CN114293545A - 一种一体化桩柱的浇筑方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及地下基础浇筑的领域，尤其是涉及一种一体化桩柱的浇筑方法，包括以下步骤，步骤一：安装护筒；步骤二：在护筒内打孔至指定深度；步骤三：下放钢筋笼；步骤四：放置柱模板，将柱模板放置在护筒上；步骤五：固定住柱模板上端，调整柱模板的位置，使柱模板轴线与护筒轴线重合；步骤六：将柱模板和护筒固定连接；步骤七：放导管，将导管放置在柱模板和护筒内；步骤八：灌注，将混凝土灌注在导管内，通过导管将混凝土输送至护筒和柱模板内，边灌注边往上拔导管。本申请具有可以减轻冷接缝受海水浸泡而对桩柱内钢筋造成的腐蚀，保障建筑物结构稳定性的效果。

Description

一种一体化桩柱的浇筑方法

技术领域

本申请涉及地下基础浇筑的领域，尤其是涉及一种一体化桩柱的浇筑方法。

背景技术

公知的桩柱合一基础结构，包括桩孔下部的混凝土基础桩和与混凝土基础桩上部连接的钢管柱。

目前在建桩柱时，首先浇筑混凝土桩，然后再对浇筑完的桩端面凿毛，下放柱模板，使得柱模板与桩凿毛的端面抵接，再在柱模板内安插导管，通过导管对柱模板内部浇筑混凝土，形成柱。完成桩柱的浇筑工作。但是在浇筑时，桩和柱浇筑时具有一定的时间间隔，在桩成形后再在桩上浇筑的柱，所以浇筑完成的桩和柱之间会产生冷接缝。

当建的建筑在海边时，例如建立在海边的油库，其桩柱之间的冷接缝长期受海水浸泡，将会对桩柱内的钢筋造成腐蚀，从而影响建筑物的结构稳定性。

发明内容

为了减轻冷接缝受海水浸泡而对桩柱内钢筋造成的腐蚀，保障建筑物的结构稳定性，本申请提供一种一体化桩柱的浇筑方法。

本申请提供的一种一体化桩柱的浇筑方法采用如下的技术方案：

一种一体化桩柱的浇筑方法，包括以下步骤，

步骤一：安装护筒；

步骤二：在护筒内打孔至指定深度；

步骤三：下放钢筋笼；

步骤四：放置柱模板，将柱模板放置在护筒上；

步骤五：固定住柱模板上端，调整柱模板的位置，使柱模板轴线与护筒轴线重合；

步骤六：将柱模板和护筒固定连接；

步骤七：放导管，将导管放置在柱模板和护筒内；

步骤八：灌注，将混凝土灌注在导管内，通过导管将混凝土输送至护筒和柱模板内，边灌注边往上拔导管。

通过采用上述技术方案，本申请在安装完护筒后，直接将柱模板安装在护筒上，并对柱模板的位置进行固定调整，保证柱模板的轴线与护筒的轴线重合，然后再通过导管进行灌注，将混凝土灌注在护筒和柱模板内，即可使得成形后的桩和柱一起凝固在一起，由于桩和柱是同时凝固的，所以凝固后的桩和柱之间不会产生冷接缝，当桩柱海水浸泡时，海水不会顺着冷接缝与桩柱内的钢筋接触，可以大大减轻桩柱内钢筋受海水浸泡而造成的腐蚀，保障建筑物的结构稳定性。

可选的，所述步骤四放置柱模板前，先将下卡盘安装在护筒上端，将上卡盘安装在柱模板一端；放置柱模板时，将柱模板安装下卡盘的一端放置在护筒上。

通过采用上述技术方案，在安装柱模板前将下卡盘安装在护筒上端，使得柱模板不会对下卡盘的安装造成妨碍；在安装柱模板之前先将上卡盘安装在柱模板上，然后再安装柱模板，便于实现上卡盘的安装。

可选的，所述步骤六将柱模板和护筒固定连接时，通过固定件将上卡盘和下卡盘连接；

所述固定件包括整体呈U形的固定器以及螺纹连接在所述固定器一侧壁处的紧固螺栓，所述上卡盘和所述下卡盘位于所述固定器的U形开口内，所述紧固螺栓与所述上卡盘或下卡盘抵接。

