CN210151746U - 钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，包括：钢管柱：竖直设于桩孔内；导管：向下穿入钢管柱且可上下滑动；吊车，用于下放和上拔导管；钢管柱定心机构，包括固定于桩孔顶部混凝土平台上平面上的定心调垂钢板、安装于定心调垂钢板上的定心调垂支架，定心调垂钢板设有与桩孔中心轴线重合的孔口，定心调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，定位孔沿周缘连接有调整钢管柱顶部位置以使钢管柱顶部中心轴线与桩孔中心轴线重合的定位螺丝。本实用新型可以实现一次灌筑施工，只需对灌注过程中混凝土面的标高及导管位置的精确控制就能很方便的实现不同强度混凝土的有效置换。

Description

钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置

技术领域

本实用新型涉及建筑施工技术，具体涉及逆作施工装置。

背景技术

房屋建筑结构逆作法施工中通常采用“一柱一桩”作为支撑柱，以承受结构楼板自重荷载及部分施工荷载，工程实践中“一柱一桩”中的桩一般采用钻孔灌注桩，其混凝土强度以C30最为常见，“一柱一桩”中的柱一般为角钢格构柱，对于采用全逆作法或承受的施工荷载与结构自重较大的支撑柱通常设计成钢管混凝土柱，在钢管中灌注高强度混凝土(一般为C60甚至更高)，以提高支撑柱的竖向承载力。混凝土灌注后，需要保证钢管柱与桩孔同轴心设置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种逆钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，以实现一次灌注施工，方便施工，保证钢管柱与桩孔同轴心设置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，包括：

钢管柱：竖直设于桩孔内且与桩孔同轴心设置；

导管：向下穿入钢管柱且可上下滑动，当导管底端位于桩底预定位置时，通过导管灌注低强度混凝土，当导管上拔且底端位于距离钢管柱底端预定位置时，通过导管灌注高强度混凝土，所述导管的上端设有用于灌注混凝土的浇灌斗；

吊车，所述吊车的吊钩与导管上端连接，用于下放和上拔导管；

砼搅拌车，用于向导管浇灌斗内灌注低强度混凝土或者高强度混凝土；

钢管柱定心机构，包括固定于桩孔顶部混凝土平台上平面上的定心调垂钢板、安装于定心调垂钢板上的定心调垂支架，所述定心调垂钢板设有与桩孔中心轴线重合的孔口，所述定心调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，所述定位孔沿周缘连接有调整钢管柱顶部位置以使钢管柱顶部中心轴线与桩孔中心轴线重合的定位螺丝。

可选的，所述定心调垂支架包括两根并排设置的横梁和两根并排设置且与横梁垂直连接于同一平面的纵梁，两根横梁和两根纵梁围成正方形的定位孔。

可选的，定位孔的每条边中部并排连接两个定位螺丝。

可选的，所述定心调垂钢板用膨胀螺丝固定于混凝土平台。

可选的，所述定心调垂钢板与预埋于混凝土平台内的地锚焊接。

本实用新型采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、将导管通过钢管柱中心下至桩底(距桩底0.3～0.5m)，下灌低强度混凝土至距离钢管柱底2m标高时将导管上拔定位在距钢管柱底4m处进行高强混凝土灌注，两种不同强度的混凝土在导管底标高位置进行置换，随着高强混凝土的灌注混凝土逐渐进入钢管柱内一定深度再次上拔导管至钢管柱内，继续灌注。因而可以实现一次灌注施工，使用方便，操作简单，相比采用单一高强度混凝土进行灌注基本不需要增加额外工程量，只需对灌注过程中混凝土面的标高及导管位置的精确控制就能很方便的实现不同强度混凝土的有效置换，既能保证施工质量，又能为项目达到“节材”的目的。

2、灌注桩成孔后经过清孔、下放钢筋笼、下放钢管柱后，通过钢管柱定心机构对钢管柱进行对中调垂和定位，保证混凝土灌注后，钢管柱与桩孔同轴心设置，确保施工质量。

本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1是灌注低强度混凝土时的示意图；

图2是提升导管至距离钢管柱底部预定位置后灌注高强度混凝土时示意图；

图3是在钢管柱外对称均匀回填碎石时的示意图；

图4是将导管上拔至高强混凝土面以下1m处继续灌注高强混凝土时示意图；

图5是钢管柱定心机构的结构示意图；

图6是图5中1-1剖面结构示意图；

图7是结构逆作法施工中钢管混凝土支撑柱桩柱不同强度混凝土水下一次灌注到顶施工工艺流程图。

具体实施方式

如图1至图6所示，钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，包括：

钢管柱4：竖直设于桩孔3内且与桩孔同轴心设置；

导管5：向下穿入钢管柱4且可上下滑动，当导管底端位于桩底预定位置时，通过导管灌注低强度混凝土，当导管上拔且底端位于距离钢管柱底端预定位置时，通过导管灌注高强度混凝土，所述导管的上端设有用于灌注混凝土的浇灌斗；

