CN116180745A - 一种基坑混凝土浇筑设备及方法 - Google Patents

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谷东庆
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曹晓
田劲松
赵天琪
张嘉奕
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Abstract

本发明涉及一种基坑混凝土浇筑设备及方法，该设备包括首尾连通的一级溜槽和二级溜槽；所述一级溜槽包括可调整高度和位置的进料斗和与所述进料斗下端连通的一级输送管道；所述二级溜槽包括与所述一级输送管道下端连通且可调整高度和位置的中转平台和与所述中转平台下端连通且可水平转动的二级输送管道。本发明降低了坍落度要求，有效减少混凝土的水化热，提高了混凝土的浇筑效率，降低了施工技术要求，解决了目前施工场地狭小无法实现搭建大量溜槽及串筒的难题，节约施工成本，便于标准化施工。

Description

一种基坑混凝土浇筑设备及方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，特别涉及一种基坑混凝土浇筑设备及方法。
背景技术
目前，传统的坑槽混凝土浇筑方式通常是由泵车或溜槽完成。大体积底板位于基坑底部，混凝土从基坑边沿向下输送，泵送施工是最常见的混凝土底板浇筑方法。对于超大体积的底板，当需要大方量浇筑时，则需要布置多台混凝土泵。这需要很大的施工场地，用以安放混凝土泵，并停放混凝土罐车。这对于施工场地狭小的工程，造成了很大的施工困难。另外，泵送混凝土对混凝土性能要求比较高，要求混凝土的和易性要好，特别是压力沁水率要符合要求，否则极易引起堵管现象，对骨料粒径和级配也有很高要求。泵送混凝土的施工速度也有很大限制，单泵通常只能达到30m3/h。利用电驱动或燃油的泵车来完成混凝土浇筑，存在浇筑速度慢以及能源消耗大等弊端。
溜槽是从基坑边到底部架设的具有一定斜度的槽，混凝土在槽内靠自重流淌，输送到底板浇筑工作面。利用溜槽输送混凝土是一种快速浇筑法，混凝土浇筑速率可大于300~500m3/h。对于现场施工而言，利用溜槽需要搭设大量支架，浇筑范围有限，需要布设大量支路溜槽及串筒，支架过高安全风险大，各支路溜槽切换多且容易有死角，支路间切换会造成浇筑速度慢、占用大量的资源以及安全风险高等问题。因此，通常的大体积底板的深基坑混凝土浇筑施工技术存在很大局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种具有分级可旋转溜槽的基坑混凝土浇筑设备及方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基坑混凝土浇筑设备，该设备包括首尾连通的一级溜槽和二级溜槽；所述一级溜槽包括可调整高度和位置的进料斗和与所述进料斗下端连通的一级输送管道；所述二级溜槽包括与所述一级输送管道下端连通且可调整高度和位置的中转平台和与所述中转平台下端连通且可水平转动的二级输送管道。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑设备，该设备还包括可调整高度和位置的支撑立架，所述支撑立架支撑所述进料斗。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑设备，所述支撑立架为至少2个，相邻的两所述支撑立架之间设置横梁；所述横梁与所述进料斗之间设置可调节长度的顶杆，所述顶杆与所述支撑立架呈角度设置，且随所述支撑立架的高度变化调节其长度。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑设备，所述支撑立架包括支撑于地面的支座和可调节地连接于所述支座的支撑主杆，所述支撑主杆的上端铰接有调节柄，所述调节柄固定于所述进料斗，所述支撑主杆的下端连接配重块；所述支座下端设置万向轮。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑设备，所述中转平台下端通过转动装置连接所述二级输送管道，以实现所述二级输送管道的水平转动。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑设备，该设备还包括可调整高度和位置的二级支架，所述二级支架支撑所述中转平台。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑设备，所述二级支架底端设置移动约束装置，以调整和固定所述中转平台的位置。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑设备，该设备还包括支撑门架，所述支撑门架支撑于所述二级支架与所述一级输送管道下端之间。
