CN115198931A - 声测注浆一体装置及利用其的多腔钢箱结构施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种声测注浆一体装置及利用其的多腔钢箱结构施工方法，该声测注浆一体装置包括多个依次连接的声测注浆单元，且任意相邻的两个声测注浆单元之间通过一连接接头相连接；其中，所述声测注浆单元包括同轴套设在一起的声测管和注浆管，且所述注浆管套设在所述声测管外，所述注浆管的管壁上开设有多组注浆孔；所述连接接头包括从外向内依次同轴设置且固定连接的第一圆管、第二圆管和第三圆管，所述第一圆管与所述注浆管相连接，所述第二圆管和第三圆管之间固定连接所述声测管。使用该声测注浆一体装置进行多腔钢箱结构施工时，无需打开多腔钢箱结构的外包钢板对混凝土缺陷进行补强，操作省时省力，节约施工成本，提高施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，更具体地，涉及一种声测注浆一体装置及利用其的多腔钢箱结构施工方法。
背景技术
钢箱-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型的结构，其中多腔箱式外包钢板剪力墙组合结构施工技术含量高，目前尚无完整的施工规范。该组合结构具有增加建筑可用面积、免模板、缩短施工周期、提高混凝土利用系数、降低造价、抗震性能好、施工方便等优点，将在未来超高层建筑施工领域得到迅速推广与应用。
多腔钢箱结构由于具有外包钢板，常规的回弹检测、CT检测无法准确检测其内部混凝土质量，现多采用在多腔钢箱结构内埋设钢管，通过声波透射法检测其内部混凝土质量，该检测方法准确度相对较高。由于外包钢板的存在，在多腔钢箱结构中出现混凝土缺陷时，无法采用常规的凿除、注浆措施进行补强，并且由于水平加劲板的存在及混凝土收缩问题，多腔钢箱结构混凝土在水平加劲板位置大概率出现断层等缺陷，出现缺陷后只能通过打开外包钢板，对混凝土进行补强，再焊接钢板的方法，该方法施工耗时耗力、费用高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种声测注浆一体装置及利用其的多腔钢箱结构施工方法，以解决现有技术中多腔钢箱结构出现混凝土缺陷进行补强时耗时耗力、费用高的问题。
根据本发明的第一方面，提供一种声测注浆一体装置，其包括多个依次连接的声测注浆单元，且任意相邻的两个所述声测注浆单元之间通过一连接接头相连接；其中，
所述声测注浆单元包括同轴套设在一起的声测管和注浆管，且所述注浆管套设在所述声测管外，所述声测管和注浆管之间形成用于注浆的环形腔体，所述注浆管的管壁上开设有多组注浆孔；
所述连接接头包括从外向内依次同轴设置且固定连接的第一圆管、第二圆管和第三圆管，所述第一圆管的内径与所述注浆管的外径相匹配，所述第一圆管与所述注浆管相连接，所述第二圆管的外径小于所述注浆管的内径，所述第二圆管和第三圆管之间固定连接所述声测管。
优选地，所述第二圆管与所述第三圆管之间通过一环形定位板相连接，所述环形定位板同轴固设在所述第三圆管的外部且位于所述第三圆管长度方向的中间位置。
优选地，所述第一圆管与所述第二圆管之间设置有两组定位支撑件，每组所述定位支撑件分别包括多个支撑杆，每组所述定位支撑件的多个支撑杆沿所述第二圆管的周向均匀分布，所述支撑杆的两端分别与所述第一圆管的内壁和第二圆管的外壁相连接；两组所述定位支撑件分别对称设置在所述环形定位板的两侧。
优选地，所述第一圆管内壁的两端、第二圆管内壁的两端以及第三圆管外壁的两端均设有止水橡胶层。
优选地，所述第一圆管、第二圆管及第三圆管均采用圆形钢管制成，所述支撑杆采用圆形钢筋制成，所述环形定位板采用钢板制成；
所述第一圆管和第二圆管与所述支撑杆之间通过焊接方式相连接，所述第二圆管和第三圆管与所述环形定位板之间通过焊接方式相连接。
优选地，所述注浆孔上包覆有密封胶条，所述密封胶条粘接在所述注浆管的外周壁上。