吊车，所述吊车的吊钩与导管上端连接，用于下放和上拔导管；

砼搅拌车，用于向导管浇灌斗内灌注低强度混凝土或者高强度混凝土；

钢管柱定心机构，包括固定于桩孔顶部混凝土平台11上平面上的定心调垂钢板12、安装于定心调垂钢板上的定心调垂支架2，所述定心调垂钢板设有与桩孔中心轴线重合的孔口，所述定心调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，所述定位孔沿周缘连接有调整钢管柱顶部位置以使钢管柱顶部中心轴线与桩孔中心轴线重合的定位螺丝24。

其中，所述定心调垂支架2包括两根并排设置的横梁21和两根并排设置且与横梁垂直连接于同一平面的纵梁22，两根横梁和两根纵梁围成正方形的定位孔。定位调垂钢板12上对应两根横梁21的两端设有定位槽23，定位槽可由角钢垂直焊接在定位调垂钢板12上形成，对两根横梁21的两端进行定位。两根纵梁并排焊接在两根横梁之间，两根横梁和两根纵梁可以由角钢或者方钢制成。

通过钢管柱定心机构对钢管柱进行对中调垂和定位，保证混凝土灌注后，钢管柱与桩孔同轴心设置，确保施工质量。

另外，当钢管柱下方进入桩孔钢筋笼内且出现倾斜时，需要进一步调整垂直度，钢管柱底部沿周向均匀连接的四根钢丝绳，在地面环绕定位调垂钢板周向均布有四个液压紧绳器，四根钢丝绳的上端分别与四个液压紧绳器连接。定位孔的每条边中部并排连接两个定位螺丝24，钢丝绳从两个定位螺丝之间的限位空间通过。采用紧绳器拉伸钢丝绳，进行钢管柱垂直度的微调使之满足设计要求。

所述定心调垂钢板用膨胀螺丝固定于混凝土平台。所述定心调垂钢板与预埋于混凝土平台内的地锚焊接。

参考图7所示，结构逆作法施工中钢管混凝土支撑柱桩柱不同强度混凝土水下一次灌注到顶施工工艺，施工准备→下导管至桩底预定位置→初灌低强度桩身混凝土至预定位置→提升导管至置换面→下灌高强混凝土进行置换→提升导管至钢管柱内继续灌注高强混凝土→钢管柱外与桩孔壁之间均匀投入碎石→灌注高强混凝土时观察桩孔泥浆溢流情况→根据桩孔泥浆溢流情况投入碎石→钢管内混凝土灌注到顶溢流完低强混凝土后拔出导管→混凝土初凝后拆除钢管定位架。

在钢管混凝土支撑柱水下灌注混凝土前的施工准备包括现场准备、材料准备、技术准备、人员设备准备、应急措施准备等。

现场准备：灌注桩成孔后经过清孔(尤其注意检查桩底沉渣厚度必须满足要求)、下放钢筋笼、下放钢管并对钢管进行对中调垂和固定，施工场地及道路必须满足混凝土搅拌车、吊车、挖机等机械设备停放及导管、石子等有关材料堆放的要求，并根据实际情况做好安全防护。

材料准备：施工前必须确定混凝土的配合比，尤其是钢管内高强度混凝土必经经过“试充填”试验确定最优配合比及最优膨胀剂掺量，以保证混凝土灌注后的密实度以及与钢管壁紧密结合的程度满足设计要求。高低混凝土采用搅拌车运输至预定位置，并经坍落度检测合格，用来平衡钢管内外混凝土压差的碎石需准备到位，并均匀堆放在孔口边，随时准备投入。