一种基于上述任一项所述设备的基坑混凝土浇筑方法，该方法包括如下步骤：
a、设置所述基坑混凝土浇筑设备；
b、控制混凝土供货验收；
c、控制混凝土运输车到达布设所述进料斗的位置准备进行混凝土浇筑；
d、使用插入式振捣器振捣，多个所述插入式振捣器按梅花型均匀布置，在振捣混凝土过程中随时对所述基坑混凝土浇筑设备进行检查；
e、控制混凝土浇筑完成循环作业；通过转动调整所述进料斗和所述一级输送管道的高度和出料位置，再转动调整所述中转平台和所述二级输送管道的高度和出料位置， 达到所需浇筑位置全面覆盖；
f、混凝土表面第一次赶平、压实、抹光；
g、混凝土表面第二次赶平、压实、抹光；
h、混凝土及时保湿养护。
进一步的，所述的一种基坑混凝土浇筑方法，所述混凝土浇筑的顺序为纵向由两端向跨中浇筑，横向为由两端向中线侧墙分层进行浇筑。
本发明的优点与效果是：
1. 本发明设置一级溜槽和二级溜槽，通过混凝土在自然重力下由一级输送管道落入至中转平台，再由中转平台通过二级输送管道流至指定位置，降低了坍落度要求，有效减少混凝土的水化热，提高了混凝土的浇筑效率，降低了施工技术要求，解决了目前施工场地狭小无法实现搭建大量溜槽及串筒的难题，节约施工成本，便于标准化施工。
2. 本发明设置可转动的中转平台和二级输送管道，通过中转平台和二级输送管道的转动配合，使有效覆盖区域增大。与传统溜槽相比，不需要大量的支架、溜槽、支路等设备，简化了坑槽混凝土浇注工艺，降本增效，有助于标准化施工。
附图说明
图1示出本发明提供的一实施例的基坑混凝土浇筑设备的结构示意图；
图2示出本发明提供的一实施例的基坑混凝土浇筑设备的支撑立架的结构示意图；
图3示出本发明提供的一实施例的基坑混凝土浇筑设备的施工现场布置示意图。
附图标记说明：1-进料斗，2-一级输送管道，3-中转平台，4-二级输送管道，5-二级支架，6-支撑门架，7-支撑立架，701-支撑主杆，702-调节杆，703-调节柄，704-配重块，705-万向轮，8-顶杆，9-移动约束装置。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
在本发明的描述中，需要理解的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1示出本发明提供的一实施例的基坑混凝土浇筑设备的结构示意图。该基坑混凝土浇筑设备包括首尾连通的一级溜槽和二级溜槽，此处的连通可以进行二者的连接，也可以不连接，一级溜槽中的混凝土可以落入二级溜槽中即可。一级溜槽包括可调整高度和位置的进料斗1和一级输送管道2，一级输送管道2可随进料斗1调整高度和位置。进料斗1的下端连通至一级输送管道2的上端，此处的连通优选但不限于密封连接。进料斗1用于承接搅拌罐车的混凝土，一级输送管道2可根据施工现场的需要调节高度和长度，混凝土通过自然重力滑下到达二级溜槽。二级溜槽包括可调整高度和位置的中转平台3和可水平转动的二级输送管道4，二级输送管道4可随中转平台3调整高度和位置，也可相对于中转平台3水平转动。中转平台3的下端连通至二级输送管道4的上端，此处的连通优选但不限于密封连接。一级输送管道2的下端连通至中转平台3的上端，此处的连通可以进行二者的连接，也可以不连接，一级输送管道2中的混凝土可以落入中转平台3中即可。具体的，如图1所示，中转平台3的上端为大敞口，一级输送管道2的下端搭接于中转平台3的上端，使混凝土顺利落入中转平台3中。进料斗1、一级输送管道2和二级输送管道4相对于水平面可具有倾斜角，使混凝土在其内可顺利并具有缓冲的下滑。一级输送管道2靠近中转平台3的一端端口处设置压力传感器。一级输送管道2和二级输送管道4为模块化输送管道，可采用扣件、螺栓、法兰等方式连接。