通过采用上述技术方案，当需要通过固定件固定住上卡盘和下卡盘时，可以直接将固定器卡在上卡盘和下卡盘上，然后旋拧紧固螺栓在固定器上的位置，直至紧固螺栓抵接在上卡盘上，就可以将上卡盘和下卡盘卡在固定器内，固定住上卡盘和下卡盘在固定器开口中的位置。

可选的，所述步骤五固定柱模板上端位置和调整柱模板位置时通过限位装置固定调整，地面上放置有支撑架，所述限位装置包括固接在支撑架上的四个油缸，四个所述油缸环绕所述柱模板设置，每个所述油缸一端与所述支撑架固定，另一端与所述柱模板抵接。

通过采用上述技术方案，通过四个油缸可以将柱模板夹持住，从而固定住柱模板上端的位置，实现对柱模板的安装定位。

可选的，每个所述油缸朝向柱模板的一端安装有抵接板，所述抵接板整体呈圆弧状，所述抵接板远离所述油缸的一侧与所述柱模板外壁贴合。

通过采用上述技术方案，抵接板可以增加油缸与柱模板的接触面积，使得当相对的两个油缸伸长、收缩移动柱模板的位置时，另外两个油缸轴线与柱模板中心偏移，也能够通过抵接板夹持住柱模板，以固定住柱模板的位置。

可选的，所述支撑架上设置有用于检测所述柱模板位置的检测模块，所述检测模块包括与每个油缸连接的控制器以及与控制器连接用于检测柱模板轴线位置的检测组件，控制器根据检测组件检测的数值确定柱模板的位置，控制各个油缸伸缩动作和控制各个油缸的伸缩量，以调整所述柱模板的轴线与所述护筒的轴线重合。

通过采用上述技术方案，通过检测组件可以检测得出柱模板的位置，控制器将根据检测组件检测的数值，通过和护筒的位置进行对比，即可得到柱模板和护筒之间的相对位置，依据两者的相对位置，控制各个油缸进行伸缩动作，使得柱模板的轴线向护筒轴线所在方向移动，直至柱模板的轴线与护筒的轴线重合，保证浇筑出的护筒轴线和柱模板轴线重合，保证建筑的受力平衡。

可选的，所述检测组件包括安装在每个所述油缸上的直线位移传感器，所述直线位移传感器用于检测所述油缸活塞杆的伸缩量。

通过采用上述技术方案，通过直线位移传感器可以检测油缸活塞杆的伸缩量，从而对油缸活塞杆的伸缩长度进行精准的控制。

可选的，所述检测组件还包括基准站和与基准站通信连接的流动站，所述流动站设置有两个，两个所述流动站安装在支撑架上，所述基准站用于确定所述流动站坐标的基准位置。

通过采用上述技术方案，基准站用于确定流动站的基准坐标，当将流动站安装在支撑架上后，就可以得到支撑架用于安装流动站处的位置坐标值，该坐标值相对于基准站统计。

可选的，所述控制器根据检测组件检测的数值确定柱模板的位置，控制各个油缸伸缩动作和控制各个油缸的伸缩量，以调整所述柱模板的轴线与所述护筒的轴线重合包括：

获取每个直线位移传感器检测的数值，基于每个流动站的坐标，确定柱模板的初始安装坐标；

提取护筒的设定坐标，基于柱模板的初始安装坐标，确定柱模板移动至护筒处时每个油缸的伸缩量，以控制油缸伸缩。

通过采用上述技术方案，通过获取直线位移传感器检测的数值，再加上一直流动站的坐标时，通过在流动站坐标的基础上进行对应的增加或减少油缸的长度和直线位移传感器的数值和柱模板的半径三者的和，就可以得到柱模板对应的坐标数值，从而得到柱模板的位置坐标。