根据本发明的第二方面，提供一种利用如上所述的声测注浆一体装置的多腔钢箱结构施工方法，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：
步骤一、将所述声测注浆单元安装在第一层多腔钢箱单元中，所述声测注浆单元紧邻多腔钢箱单元的水平加劲板竖向设置，所述多腔钢箱单元中安装至少两个所述声测注浆单元，且相邻的所述声测注浆单元之间间隔距离设置；
步骤二、在所述多腔钢箱单元中浇筑混凝土；
步骤三、待混凝土收缩完成，使用所述声测注浆单元中的注浆管对所述多腔钢箱单元中水平加劲板位置出现的缺陷进行补强；
步骤四、补强完成后，通过所述声测注浆单元的声测管采用声波透射法检测所述多腔钢箱单元中的混凝土质量，如所述多腔钢箱单元中的混凝土质量仍存在缺陷，继续通过注浆管对所述多腔钢箱单元中的混凝土进行高压注浆补强，直至检测结果合格；
步骤五、在已浇筑完成的多腔钢箱单元上方继续安装上一层多腔钢箱单元，同时在上一层多腔钢箱单元中安装所述声测注浆单元，并将该层多腔钢箱单元中的各声测注浆单元与已浇筑完成的多腔钢箱单元中的对应的声测注浆单元通过连接接头相连接；
步骤六、重复步骤二至步骤五，直至安装并浇筑完所有的多腔钢箱单元，组装形成整体的多腔钢箱结构。
优选地，所述步骤一中，第一层多腔钢箱单元中的声测注浆单元的底部采用钢板进行封堵。
优选地，所述声测注浆单元安装在多腔钢箱单元中时，使注浆管上的注浆孔正对多腔钢箱单元中的水平加劲板。
优选地，将所述声测注浆单元安装在多腔钢箱单元中前，在所述注浆管的外壁上粘接密封胶条以封堵住各个注浆孔。
本发明提供的声测注浆一体装置及利用其的多腔钢箱结构施工方法，在多腔钢箱结构施工时，在多腔钢箱结构中安装声测注浆一体装置，在多腔钢箱结构中浇筑混凝土后，可使用该声测注浆一体装置中的注浆管先对多腔钢箱结构中的混凝土缺陷进行补强，再利用该声测注浆一体装置中的声测管进行声波透射法检测，最终达到提高多腔钢箱结构质量，确保多腔钢箱结构内部无缺陷的目的。相较于现有技术，使用该声测注浆一体装置进行多腔钢箱结构施工时，无需打开多腔钢箱结构的外包钢板对混凝土缺陷进行补强，操作省时省力，节约施工成本，提高施工效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置的结构示意图。
图2示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置中声测注浆单元的纵向剖视图。
图3示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置中声测注浆单元的横向剖视图。
图4示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置中连接接头的纵向剖视图。
图5示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置中连接接头的俯视图。
图6示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置中相邻两个声测注浆单元通过连接接头连接的结构示意图。
图7示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置中声测注浆单元在多腔钢箱单元中的安装示意图。
图8示出了根据本发明实施例的声测注浆一体装置中声测注浆单元安装在多腔钢箱单元中时的俯视图。
图中：声测注浆单元1、声测管11、注浆管12、注浆孔121、环形墙体A、连接接头2、第一圆管21、第二圆管22、第三圆管23、环形定位板24、支撑杆25、止水橡胶层26、多腔钢箱单元3、水平加劲板31。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
