及方法
技术领域
本发明涉及混凝土结构施工技术领域，特别涉及一种大体积混凝土浇筑系统及方法。
背景技术
混凝土浇筑施工工艺会对混凝土结构质量造成十分重要的影响。目前，混凝土(特别是大体积混凝土)通常是由输送设备在距离钢筋骨架上方约半米位置处流出管道进行浇筑的。
工程实践表明，该浇筑工艺存在以下两方面问题：
(1)混凝土在离开管道出口之后、进入结构层前，处于自由落体的加速状态；混凝土以较高的速度接触钢筋骨架，较大的骨料颗粒极易受到钢筋网格的筛分和阻挡，导致混凝土的匀质性受到破坏，产生离析等现象，混凝土的宏观材料性质也随之改变；
(2)浇筑过程中溅射的混凝土石子容易对施工人员造成一定的安全隐患，污染施工环境。
因此，亟需开发一种大体积混凝土匀质性浇筑技术以解决上述行业共性难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大体积混凝土浇筑系统及方法，有效解决了混凝土在进入结构层前因钢筋骨架阻挡产生离析，导致混凝土材性发生改变等问题，保障结构中混凝土拌合物的匀质性；同时解决浇筑压力作用溅射石子导致的安全隐患问题。
本发明的一种大体积混凝土浇筑方法的技术方案如下：
一种大体积混凝土浇筑方法，包括如下步骤：
步骤S1，在待浇筑大体积混凝的布筋区上表面划分多个正方形浇筑辐射区，每个正方形浇筑辐射区上设置浇筑口；
步骤S2，在各个正方形浇筑辐射区范围内布设传感器布设层，以正方形浇筑辐射区为传感器布设层的首层，并在首层传感器布设层的投影方向上向下间隔设置若干传感器布设层；
步骤S3，在各个传感器布设层上设置若干同心的正方形圈；
步骤S4，在各个正方形圈上分别间隔设置若干无线料位传感器；所述无线料位传感器包括温度传感器、以及压力传感器；
步骤S5，将各个浇筑组合管插入对应的浇筑口，浇筑组合管的管口伸至布筋区底部；
步骤S6，各个浇筑组合管分别开始注浆，对大体积混凝土进行浇筑；
步骤S7，当一个传感器布设层上满足各个正方形圈中至少有一个无线料位传感器的压力读数大于0，且满足该传感器布设层中至少有一对在一个正方形圈中相邻的无线料位传感器的温度读数之差大于所述相邻的无线料位传感器之间距离的两倍时，表明混凝土浇筑至该传感器布设层对应高度，其中，无线料位传感器的压力读数的单位为Pa，无线料位传感器的温度读数的单位为℃；关闭该传感器布设层对应的浇筑组合管，并提升浇筑组合管，浇筑组合管提升到位后继续浇筑；
步骤S8，当各个首层传感器布设层的所有无线料位传感器的压力传感器读数大于0时，混凝土浇筑完成。
与现有技术相比，本发明的一种大体积混凝土浇筑方法的技术效果在于：
(1)采用独特的浇筑口布设工艺，分仓分量浇筑混凝土，在充分保障大体量混凝土的浇筑匀质性目标的同时，大幅缩短混凝土浇筑施工工期，具有重要的现实意义。
(2)有效解决混凝土在进入布筋区前因钢筋骨架阻挡产生离析，导致混凝土材性发生改变等问题，确保结构中混凝土拌合物的匀质性；同时解决浇筑压力作用溅射石子导致的安全隐患问题，具有广阔的市场前景。
(3)在距离浇筑口一定距离范围的钢筋骨架的竖直方向上等间距布设若干无线料位传感器，当浇筑液面到达无线料位传感器处，无线料位传感器发出信号，实现浇筑液面的信息化监测；采用以无线料位传感器及其配套专用布设方法为核心的混凝土浇筑液面高程实时监测系统，实时信息化智能监测并反馈混凝土浇筑面高程信息，为混凝土浇筑导管提升提供有力技术支持。
进一步的，所述的大体积混凝土浇筑方法，步骤S2中，各个传感器布设层以浇筑口的中心所在垂线为中心线，所述中心线穿过各个传感器布设层的中心；首层以外的传感器布设层的高度由中心向四周逐步降低。进行浇筑时，混凝土通过浇筑组合管进入布筋区后，会以浇筑组合管下方的点为中心，向四周扩散，并在扩散过程中呈现中心高、四周低的特点。将传感器布设层设置为中心高四周低的形状后，传感器布设层上的无线料位传感器可以与浇筑过程中的混凝土表面相贴合，更好的反映混凝土浇筑的情况。