可选的，所述提取护筒的设定坐标，基于柱模板的初始安装坐标，确定柱模板移动至护筒处时每个油缸的伸缩量，以控制油缸伸缩包括：

提取护筒的设定坐标，基于柱模板的初始安装坐标，确定护筒和柱模板对应坐标的差值，依据每个油缸的朝向，控制油缸依据其长度方向所在的坐标轴，伸出或缩回对应坐标的差值。

通过采用上述技术方案，通过护筒的设定坐标和确定的柱模板的初始安装坐标，就可以得到两者的相对位置，以及两者在每个坐标轴上的距离之差，通过控制对应油缸伸长或缩短差值的距离，就可以带动柱模板向护筒所在方向移动，直至使得柱模板的轴线和护筒的轴线重合，保证建筑物的施力在护筒中心处，使得对建筑物的承载更强。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请通过将护筒和柱模板固定后，对桩和柱进行一次性浇筑，使得桩柱可以一起凝固成形，减少了冷接缝的存在，降低了海水从冷接缝处与钢筋接触而对钢筋造成腐蚀；同时对桩柱一起浇筑，也减少了等待桩成形后再浇筑柱的时间，缩短了施工时间，提高了施工效率；

通过检测模块可以检测得出柱模板轴线处的位置，通过和护筒轴线处的设定位置比较，就可以得出柱模板和护筒轴线是否重合；

通过控制器连接检测模块和油缸，使得检测出柱模板的轴线位置后，可以直接计算得出柱模板轴线和护筒轴线的相对位置，并通过自动控制各个油缸伸缩固定的距离，就可以调节柱模板的位置，使得柱模板的轴线和护筒的轴线重合，保证浇筑后的桩柱重心一致。

附图说明

图1是本申请的整体流程示意图。

图2是为了体现护筒和柱模板连接关系所做的示意图。

图3是本申请的整体结构示意图。

图4是为了体现对柱模板调整方式所做的示意图。

图5是为了体现本申请电路控制所做的示意图。

图6是为了体现油缸与抵接板连接关系所做的示意图。

附图标记说明：1、地面；2、护筒；21、下卡盘；3、柱模板；31、上卡盘；4、限位装置；41、第一油缸；42、第二油缸；43、第三油缸；44、第四油缸；5、支撑架；51、楼梯；52、扶手；6、检测模块；61、控制器；62、检测组件；621、基准站；622、第一流动站；623、第二流动站；7、抵接板；8、固定件；81、固定器；82、紧固螺栓。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种一体化桩柱的浇筑方法。参照图1和图2，一体化桩柱的浇筑方法包括以下步骤：

步骤一：安装护筒2；放线测量，确定施工位置，在指定位置开挖桩孔，将护筒2放置在桩孔内，并对护筒2周边回填。

步骤二：在护筒2内打孔至指定深度；并进行清孔，将护筒2内孔中的土清理干净。

步骤三：下放钢筋笼，将钢筋笼放置在护筒2的内孔中。

步骤四：放置柱模板3，将柱模板3放置在护筒2上。其中，柱模板3的直径小于护筒2的直径，在放置时，可以借助外界吊装设备对柱模板3进行抬升吊起。在放置前，可以先将下卡盘21通过螺栓固定在护筒2上端，然后将上卡盘31通过螺栓固定在柱模板3下端，最后直接将柱模板3安装上卡盘31的一端放置在护筒2的下卡盘21上，此时上卡盘31将抵接在下卡盘21上，完成柱模板3的放置。

其中，上卡盘31和下卡盘21均为圆环状。柱模板3的直径小于护筒2直径的设置，使得浇筑成形的桩的直径大于柱的直径，在保证整体支撑的情况下还可以减少柱的占地面积，节省材料。

步骤五：通过限位装置4固定住柱模板3上端，通过限位装置4调整柱模板3的位置，使柱模板3的轴线与护筒2的轴线重合。

当将柱模板3放置在护筒2上后，通过限位装置4夹持住柱模板3的上端，然后将外界吊装柱模板3的吊装设备移开，通过限位装置4即可固定住柱模板3上端的位置，避免柱模板3受外力影响发生倾倒。然后通过限位装置4调节柱模板3的位置，使得柱模板3的轴线和护筒2的轴线重合，保证浇筑后的桩柱轴线一致，避免桩和柱重心倾斜而影响建筑的整体稳定性。