本发明提供一种声测注浆一体装置，参见图1至图6，该声测注浆一体装置包括多个依次连接的声测注浆单元1，且任意相邻的两个声测注浆单元1之间通过一连接接头2相连接。其中，所述声测注浆单元1包括同轴套设在一起的声测管11和注浆管12，且所述注浆管12套设在所述声测管11外，所述声测管11和注浆管12之间形成用于注浆的环形腔体A，所述注浆管12的管壁上开设有多组注浆孔121；所述连接接头2包括从外向内依次同轴设置且固定连接的第一圆管21、第二圆管22和第三圆管23，所述第一圆管21的内径与所述注浆管12的外径相匹配，所述第一圆管21与所述注浆管12相连接，所述第二圆管22的外径小于所述注浆管12的内径，所述第二圆管22和第三圆管23之间固定连接所述声测管11。
具体地，在多腔钢箱结构施工时，整体的多腔钢箱结构是由多个多腔钢箱单元纵向组装而成，高达百米，为了方便制作和安装，所述声测注浆一体装置也采用由多个声测注浆单元1连接形成，相邻的声测注浆单元1之间通过连接接头2进行连接在一起，每个声测注浆单元1的长度与多腔钢箱单元高度一致，所述声测注浆单元1中注浆管12上的多组注浆孔121的开设位置也与多腔钢箱单元中多个水平加劲板的位置相对应。声测管11和注浆管12均内部中空，声测管11内部空间用于放置声测仪器，测试时伸入，测试完毕后取出；声测管11与注浆管12之间的环形腔体A用于注浆，注浆完毕后充填。具体实施时，注浆管12上的每组注浆孔可以设置三排注浆孔，每排注浆孔均包括多个沿注浆管12周向均匀分布的多个注浆孔121，中间一排注浆孔正对水平加劲板设置，用于使浆体从空中流出至多腔钢箱单元的箱体内，填充箱体内混凝土未密实部位。
在多腔钢箱结构施工时，在多腔钢箱结构中安装声测注浆一体装置，在多腔钢箱结构中浇筑混凝土后，可使用该声测注浆一体装置中的注浆管12相对多腔钢箱结构中的混凝土缺陷进行补强，再利用该声测注浆一体装置中的声测管11进行声波透射法检测，最终达到提高多腔钢箱结构质量，确保多腔钢箱结构内部无缺陷的目的。
该声测注浆一体装置的声测注浆单元1中的声测管11和注浆管12均采用圆形钢管制作。声测管11的直径较小，管壁较厚，设在注浆管12内部；注浆管12的直径较大，管壁较薄，设在声测管11的外部。本实施例中，声测管11采用内径为50mm、管壁厚度为3mm的圆形钢管制成，注浆管12采用内径为70mm、管壁厚度为1mm的圆形钢管制成；注浆管12上的每组注浆孔121设有三排，中间一排与多腔钢箱单元中的水平加劲板齐平，三排注浆孔121之间的间距为20mm，注浆孔121的直径为8mm；注浆孔121上包覆有密封胶条，密封胶条粘接在注浆管12的外周壁上，在注浆孔121上包覆密封胶条，可以防止多腔钢箱结构浇筑混凝土时，箱体内混凝土浆液向注浆管12内反向流入，待后期通过注浆管12对箱体内混凝土缺陷进行补强时，从注浆管12内高压注浆时浆液会冲破密封胶条，实现对箱体内混凝土进行补强。
该声测注浆一体装置的连接接头2的第一圆管21、第二圆管22及第三圆管23均采用圆形钢管制成，所述第一圆管21的内径注浆管12的外径相匹配，注浆管12端部可与连接接头2的第一圆管21的端部相连接，注浆管12端部卡接在第一圆管21的端部，防止注浆管12径向移动；第二圆管22的外径小于注浆管12的内径，从而使得第一圆管21与第二圆管22之间的腔体与注浆管12中的环形腔体A相连通，用于浆液的顺畅通过。第二圆管22的内径与声测管11的外径相匹配，第三圆管23的外径与声测管11的内径相匹配，如此设置，可以使声测管11的端部管壁能够夹持在第二圆管22和第三圆管23之间，且能够防止注浆管12的环形腔体A注浆时浆液进入第三圆管23内，第三圆管23内部腔体与声测管11内腔作用相同，用于声测仪器的伸入。