进一步的，所述的大体积混凝土浇筑方法，为了更好的反映混凝土浇筑的情况，步骤S3中，一个正方形浇筑辐射区范围内的各个传感器布设层上，正方形圈在垂直方向上相互对应设置。
进一步的，所述的大体积混凝土浇筑方法，为了便于建筑，步骤S5中，浇筑组合管的管口与布筋区底部的距离为0.5m-1m。
本发明还提供一种大体积混凝土浇筑系统，技术方案如下：
本发明的一种大体积混凝土浇筑系统，包括浇筑管段自动化提升装置、若干浇筑组合管、以及若干无线料位传感器；所述浇筑组合管包括若干依次连接的可拆卸管节、浇筑软管、管节固定端；所述浇筑软管与末节可拆卸管节连接；所述管节固定端一端与浇筑管段自动化提升装置连接，另一端与首节可拆卸管节连接；末节可拆卸管节上设置夹持装置；所述夹持装置通过钢索与浇筑管段自动化提升装置连接；所述无线料位传感器设置于布筋区内的不同高度上；各个浇筑软管穿过布筋区上设置的对应的浇筑口，伸至布筋区内部。
本发明的一种大体积混凝土浇筑系统，通过设置于布筋区内的不同高度上的无线料位传感器感应混凝土的料位。当无线料位传感器感应到浇筑液面到达无线料位传感器对应高度后，停止浇筑，并拆除一节可拆卸管节。拆除可拆卸管节时，末节可拆卸管节通过与钢索连接的夹持装置悬挂。可拆卸管节拆除完成后，钢索上提，带动末节可拆卸管节上升至上部可拆卸管节处。然后将两节可拆卸管节连接，继续浇筑。浇筑组合管分布在布筋区的各个区域，可根据所在区域的无线料位传感器独立完成上述浇筑过程。当布筋区表面处的无线料位传感器检测到混凝土时，浇筑组合管提升至布筋区外，浇筑完成。
本发明的一种大体积混凝土浇筑系统，混凝土浇筑过程中，浇筑组合管随混凝土液面升高不断拆卸变短，浇筑组合管的出料口始终靠近混凝土液面设置。因此，混凝土在进入布筋区时的速度较慢，不会与布筋区中的钢筋骨架发生剧烈的碰撞，从而避免了“混凝土在进入布筋区时因钢筋骨架阻挡而产生离析现象，导致混凝土材性发生改变”的问题发生，确保了结构中混凝土拌合物的匀质性，同时，也避免了浇筑过程中因高度差较大而产生的混凝土溅射的现象，保证了浇筑过程中的施工安全，具有广阔的市场前景。
另外，本发明的一种大体积混凝土浇筑系统，采用独特的浇筑口布设工艺，分仓分量浇筑混凝土，在充分保障大体量混凝土的浇筑匀质性目标的同时，大幅缩短混凝土浇筑施工工期。
进一步的，所述的大体积混凝土浇筑系统，还包括无线信号接收器、以及浇筑管段自动化控制器；所述无线料位传感器与无线信号接收器信号连接；所述浇筑管段自动化提升装置、以及无线信号接收器分别与所述浇筑管段自动化控制器信号连接。采用无线信号接收器实时接收无线料位传感器传来的信号并发送至浇筑管段自动化控制器。浇筑管段自动化控制器根据无线料位传感器的情况向浇筑管段自动化提升装置发出指令，对浇筑组合管进行提升。采用以浇筑管段自动化控制器及浇筑管段自动化提升装置为核心的大体积混凝土浇筑系统，能有效实现混凝土浇筑的自动化、信息化智能提升，防止堵管，满足浇筑需求。
进一步的，所述的大体积混凝土浇筑系统，所述无线料位传感器包括压力传感器、以及温度传感器或湿度传感器中的一种。当压力传感器的读数发生明显变化时，可以判断混凝土浇筑至该无线料位传感器对应高度。温度传感器或湿度传感器作为辅助，当相邻的温度传感器或湿度传感器的读数明显不同时可以判断混凝土浇筑至该无线料位传感器对应高度。已温度传感器为例，相邻的温度传感器的读数之差大于所述两者之间距离的两倍时，表明混凝土浇筑至该传感器布设层对应高度。
进一步的，所述的大体积混凝土浇筑系统，为便于计算浇筑组合管的提升高度，所述可拆卸管节的长度与相邻的无线料位传感器之间的距离相同。
进一步的，所述的大体积混凝土浇筑系统，具体的，所述浇筑软管为橡胶材料；相邻的可拆卸管节之间通过卡扣连接；末节可拆卸管节与浇筑软管之间通过法兰连接。
附图说明
图1是本发明的一种大体积混凝土浇筑系统的示意图；
图2是本发明的一种大体积混凝土浇筑系统的俯视图；