参照图3，在地面1上放置有支撑架5，限位装置4固接在支撑架5上，限位装置4包括四个油缸，四个油缸环绕柱模板3等间距设置，且四个油缸均缸底与支撑架5固接，活塞杆朝向柱模板3用于夹持住柱模板3。通过四个油缸可以将柱模板3夹持在四个油缸的中心，从而固定住柱模板3的位置。但是当通过四个油缸固定住柱模板3的位置后，柱模板3的轴线可能和护筒2的轴线不在同一直线上，因此还设置有用于检测柱模板3位置的检测模块6，检测模块6与四个油缸连接，以通过检测出的柱模板3轴线和护筒2轴线之间的相对位置，控制各个油缸的伸缩程度，以使得柱模板3的轴线与护筒2的轴线重合。

检测模块6包括与四个油缸通信连接的控制器61以及用于检测柱模板3位置的检测组件62，其中，控制器61可选用PLC控制器，PLC控制器与检测组件62通信连接，控制器61可以根据检测组件62检测的柱模板3的位置，控制相对应的油缸进行伸缩动作，并控制各个油缸的伸缩量，从而调整柱模板3的轴线与护筒2的轴线重合。

具体的，检测组件62可采用RTK测量技术，包括基准站621和与基准站621通信连接的流动站，其中，基准站621可以安装在任意位置，用于确定流动站的基准坐标；流动站设置有两个，两个流动站安装在支撑架5上，从而可以得出支撑架5上用于安装流动站的两个点相对于基准站621的坐标值。同时，由于护筒2的安装位置固定，所以可以得知护筒2相对于基准站621的坐标值。

其中，检测组件62还包括安装在每个油缸上的直线位移传感器（图中未示出），直线位移传感器用于检测每个油缸上活塞杆的伸缩量，具体的，直线位移传感器固接在油缸上，直线位移传感器的滑片固接在油缸的活塞杆上，以对油缸活塞杆的伸缩长度进行测量。

上述，控制器61可以根据检测组件62检测的柱模板3的位置，控制相对应的油缸进行伸缩动作，并控制各个油缸的伸缩量，从而调整柱模板3的轴线与护筒2的轴线重合，具体的为：

控制器61：可以获取每个直线位移传感器检测的数值，基于每个流动站的坐标，确定柱模板3的初始安装坐标。

参照图4和图5，基准站621的坐标为原点坐标O，两个流动站分别称为第一流动站622和第二流动站623，则第一流动站622的坐标值为A（X1,Y1），第二流动站623的坐标值为B（X2,Y2）,四个油缸分别称为第一油缸41、第二油缸42、第三油缸43和第四油缸44。其中第一油缸41和第三油缸43相对设置，其轴线所在的方向与X坐标轴平行；第二油缸42和第四油缸44相对设置，其轴线所在的方向与Y坐标平行。第一油缸41的整体长度和活塞杆伸出的长度（通过直线位移传感器测得）相加的值为L1，第二油缸42的整体长度和活塞杆伸出的长度相加的值为L2，柱模板3的半径为R。

设定柱模板3轴线的坐标为C（X3,Y3），则计算得出X3=X1+L1+R，Y3=Y2+L2+R，从而可以计算得出柱模板3的初始安装坐标值为C（X1+L1+R，Y2+L2+R）。

当控制器61确定模板的初始安装坐标后，控制器61将提取护筒2的设定坐标，并基于模板的初始安装坐标，确定柱模板3移动至护筒2处时每个油缸所需要的伸缩量，以控制各个油缸伸缩。

其中，在确定柱模板3移动至护筒2处时每个油缸所需要的伸缩量时，需要先确定护筒2和柱模板3对应坐标的差值，然后依据每个油缸的朝向，控制各个油缸依据其长度方向所在的坐标轴，伸出或缩回对应坐标的差值。