一级溜槽（即进料斗1）的高度和位置调整可通过可调整高度和位置的支撑立架7支撑进料斗1实现。支撑立架7为至少2个，相邻的两支撑立架7之间设置横梁10。横梁10与进料斗1之间设置可调节长度的顶杆8，顶杆8与支撑立架7呈一定角度设置，且可随支撑立架7的高度变化调节其长度。支撑立架7对进料斗1的支撑位置与顶杆8对进料斗1的支撑位置具有一定距离，使支撑更加稳定，且便于调节进料斗1的水平角度。支撑立架7底部设置万向轮，可调整旋转角度及一级溜槽（即进料斗1）的位置。如图1所示，本实施例中，支撑立架7的数量为2个，并对称设置。2个支撑立架7之间设置2个横梁10，其中一横梁位于两支撑立架7之间上部，另一横梁位于两支撑立架7之间下部。位于下部的横梁与进料斗1之间设置顶杆8。支撑立架7对进料斗1的支撑位置位于进料斗1的进料口一端，顶杆8对进料斗1的支撑位置位于进料斗1的出料口一端。
如图2所示，支撑立架7包括支座702和支撑主杆701。支座702用于支撑于地面，支撑主杆701可调节地连接于支座702上。具体的，支座702具有至少2个支脚，多个支脚的顶端连接成一体，而多个支脚的底端向外向不同方向延伸，支撑主杆701通过轴承穿过支座702顶端，实现支撑主杆701相对支座702的位置调节，进而调节支撑立架7（和进料斗1）的高度。支撑主杆701的上端铰接有调节柄703，调节柄703固定于进料斗1，支撑主杆701的下端连接配重块704。支座702下端设置万向轮705，实现支撑立架7（和进料斗1）的位置调节。
二级溜槽（即中转平台3）的高度和位置调整可通过可调整高度和位置的二级支架5支撑中转平台3实现。具体的，如图1所示，二级支架5包括至少3个支腿，从不同位置支撑于中转平台3下方。二级支架5底端（支腿的底端）设置移动约束装置9，以调整和固定中转平台3的位置。中转平台3下端通过转动装置连接二级输送管道4，以实现二级输送管道4的水平转动，完成大范围混凝土浇筑。二级支架5与一级输送管道2下端之间设置支撑门架6，用于支撑一级输送管道2。二级支架5为可调支腿，并可以销钉固定。
另一实施例中，二级溜槽下方地面（或平台）可设置移动槽（图中未示出），二级支架5底端设置的移动约束装置9置于移动槽内。移动槽为圆环状，二级支架5的三个支腿在稳定支撑中转平台的同时，可沿移动槽移动，带动中转平台3旋转，完成范围内混凝土浇筑。
基于上述设备的基坑混凝土浇筑方法包括如下步骤：
a、设置基坑混凝土浇筑设备。如图3所示，根据施工现场需要，设置4台基坑混凝土浇筑设备（分别为1号、2号、3号和4号），并计算其施工覆盖范围。
b、控制混凝土供货验收。
c、控制混凝土运输车到达布设所述进料斗1的位置准备进行混凝土浇筑。在混凝土供货验收合格后，浇筑部位钢筋、模板预埋件经检查合格后进行混凝土浇筑，由于大体积底面深基坑单次浇筑混凝土体积较大，时间较长，为避免出现混凝土施工冷缝，混凝土浇筑的顺序为纵向由两端向跨中浇筑，横向为由两端向中线侧墙分层进行浇筑。混凝土运输车到现场时，对砼坍落度进行控制，混凝土进行分层浇筑，控制厚度与浇筑间隔时间。
d、使用插入式振捣器振捣，多个所述插入式振捣器按梅花型均匀布置，振捣过程中在顶板铺设木板以供振捣人员操作时行走，严禁振捣人员踩踏钢筋，造成钢筋变形，施工过程中更不允许踩踏对拉螺栓。在振捣混凝土过程中随时对基坑混凝土浇筑设备进行检查。
e、控制混凝土浇筑完成循环作业。通过转动调整进料斗1和一级输送管道2的高度和出料位置，再转动调整中转平台3和二级输送管道4的高度和出料位置，达到所需浇筑位置全面覆盖。具体的，可通过支撑立架7或者固定缆绳完成进料斗1和一级输送管道2的水平转动和移动，通过支撑立架7和顶杆8调整进料斗1和一级输送管道2的水平角度。通过二级支架5调整中转平台3的高度和位置，通过转动装置使二级输送管道4进行360°旋转，二级输送管道4的末端可通过末端输送软管完成高度调整。
f、混凝土表面第一次赶平、压实、抹光。浇注时按规范要求制作砼试件，进行强度检查，指定专人填写砼施工记录，详细记录原材料质量、砼的配合比、坍落度、拌合质量、砼的浇筑和振捣方法、浇筑进度和浇筑过程出现的问题等，以备检查。
g、混凝土表面第二次赶平、压实、抹光。
h、混凝土及时保湿养护。
上述基坑混凝土浇筑设备及方法具有以下优点：
1）该基坑混凝土浇筑设备通过进料斗、中转平台、一级输送管道、二级输送管道的配合使用，实现了基坑混凝土浇筑用分级可旋转溜槽的功能，为超大体积底板的深基坑浇筑混凝土施工提供了新方法，拓宽了新思路。
2）该基坑混凝土浇筑设备所占用的施工场地面积，相比于布设溜槽及大量支架和串筒所占面积大幅度降低，相比于泵车输送混凝土对施工场地要求降低，相比于搭建及使用溜槽及串筒施工技术要求降低，提高了浇筑混凝土施工场地利用率；同时，避免了因搭建支架过高产生的安全风险以及资源占用等问题。
3）该基坑混凝土浇筑设备的购置、运行及维护成本远低于使用传统溜槽搭建或泵车浇筑混凝土的费用，且该设备均可重复利用，经济上更占优、更合理。