图3是本发明的一种大体积混凝土浇筑系统的施工示意图；
图4是本发明的一种大体积混凝土浇筑方法中正方形浇筑辐射区的俯视图；
图5是本发明的一种大体积混凝土浇筑方法中正方形浇筑辐射区的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1：
参考图1至图5，本实施例提供一种大体积混凝土浇筑方法，包括如下步骤：
步骤S1，具体参考图1、图2，在待浇筑大体积混凝的布筋区5上表面划分多个正方形浇筑辐射区a，每个正方形浇筑辐射区a上设置浇筑口b；
步骤S2，具体参考图5，在各个正方形浇筑辐射区a范围内布设传感器布设层c，以正方形浇筑辐射区a为传感器布设层c的首层，并在首层传感器布设层c的投影方向上向下间隔设置若干传感器布设层c；
步骤S3，具体参考图4，在各个传感器布设层c上设置若干同心的正方形圈d；
步骤S4，具体参考图1、图4、图5，在各个正方形圈d上分别间隔设置若干无线料位传感器1；所述无线料位传感器1包括温度传感器、以及压力传感器；
步骤S5，具体参考图1，将各个浇筑组合管2插入对应的浇筑口b，浇筑组合管2的管口伸至布筋区5底部；
步骤S6，具体参考图1，各个浇筑组合管2分别开始注浆，对大体积混凝土进行浇筑；
步骤S7，当一个传感器布设层c上满足各个正方形圈d中至少有一个无线料位传感器e的压力读数大于0，且满足该传感器布设层c中至少有一对在一个正方形圈d中相邻的无线料位传感器e的温度读数之差大于所述相邻的无线料位传感器e之间距离的两倍时，表明混凝土浇筑至该传感器布设层c对应高度，其中，无线料位传感器e的压力读数的单位为Pa，无线料位传感器e的温度读数的单位为℃；关闭该传感器布设层c对应的浇筑组合管2，并提升浇筑组合管2，浇筑组合管f提升到位后继续浇筑；
步骤S8，当各个首层传感器布设层c的所有无线料位传感器e的压力传感器读数大于0时，混凝土浇筑完成。
与现有技术相比，本实施例的一种大体积混凝土浇筑方法的技术效果在于：
(1)采用独特的浇筑口布设工艺，分仓分量浇筑混凝土，在充分保障大体量混凝土的浇筑匀质性目标的同时，大幅缩短混凝土浇筑施工工期，具有重要的现实意义。
(2)有效解决混凝土在进入布筋区5前因钢筋骨架阻挡产生离析，导致混凝土材性发生改变等问题，确保结构中混凝土拌合物的匀质性；同时解决浇筑压力作用溅射石子导致的安全隐患问题，具有广阔的市场前景。
(3)在距离浇筑口b一定距离范围的钢筋骨架的竖直方向上等间距布设若干无线料位传感器1，当浇筑液面到达无线料位传感器1处，无线料位传感器1发出信号，实现浇筑液面的信息化监测；采用以无线料位传感器1及其配套专用布设方法为核心的混凝土浇筑液面高程实时监测系统，实时信息化智能监测并反馈混凝土浇筑面高程信息，为混凝土浇筑导管提升提供有力技术支持。
作为较佳的实施方式，参考图5，所述的大体积混凝土浇筑方法，步骤S2中，各个传感器布设层c以浇筑口b的中心所在垂线为中心线e，所述中心线e穿过各个传感器布设层c的中心；首层以外的传感器布设层c的高度由中心向四周逐步降低。进行浇筑时，混凝土通过浇筑组合管f进入布筋区5后，会以浇筑组合管f下方的点为中心，向四周扩散，并在扩散过程中呈现中心高、四周低的特点。将传感器布设层c设置为中心高四周低的形状后，传感器布设层c上的无线料位传感器1可以与浇筑过程中的混凝土表面相贴合，更好的反映混凝土浇筑的情况。
作为较佳的实施方式，参考图5，所述的大体积混凝土浇筑方法，为了更好的反映混凝土浇筑的情况，步骤S3中，一个正方形浇筑辐射区a范围内的各个传感器布设层c上，正方形圈d在垂直方向上相互对应设置。
作为较佳的实施方式，参考图1，所述的大体积混凝土浇筑方法，为了便于建筑，步骤S5中，浇筑组合管2的管口与布筋区5底部的距离为0.5m-1m。
实施例2：
本实施例提供一种大体积混凝土浇筑系统，技术方案如下：