所述连接接头2中，第二圆管22与第三圆管23之间通过一环形定位板24相连接，所述环形定位板24同轴固设在所述第三圆管23的外部且位于所述第三圆管23长度方向的中间位置。本实施例中，所述环形定位板24采用钢板制成，第二圆管22和第三圆管23与环形定位板24之间通过焊接方式连接固定。进一步地，所述第一圆管21与所述第二圆管22之间设置有两组定位支撑件，每组所述定位支撑件分别包括多个支撑杆25，每组所述定位支撑件的多个支撑杆25沿所述第二圆管22的周向均匀分布，所述支撑杆25的两端分别与所述第一圆管21的内壁和第二圆管22的外壁相连接；两组所述定位支撑件分别对称设置在所述环形定位板24的两侧。本实施例中，每组所述定位支撑件包括四个支撑杆25，四个支撑杆25沿第二圆管22的周向均匀分布，所述支撑杆25采用圆形钢筋制成，所述第一圆管21和第二圆管22与所述支撑杆25之间通过焊接方式连接固定。声测注浆单元1与连接接头2连接时，声测管11的端部抵接在连接接头2的环形定位板24上，注浆管12的端部抵接在定位支撑件上，如图6所示，声测管11的长度大于注浆管12的长度，声测管11端部外伸出注浆管12端部的距离与定位支撑件与环形定位板24之间的距离相匹配。由于每个声测注浆单元1中声测管11和注浆管12之间并无有效连接，二者可产生相对位移，不利于间隙的均匀及固定，该连接接头2的设置通过固定第一圆管21、第二圆管22、第三圆管23之间的距离控制声测管11及注浆管12的间隙。
进一步地，在所述第一圆管21内壁的两端、第二圆管22内壁的两端以及第三圆管23外壁的两端均设有止水橡胶层26。止水橡胶层26能够保证声测注浆单元1与连接接头2连接处的密封良好，防止漏浆。具体施工时，连接接头2可一端焊接在声测注浆单元1的一端，以减少连接时的工作量。
本发明还提供一种利用如上所述的声测注浆一体装置的多腔钢箱结构施工方法，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：
步骤一、将所述声测注浆单元1安装在第一层多腔钢箱单元中，所述声测注浆单元1紧邻多腔钢箱单元的水平加劲板竖向设置，所述多腔钢箱单元中安装至少两个所述声测注浆单元1，且相邻的所述声测注浆单元1之间间隔距离设置。
该步骤中，第一层多腔钢箱单元中的声测注浆单元1的底部采用钢板进行封堵，具体地，注浆管12与声测管11之间可采用环形钢板封堵，声测管11底部可采用圆形钢板封堵，环形钢板和圆形钢板与声测注浆单元1的底部采用连接焊接方式相连接。
所述声测注浆单元1安装在多腔钢箱单元3中时，使注浆管12上的注浆孔121正对多腔钢箱单元中的水平加劲板31。具体地，注浆管12上的多组注浆孔121开设位置与多腔钢箱单元3中的多层水平加劲板31的设置位置相对应，每组注浆孔121包括三排注浆孔121，使中间一排的注浆孔121与该组注浆孔121对应的水平加劲板31齐平。
所述声测注浆单元1安装在多腔钢箱单元3中时，声测注浆单元1的固定可采用焊接或绑扎方式连接固定在多腔钢箱单元3中的水平加劲板31上，如将注浆管12与水平加劲板焊接，或根据水平加劲板的结构形式，利用水平加劲板上的透气孔通过钢丝将声测注浆单元1绑扎固定。
参见图7和图8，本实施例中，每个多腔钢箱单元3中设置有两个声测注浆单元1，两个声测注浆单元1均固定连接在多腔钢箱单元3的水平加劲板31内侧，且两个声测注浆单元1对称设置在多腔钢箱单元3中内腔的两侧。
同时，在将所述声测注浆单元1安装在多腔钢箱单元3中前，在所述注浆管12的外壁上粘接密封胶条以封堵住各个注浆孔121，防止多腔钢箱单元3内浇筑混凝土时，混凝土浆液向注浆管12内反向流入。
步骤二、在所述多腔钢箱单元3中浇筑混凝土。
步骤三、待混凝土收缩完成，使用所述声测注浆单元1中的注浆管12对所述多腔钢箱单元3中水平加劲板31位置出现的缺陷进行补强。
从注浆管12内高压注浆时，混凝土浆液会冲破注浆孔121外部覆盖的密封胶条，实现对多腔钢箱单元3的箱体内混凝土的注浆补强。
步骤四、补强完成后，通过所述声测注浆单元1的声测管11采用声波透射法检测所述多腔钢箱单元3中的混凝土质量，如所述多腔钢箱单元3中的混凝土质量仍存在缺陷，继续通过注浆管12对所述多腔钢箱单元3中的混凝土进行高压注浆补强，直至检测结果合格。
步骤五、在已浇筑完成的多腔钢箱单元上方继续安装上一层多腔钢箱单元，同时在上一层多腔钢箱单元中安装所述声测注浆单元1，并将该层多腔钢箱单元中的各声测注浆单元1与已浇筑完成的多腔钢箱单元中的对应的声测注浆单元1通过连接接头2相连接。
步骤六、重复步骤二至步骤五，直至安装并浇筑完所有的多腔钢箱单元，组装形成整体的多腔钢箱结构。