具体的，参照图4和图5，由于护筒2的设定坐标为固定值，设定护筒2的坐标为D（X4,Y4）,则护筒2和柱模板3对应坐标的差值包括X轴方向的差值和Y轴方向的差值。

X轴方向的差值为：X4-（X1+L1+R）；Y轴方向的差值为：Y4-（Y2+L2+R）。从而得到护筒2和柱模板3的相对位置，由于第一油缸41的活塞杆伸出方向为X轴的正向，第三油缸43的活塞杆伸出方向为X轴的负向，当得出的X轴方向的差值为正数时，控制器61将控制第一油缸41的活塞杆伸出X4-（X1+L1+R），控制第三油缸43的活塞杆缩回X4-（X1+L1+R）；同理控制第二油缸42和第四油缸44的活塞杆缩回或伸长Y4-（Y2+L2+R），此时柱模板3的轴线将和护筒2的轴线重合。当然，每个油缸的伸缩长度也通过直线位移传感器实时检测，当直线位移传感器检测到各个油缸的伸缩长度到达设定值时，控制器将控制油缸停止，完成柱模板3位置的自动调整。

其中，为了保证当四个油缸带动柱模板3移动后，四个油缸的轴线与柱模板3的半径错位后，四个油缸还能够对柱模板3进行夹持固定。参照图6，在每个油缸活塞杆端部均球铰接有抵接板7，抵接板7整体呈圆弧状，且其圆弧开口朝向远离油缸的一端，使得当油缸活塞杆通过抵接板7抵接在柱模板3上时，抵接板7远离油缸的一侧与柱模板3外壁贴合，且当柱模板3沿垂直与油缸轴线的方向移动时，抵接板7也可以相对于油缸转动，使得抵接板7可以始终抵接在柱模板3上，对柱模板3的夹持固定更加牢固。

步骤六：将柱模板3和护筒2固定连接。连接时通过固定件8将上卡盘31和下卡盘21固定连接。

参照图2和图3，固定件8包括整体呈U形的固定器81以及螺纹连接在固定器81一侧壁处的紧固螺栓82，紧固螺栓82贯穿固定器81侧壁相对的两侧。安装时，直接将固定器81卡在上卡盘31和下卡盘21上，使得上卡盘31和下卡盘21均位于固定器81的U形开口内，然后旋拧紧固螺栓82，紧固螺栓82位于固定器81U形槽内的一端将抵接在上卡盘31或下卡盘21上，从而固定住上卡盘31和下卡盘21在固定器81上的位置，实现上卡盘31和下卡盘21的连接，即实现对护筒2和柱模板3的连接。

其中，固定件8可以环绕护筒2的轴线间隔设置有多个，本申请以固定件8设置4个为例进行说明。

步骤七：放导管，将导管放置在柱模板3和护筒2内。

步骤八：灌注，工作人员可以直接站立在支撑架5上将混凝土从导管上端灌注在导管内，通过导管将混凝土输送至护筒2和柱模板3内，边灌注边往上拔导管，直至完成桩和柱的浇筑。

参照图3，在支撑架5一侧安装有楼梯51，便于工作人员爬至支撑架5上，在楼梯51一侧安装有扶手52，可以对工作人员起到防护的作用。

本申请实施例一种一体化桩柱的浇筑方法的实施原理为：工作人员在将护筒2安装好后，可以直接将柱模板3放置在护筒2上，并通过四个油缸对柱模板3进行夹持从而固定住柱模板3上端的位置，当四个油缸夹持住柱模板3后，检测模块6将对柱模板3轴线的位置进行检测，并和设定的护筒2轴线的位置进行对比，从而自动控制四个油缸伸缩，直至柱模板3的轴线与护筒2的轴线重合，完成柱模板3位置的调整。工作人员直接通过固定件8将护筒2和柱模板3连接在一起即可。工作人员就可以直接通过导管将混凝土灌注在护筒2和柱模板3内，浇筑完的桩和柱将为一体成形。而且由于桩和柱为同时凝固成形，所以大大降低了冷接缝产生的概率，同时也减轻了冷接缝受海水浸泡而对桩柱内钢筋造成的腐蚀，保障了建筑物的结构稳定性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一：安装护筒(2)；