技术准备：混凝土灌注前必须测验桩孔成孔质量及清孔质量、桩底沉渣厚度、钢筋笼质量、钢管规格尺寸，各项指标均满足要求后下放钢筋笼采取有效措施使其就位后下放钢管，对钢管进行对中和调垂并将其固定在固定架上。检查各种注浆管、超声检测管的埋设情况和完整情况，不得遗漏和缺损。提前验算并确定本工法中各种数据指标(如导管的下放标高，初灌混凝土面标高，导管提升标高，低强砼灌入量等数据)，并准备相关检测仪器随时核验各数据指标的准确性，并做好技术交底工作。

人员设备准备：灌注前施工单位派技术人员专门负责混凝土的灌注，做好施工记录，其他施工人员均需各就各位，包括吊车司机、吊车司索信号工、电工、砼灌注操作工，挖机司机，投入碎石工人等必须全部准备就绪。设备准备包括：吊车、砼搅拌车、挖机，钢管固定架等。

应急准备措施：针对可能出现的各种意外必须准备好针对性的应急措施。

下放导管至桩底预定位置。

将水下灌注砼用的导管下放至桩底距孔底0.3～0.5m处(具体数据根据工程实际情况确定及桩底沉渣厚度来确定)，用测绳复核该深度，准备初灌混凝土。

混凝土的浇注

混凝土初灌：初灌注时,先在导管内安放好隔水球,隔水球应下在导管内泥浆面以上,用8--10#铅丝悬挂在浇灌斗上,按计算的初灌砼量剪断铅丝把砼一次投入孔内,孔口大量出泥浆,说明初灌成功,然后可按工序进行连续灌注作业直至混凝土面达到预定位置，一般设定距离在钢管柱底2m处，使低强度混凝土灌31至置换面以上2米左右，如图1所示。

高强混凝土置换：为确保置换效果，置换面选择在低强混凝土灌注面以下2m位置，因此首先将导管上拔定位在距离钢管柱底4m处，开始灌注高强度混凝土32，灌注时应缓慢进行，慢慢将置换面以上的低强混凝土以及浮浆33顶上来，如图2所示。

周边碎石回填：当高强混凝土进入钢管柱内3m时应暂停灌注，上拔导管至钢管柱内(需确保导管底位于高强混凝土顶面以下2m)，同时在钢管柱外对称均匀回填碎石34，以达到平衡钢管柱内外混凝土压差，控制钢管柱外混凝土不再随着高强混凝土的灌注而上升的目的，如图3所示。

灌注完成确认：随着钢管柱内高强混凝土的灌注，钢管柱内混凝土面的上升的同时应同步上拔导管，当钢管柱出浆口开始溢出桩顶浮浆时应缓慢灌注，并将导管上拔至高强混凝土面以下1m处继续灌注高强混凝土直至将桩顶浮浆和低强混凝土全部溢出完开始溢出高强混凝土为止，最后将导管全部拔出，复核钢管柱的垂直度，如图4所示。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (5)

1.钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，其特征在于包括：

钢管柱：竖直设于桩孔内且与桩孔同轴心设置；

导管：向下穿入钢管柱且可上下滑动，当导管底端位于桩底预定位置时，通过导管灌注低强度混凝土，当导管上拔且底端位于距离钢管柱底端预定位置时，通过导管灌注高强度混凝土，所述导管的上端设有用于灌注混凝土的浇灌斗；

吊车，所述吊车的吊钩与导管上端连接，用于下放和上拔导管；

砼搅拌车，用于向导管浇灌斗内灌注低强度混凝土或者高强度混凝土；

钢管柱定心机构，包括固定于桩孔顶部混凝土平台上平面上的定心调垂钢板、安装于定心调垂钢板上的定心调垂支架，所述定心调垂钢板设有与桩孔中心轴线重合的孔口，所述定心调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，所述定位孔沿周缘连接有调整钢管柱顶部位置以使钢管柱顶部中心轴线与桩孔中心轴线重合的定位螺丝。

2.根据权利要求1所述的钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，其特征在于：所述定心调垂支架包括两根并排设置的横梁和两根并排设置且与横梁垂直连接于同一平面的纵梁，两根横梁和两根纵梁围成正方形的定位孔。

3.根据权利要求2所述的钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，其特征在于：定位孔的每条边中部并排连接两个定位螺丝。

4.根据权利要求1所述的钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，其特征在于：所述定心调垂钢板用膨胀螺丝固定于混凝土平台。

5.根据权利要求1所述的钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置，其特征在于：所述定心调垂钢板与预埋于混凝土平台内的地锚焊接。

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