参考图1，一种大体积混凝土浇筑系统，包括浇筑管段自动化提升装置3、若干浇筑组合管2、以及若干无线料位传感器1；所述浇筑组合管2包括若干依次连接的可拆卸管节21、浇筑软管22、管节固定端23；所述浇筑软管22与末节可拆卸管节21连接；所述管节固定端23一端与浇筑管段自动化提升装置3连接，另一端与首节可拆卸管节21连接；末节可拆卸管节21上设置夹持装置4；所述夹持装置4通过钢索8与浇筑管段自动化提升装置3连接；所述无线料位传感器1设置于布筋区5内的不同高度上；各个浇筑软管22穿过布筋区5上设置的对应的浇筑口b，伸至布筋区5内部。
本实施例的一种大体积混凝土浇筑系统，通过设置于布筋区5内的不同高度上的无线料位传感器1感应混凝土的料位。参考图3，当无线料位传感器1感应到浇筑液面到达无线料位传感器1对应高度后，停止浇筑，并拆除一节可拆卸管节21。拆除可拆卸管节21时，末节可拆卸管节21通过与钢索8连接的夹持装置4悬挂。可拆卸管节21拆除完成后，钢索8上提，带动末节可拆卸管节21上升至上部可拆卸管节21处。然后将两节可拆卸管节21连接，继续浇筑。浇筑组合管2分布在布筋区5的各个区域，可根据所在区域的无线料位传感器1独立完成上述浇筑过程。当布筋区5表面处的无线料位传感器1检测到混凝土时，浇筑组合管2提升至布筋区5外，浇筑完成。
本实施例的一种大体积混凝土浇筑系统，混凝土浇筑过程中，浇筑组合管2随混凝土液面升高不断拆卸变短，浇筑组合管2的出料口始终靠近混凝土液面设置。因此，混凝土在进入布筋区5时的速度较慢，不会与布筋区5中的钢筋骨架发生剧烈的碰撞，从而避免了“混凝土在进入布筋区5时因钢筋骨架阻挡而产生离析现象，导致混凝土材性发生改变”的问题发生，确保了结构中混凝土拌合物的匀质性，同时，也避免了浇筑过程中因高度差较大而产生的混凝土溅射的现象，保证了浇筑过程中的施工安全，具有广阔的市场前景。
另外，本实施例的一种大体积混凝土浇筑系统，采用独特的浇筑口布设工艺，分仓分量浇筑混凝土，在充分保障大体量混凝土的浇筑匀质性目标的同时，大幅缩短混凝土浇筑施工工期。
作为较佳的实施方式，参考图1，所述的大体积混凝土浇筑系统，还包括无线信号接收器6、以及浇筑管段自动化控制器7；所述无线料位传感器1与无线信号接收器6信号连接；所述浇筑管段自动化提升装置3、以及无线信号接收器6分别与所述浇筑管段自动化控制器7信号连接。采用无线信号接收器6实时接收无线料位传感器1传来的信号并发送至浇筑管段自动化控制器7。浇筑管段自动化控制器7根据无线料位传感器1的情况向浇筑管段自动化提升装置3发出指令，对浇筑组合管2进行提升。采用以浇筑管段自动化控制器7及浇筑管段自动化提升装置3为核心的大体积混凝土浇筑系统，能有效实现混凝土浇筑的自动化、信息化智能提升，防止堵管，满足浇筑需求。
作为较佳的实施方式，所述的大体积混凝土浇筑系统，所述无线料位传感器1包括压力传感器、以及温度传感器或湿度传感器中的一种。当压力传感器的读数发生明显变化时，可以判断混凝土浇筑至该无线料位传感器1对应高度。温度传感器或湿度传感器作为辅助，当相邻的温度传感器或湿度传感器的读数明显不同时可以判断混凝土浇筑至该无线料位传感器1对应高度。已温度传感器为例，相邻的温度传感器的读数之差大于所述两者之间距离的两倍时，表明混凝土浇筑至该传感器布设层c对应高度。
作为较佳的实施方式，所述的大体积混凝土浇筑系统，为便于计算浇筑组合管2的提升高度，所述可拆卸管节21的长度与相邻的无线料位传感器1之间的距离相同。
作为较佳的实施方式，所述的大体积混凝土浇筑系统，具体的，所述浇筑软管22为橡胶材料；相邻的可拆卸管节21之间通过卡扣连接；末节可拆卸管节21与浇筑软管22之间通过法兰连接。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种大体积混凝土浇筑方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，在待浇筑大体积混凝的布筋区(5)上表面划分多个正方形浇筑辐射区(a)，每个正方形浇筑辐射区(a)上设置浇筑口(b)；