步骤二：在护筒(2)内打孔至指定深度；

步骤三：下放钢筋笼；

步骤四：放置柱模板(3)，将柱模板(3)放置在护筒(2)上；

步骤五：固定住柱模板(3)上端，调整柱模板(3)的位置，使柱模板(3)轴线与护筒(2)轴线重合；

步骤六：将柱模板(3)和护筒(2)固定连接；

步骤七：放导管；将导管放置在柱模板(3)和护筒(2)内；

步骤八：灌注；将混凝土灌注在导管内，通过导管将混凝土输送至护筒(2)和柱模板(3)内，边灌注边往上拔导管。

2.根据权利要求1所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述步骤四放置柱模板(3)前，先将下卡盘(21)安装在护筒(2)上端，将上卡盘(31)安装在柱模板(3)一端；放置柱模板(3)时，将柱模板(3)安装下卡盘(21)的一端放置在护筒(2)上。

3.根据权利要求2所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述步骤六将柱模板(3)和护筒(2)固定连接时，通过固定件(8)将上卡盘(31)和下卡盘(21)连接；

所述固定件(8)包括整体呈U形的固定器(81)以及螺纹连接在所述固定器(81)一侧壁处的紧固螺栓(82)，所述上卡盘(31)和所述下卡盘(21)位于所述固定器(81)的U形开口内，所述紧固螺栓(82)与所述上卡盘(31)或下卡盘(21)抵接。

4.根据权利要求1所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述步骤五固定柱模板(3)上端位置和调整柱模板(3)位置时通过限位装置(4)固定调整，地面(1)上放置有支撑架(5)，所述限位装置(4)包括固接在支撑架(5)上的四个油缸，四个所述油缸环绕所述柱模板(3)设置，每个所述油缸一端与所述支撑架(5)固定，另一端与所述柱模板(3)抵接。

5.根据权利要求4所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：每个所述油缸朝向柱模板(3)的一端安装有抵接板(7)，所述抵接板(7)整体呈圆弧状，所述抵接板(7)远离所述油缸的一侧与所述柱模板(3)外壁贴合。

6.根据权利要求4所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述支撑架(5)上设置有用于检测所述柱模板(3)位置的检测模块(6)，所述检测模块(6)包括与每个油缸连接的控制器(61)以及与控制器(61)连接用于检测柱模板(3)轴线位置的检测组件(62)，控制器(61)根据检测组件(62)检测的数值确定柱模板(3)的位置，控制各个油缸伸缩动作和控制各个油缸的伸缩量，以调整所述柱模板(3)的轴线与所述护筒(2)的轴线重合。

7.根据权利要求6所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述检测组件(62)包括安装在每个所述油缸上的直线位移传感器，所述直线位移传感器用于检测所述油缸活塞杆的伸缩量。

8.根据权利要求7所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述检测组件(62)还包括基准站(621)和与基准站(621)通信连接的流动站，所述流动站设置有两个，两个所述流动站安装在支撑架(5)上，所述基准站(621)用于确定所述流动站坐标的基准位置。

9.根据权利要求8所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述控制器(61)根据检测组件(62)检测的数值确定柱模板(3)的位置，控制各个油缸伸缩动作和控制各个油缸的伸缩量，以调整所述柱模板(3)的轴线与所述护筒(2)的轴线重合包括：

获取每个直线位移传感器检测的数值，基于每个流动站的坐标，确定柱模板(3)的初始安装坐标；

提取护筒(2)的设定坐标，基于柱模板(3)的初始安装坐标，确定柱模板(3)移动至护筒(2)处时每个油缸的伸缩量，以控制油缸伸缩。

10.根据权利要求9所述的一种一体化桩柱的浇筑方法，其特征在于：所述提取护筒(2)的设定坐标，基于柱模板(3)的初始安装坐标，确定柱模板(3)移动至护筒(2)处时每个油缸的伸缩量，以控制油缸伸缩包括：

提取护筒(2)的设定坐标，基于柱模板(3)的初始安装坐标，确定护筒(2)和柱模板(3)对应坐标的差值，依据每个油缸的朝向，控制油缸依据其长度方向所在的坐标轴，伸出或缩回对应坐标的差值。

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