4）该基坑混凝土浇筑设备相比于溜槽及大量支架和串筒浇筑混凝土的效率明显提升。该基坑混凝土浇筑方法有效避免了因各支路溜槽切换多产生死角，混凝土浇筑过程中支路间切换所造成浇筑速度慢等问题。
5）该基坑混凝土浇筑设备相比于溜槽及大量支架和串筒浇筑混凝土有效保证混凝土在自然重力下通过装配式浇筑管道流至指定位置，达到了可降低塌落度要求，有效减少水化热，便于标准化施工。
6）该基坑混凝土浇筑设备的中转平台下方连接的可旋转输送管道，中转平台的转动和装配式浇注管道配合有效覆盖区域大，简化坑槽混凝土浇注工艺，提高混凝土的浇筑速度，实现大体积底板深基坑混凝土连续浇筑，有效缩短工期，更具有节约成本的优势。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，并非用来限定本发明的实施范围。但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，该设备包括首尾连通的一级溜槽和二级溜槽；所述一级溜槽包括可调整高度和位置的进料斗(1)和与所述进料斗(1)下端连通的一级输送管道(2)；所述二级溜槽包括与所述一级输送管道(2)下端连通且可调整高度和位置的中转平台(3)和与所述中转平台(3)下端连通且可水平转动的二级输送管道(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，该设备还包括可调整高度和位置的支撑立架(7)，所述支撑立架(7)支撑所述进料斗(1)。
3.根据权利要求2所述的一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，所述支撑立架(7)为至少2个，相邻的两所述支撑立架(7)之间设置横梁(10)；所述横梁(10)与所述进料斗(1)之间设置可调节长度的顶杆(8)，所述顶杆(8)与所述支撑立架(7)呈角度设置，且随所述支撑立架(7)的高度变化调节其长度。
4.根据权利要求2或3所述的一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，所述支撑立架(7)包括支撑于地面的支座(702)和可调节地连接于所述支座(702)的支撑主杆(701)，所述支撑主杆(701)的上端铰接有调节柄(703)，所述调节柄(703)固定于所述进料斗(1)，所述支撑主杆(701)的下端连接配重块(704)；所述支座(702)下端设置万向轮(705)。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，所述中转平台(3)下端通过转动装置连接所述二级输送管道(4)，以实现所述二级输送管道(4)的水平转动。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，该设备还包括可调整高度和位置的二级支架(5)，所述二级支架(5)支撑所述中转平台(3)。
7.根据权利要求6所述的一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，所述二级支架(5)底端设置移动约束装置(9)，以调整和固定所述中转平台(3)的位置。
8.根据权利要求6所述的一种基坑混凝土浇筑设备，其特征在于，该设备还包括支撑门架(6)，所述支撑门架(6)支撑于所述二级支架(5)与所述一级输送管道(2)下端之间。
9.一种基于权利要求1至8任一项所述设备的基坑混凝土浇筑方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a、设置所述基坑混凝土浇筑设备；
b、控制混凝土供货验收；
c、控制混凝土运输车到达布设所述进料斗(1)的位置准备进行混凝土浇筑；
d、使用插入式振捣器振捣，多个所述插入式振捣器按梅花型均匀布置，在振捣混凝土过程中随时对所述基坑混凝土浇筑设备进行检查；
e、控制混凝土浇筑完成循环作业；通过转动调整所述进料斗(1)和所述一级输送管道(2)的高度和出料位置，再转动调整所述中转平台(3)和所述二级输送管道(4)的高度和出料位置， 达到所需浇筑位置全面覆盖；
f、混凝土表面第一次赶平、压实、抹光；
g、混凝土表面第二次赶平、压实、抹光；
h、混凝土及时保湿养护。
10.根据权利要求9所述的一种基坑混凝土浇筑方法，其特征在于，所述混凝土浇筑的顺序为纵向由两端向跨中浇筑，横向为由两端向中线侧墙分层进行浇筑。
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