相较于现有技术，使用该声测注浆一体装置进行多腔钢箱结构施工时，无需打开多腔钢箱结构的外包钢板对混凝土缺陷进行补强，操作省时省力，节约施工成本，提高施工效率。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种声测注浆一体装置，其特征在于，包括多个依次连接的声测注浆单元，且任意相邻的两个所述声测注浆单元之间通过一连接接头相连接；其中，
所述声测注浆单元包括同轴套设在一起的声测管和注浆管，且所述注浆管套设在所述声测管外，所述声测管和注浆管之间形成用于注浆的环形腔体，所述注浆管的管壁上开设有多组注浆孔；
所述连接接头包括从外向内依次同轴设置且固定连接的第一圆管、第二圆管和第三圆管，所述第一圆管的内径与所述注浆管的外径相匹配，所述第一圆管与所述注浆管相连接，所述第二圆管的外径小于所述注浆管的内径，所述第二圆管和第三圆管之间固定连接所述声测管。
2.根据权利要求1所述的声测注浆一体装置，其特征在于，所述第二圆管与所述第三圆管之间通过一环形定位板相连接，所述环形定位板同轴固设在所述第三圆管的外部且位于所述第三圆管长度方向的中间位置。
3.根据权利要求2所述的声测注浆一体装置，其特征在于，所述第一圆管与所述第二圆管之间设置有两组定位支撑件，每组所述定位支撑件分别包括多个支撑杆，每组所述定位支撑件的多个支撑杆沿所述第二圆管的周向均匀分布，所述支撑杆的两端分别与所述第一圆管的内壁和第二圆管的外壁相连接；两组所述定位支撑件分别对称设置在所述环形定位板的两侧。
4.根据权利要求3所述的声测注浆一体装置，其特征在于，所述第一圆管内壁的两端、第二圆管内壁的两端以及第三圆管外壁的两端均设有止水橡胶层。
5.根据权利要求3所述的声测注浆一体装置，其特征在于，所述第一圆管、第二圆管及第三圆管均采用圆形钢管制成，所述支撑杆采用圆形钢筋制成，所述环形定位板采用钢板制成；
所述第一圆管和第二圆管与所述支撑杆之间通过焊接方式相连接，所述第二圆管和第三圆管与所述环形定位板之间通过焊接方式相连接。
6.根据权利要求1所述的声测注浆一体装置，其特征在于，所述注浆孔上包覆有密封胶条，所述密封胶条粘接在所述注浆管的外周壁上。
7.一种利用权利要求1-6任一项所述的声测注浆一体装置的多腔钢箱结构施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将所述声测注浆单元安装在第一层多腔钢箱单元中，所述声测注浆单元紧邻多腔钢箱单元的水平加劲板竖向设置，所述多腔钢箱单元中安装至少两个所述声测注浆单元，且相邻的所述声测注浆单元之间间隔距离设置；
步骤二、在所述多腔钢箱单元中浇筑混凝土；
步骤三、待混凝土收缩完成，使用所述声测注浆单元中的注浆管对所述多腔钢箱单元中水平加劲板位置出现的缺陷进行补强；
步骤四、补强完成后，通过所述声测注浆单元的声测管采用声波透射法检测所述多腔钢箱单元中的混凝土质量，如所述多腔钢箱单元中的混凝土质量仍存在缺陷，继续通过注浆管对所述多腔钢箱单元中的混凝土进行高压注浆补强，直至检测结果合格；
步骤五、在已浇筑完成的多腔钢箱单元上方继续安装上一层多腔钢箱单元，同时在上一层多腔钢箱单元中安装所述声测注浆单元，并将该层多腔钢箱单元中的各声测注浆单元与已浇筑完成的多腔钢箱单元中的对应的声测注浆单元通过连接接头相连接；
步骤六、重复步骤二至步骤五，直至安装并浇筑完所有的多腔钢箱单元，组装形成整体的多腔钢箱结构。
8.根据权利要求7所述多腔钢箱结构施工方法，其特征在于，所述步骤一中，第一层多腔钢箱单元中的声测注浆单元的底部采用钢板进行封堵。
9.根据权利要求7所述多腔钢箱结构施工方法，其特征在于，所述声测注浆单元安装在多腔钢箱单元中时，使注浆管上的注浆孔正对多腔钢箱单元中的水平加劲板。
10.根据权利要求7所述多腔钢箱结构施工方法，其特征在于，将所述声测注浆单元安装在多腔钢箱单元中前，在所述注浆管的外壁上粘接密封胶条以封堵住各个注浆孔。
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