步骤S2，在各个正方形浇筑辐射区(a)范围内布设传感器布设层(c)，以正方形浇筑辐射区(a)为传感器布设层(c)的首层，并在首层传感器布设层(c)的投影方向上向下间隔设置若干传感器布设层(c)；
步骤S3，在各个传感器布设层(c)上设置若干同心的正方形圈(d)；
步骤S4，在各个正方形圈(d)上分别间隔设置若干无线料位传感器(1)；所述无线料位传感器(1)包括温度传感器、以及压力传感器；
步骤S5，将各个浇筑组合管(2)插入对应的浇筑口(b)，浇筑组合管(2)的管口伸至布筋区(5)底部；
步骤S6，各个浇筑组合管(2)分别开始注浆，对大体积混凝土进行浇筑；
步骤S7，当一个传感器布设层(c)上满足各个正方形圈(d)中至少有一个无线料位传感器(e)的压力读数大于0，且满足该传感器布设层(c)中至少有一对在一个正方形圈(d)中相邻的无线料位传感器(e)的温度读数之差大于所述相邻的无线料位传感器(e)之间距离的两倍时，表明混凝土浇筑至该传感器布设层(c)对应高度，其中，无线料位传感器(e)的压力读数的单位为Pa，无线料位传感器(e)的温度读数的单位为℃；关闭该传感器布设层(c)对应的浇筑组合管(2)，并提升浇筑组合管(2)，浇筑组合管(f)提升到位后继续浇筑；
步骤S8，当各个首层传感器布设层(c)的所有无线料位传感器(e)的压力传感器读数大于0时，混凝土浇筑完成。
2.根据权利要求1所述的大体积混凝土浇筑方法，其特征在于，步骤S2中，各个传感器布设层(c)以浇筑口(b)的中心所在垂线为中心线(e)，所述中心线(e)穿过各个传感器布设层(c)的中心；首层以外的传感器布设层(c)的高度由中心向四周逐步降低。
3.根据权利要求1所述的大体积混凝土浇筑方法，其特征在于，步骤S3中，一个正方形浇筑辐射区(a)范围内的各个传感器布设层(c)上，正方形圈(d)在垂直方向上相互对应设置。
4.根据权利要求1所述的大体积混凝土浇筑方法，其特征在于，步骤S5中，浇筑组合管(2)的管口与布筋区(5)底部的距离为0.5m-1m。
5.一种大体积混凝土浇筑系统，其特征在于，包括浇筑管段自动化提升装置(3)、若干浇筑组合管(2)、以及若干无线料位传感器(1)；
所述浇筑组合管(2)包括若干依次连接的可拆卸管节(21)、浇筑软管(22)、管节固定端(23)；所述浇筑软管(22)与末节可拆卸管节(21)连接；所述管节固定端(23)一端与浇筑管段自动化提升装置(3)连接，另一端与首节可拆卸管节(21)连接；末节可拆卸管节(21)上设置夹持装置(4)；
所述夹持装置(4)通过钢索(8)与浇筑管段自动化提升装置(3)连接；
所述无线料位传感器(1)设置于布筋区(5)内的不同高度上；
各个浇筑软管(22)穿过布筋区(5)上设置的对应的浇筑口(b)，伸至布筋区(5)内部。
6.根据权利要求5所述的大体积混凝土浇筑系统，其特征在于，还包括无线信号接收器(6)、以及浇筑管段自动化控制器(7)；
所述无线料位传感器(1)与无线信号接收器(6)信号连接；
所述浇筑管段自动化提升装置(3)、以及无线信号接收器(6)分别与所述浇筑管段自动化控制器(7)信号连接。
7.根据权利要求5所述的大体积混凝土浇筑系统，其特征在于，所述无线料位传感器(1)包括压力传感器、以及温度传感器或湿度传感器中的一种。
8.根据权利要求5所述的大体积混凝土浇筑系统，其特征在于，所述可拆卸管节(21)的长度与相邻的无线料位传感器(1)之间的距离相同。
9.根据权利要求5所述的大体积混凝土浇筑系统，其特征在于，所述浇筑软管(22)为橡胶材料；相邻的可拆卸管节(21)之间通过卡扣连接；末节可拆卸管节(21)与浇筑软管(22)之间通过法兰连接。
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