墩柱桩基混凝土自动浇筑振捣装置及其施工方法与流程

1.本发明涉及建筑装置技术领域，尤其涉及墩柱桩基混凝土自动浇筑振捣装置及其施工方法。


背景技术：

2.目前针对土建基础设施施工，墩柱普遍采用模筑法进行施工，山区公路桥梁，因地势原因，部分桩基需要采用人工挖孔桩进行施工，在墩柱和人工挖孔桩施工过程中均存在需要人工下至孔底或者模板底部进行混凝土浇筑和振捣工作。
3.在浇筑墩柱和人工挖孔桩作业军属于高空作业，目前常用的工艺即采用下设串筒的方式，采用人工进行拆卸和提升串筒，并采用人工进行插入式振捣的方式进行混凝土振捣作业。
4.传统串筒采用一节悬挂一节的方式，在浇筑时，容易出现串筒剧烈晃动、串筒挂接部位漏浆以及混凝土在落差较大的管道内易出现离析等问题，严重影响到墩柱或者是桩基的混凝土的浇筑效果。


技术实现要素：

5.针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供墩柱桩基混凝土自动浇筑振捣装置及其施工方法，用以解决现有技术中使用传统串筒对桩基或者是墩柱进行浇筑时，需要人工进行组装和人工进入浇筑部位对混凝土进行振捣，造成工人工作量大，和存在较大安全隐患的问题，以及混凝土在传统串筒内进行高落差输送时，易出现混凝土离析的情况，使混凝土的浇筑效果受到影响的问题。
6.为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
7.墩柱桩基混凝土自动浇筑振捣装置及其施工方法，包括从上至下分布的施工平台、安装平台和振捣平台，所述施工平台设置在墩柱浇筑口或者是桩基浇筑口的上方，所述施工平台上设有吊装机构，所述吊装机构与安装平台连接，用以控制安装平台的上下移动，所述施工平台与安装平台之间设有伸缩串筒，所述伸缩串筒的上端和下端分别可拆卸式连接于施工平台和安装平台的中部，所述安装座上对称设有液压杆，所述液压杆的输出端与振捣平台可拆卸式连接，所述振捣平台上周向均匀分布有若干振捣电机，所述振捣电机的输出端朝下安装，且输出端上固定连接有振捣棒，所述伸缩串筒的下端设有软管，所述软管的一端与伸缩套筒的下端固定连接，所述软管的另一端设有若干橡胶条，所述橡胶条的一端与软管的端部侧面固定连接，所述振捣平台上设有滑轨，所述滑轨上设有滑动小车，所述滑动小车与软管的外侧面连接，且滑动小车可带动软管的端部在振捣平台上移动。
8.本技术方案的工作原理为：
9.混凝土罐车的输出端与伸缩串筒的上端连接，通过伸缩串筒将混凝土输送至桩基或者是墩柱的内部实现浇筑，当浇筑高度达到一定高度时，可停止放料，然后通过吊装机构控制振捣平台下降，使振捣棒插入混凝土中，对混凝土进行振捣，当振捣完毕后，吊装机构
往上提升安装平台一定的距离，带动串筒单元相互收缩，然后继续浇筑混凝土，如此反复此施工过程，直至浇筑至设计标高即可结束。
10.进一步限定，所述吊装机构为卷扬机，且两组卷扬机对称设置在施工平台上，其有益之处在于，卷扬机安装空间小，使用起来方便，对称设置可以增强吊装的稳定性。
11.进一步限定，所述伸缩串筒由若干个串筒单元组成，所述伸缩串筒最上端的串筒单元的上部设有与之可拆卸式连接的料斗，其有益之处在于，料斗可以对混凝土车内的混凝土进行汇集和导向，提升混凝土进入串筒内的效果。
12.进一步限定，所述施工平台的四周设有将施工平台围起来的防护栏杆，所述防护栏杆为伸缩式防护栏杆，其有益之处在于，防护栏可以起到隔离的作用，保证施工安全，同时伸缩的防护栏可以更好的收纳和安装。
13.进一步限定，所述振捣平台上设有距离检测装置，所述距离检测装置用以检测混凝土浇筑的高度，其有益之处在于，通过距离检测装置控制每一次混凝土浇筑的高度，确保振捣棒对混凝土的振捣效果。
14.进一步限定，单节所述串筒单元的长度为1m直径为25cm
‑
50cm，且相邻所述串筒单元的直径从上至下依次增大1cm。
15.进一步限定，所述伸缩串筒的若干串筒单元的直径从上至下依次增大，所述串筒单元为圆柱形，且单个所述串筒单元的上部内侧面和下部外侧面上分别设有第一挂钩和第二挂钩，相邻两个串筒单元所述第一挂钩和第二挂钩挂接，用以防止相邻两个串筒单元在伸缩时候的滑出，其有益之处在于，串筒单元为圆柱形，使各个串筒单元的内外壁之间接触更加的紧密，且具有更好的导向效果，有益于串筒单元之间的相互伸缩，也减小了伸缩串筒在浇筑时的晃动弧度，同时直径从上到下顺次减小，可以使相邻串筒单元朝上的套接缝隙位于串筒单元的外侧，避免浇筑时混凝土泥浆的进入，提升串筒单元伸缩效果，同时还避免了混凝土浆液泄露。
16.进一步限定，所述软管为波纹管，其有益之处在于，波纹管的弯曲能力好，提升振捣平台上的移动效果，同时也提升了混凝土浇筑时的均布效果。
17.进一步限定，还包括串筒内壁清洗装置，所述串筒内壁清洗装置包括清洗杆，所述清洗杆的一端部设有海绵球，所述海绵球常态下的直径大于直径伸缩串筒最下端直径，其有益之处在于，海绵球能够根据串筒单元的直径进行收缩和膨胀，使海绵球始终与串筒单元的内壁紧密接触，能提升对串筒单元内壁的混凝土清洗和刮除效果。
18.还包括墩柱桩基混凝土自动浇筑振捣装置的施工方法，包括如下步骤：
19.(1)将本装置整体吊装至墩柱模板顶部或者是桩基孔口处；
20.(2)根据墩柱或者是桩基深度确定所需串筒单元组装后的长度，并将伸缩串筒安装在振捣装置上；
21.(3)通过振捣装置的吊装机构将组装的伸缩串筒下放，确保距离墩柱或者是桩基的底面小于2m；
22.(4)混凝土罐车通过伸缩串筒最上端的串筒单元的端部向桩基或者是墩柱的内部进行输送混凝土；
23.(5)测距装置进行混凝土浇筑的高度检测是否达到50cm，达到后，停止注入混凝土；
24.(6)通过液压杆下降振捣平台，使振捣棒伸入浇筑的混凝土了进行振捣，振捣15s后，向上提起，重复振捣两次，直至混凝土表面翻浆，且不在冒出气泡为止；
25.(7)振捣结束后，向上提升安装平台50cm继续浇筑混凝土；
26.(8)重复步骤(6)和步骤(7)直至将墩柱或者是桩基浇筑至设计标高即可；
27.(9)使用吊装设备将本装置整体吊装至空旷地面，然后进行冲洗。
28.本发明的技术效果如下：
29.(1)采用了伸缩式串筒，由小到大进行内伸缩，安装方便，同时在模板或者孔内不需要人工进行操作，通过机械运转来实现伸缩串筒的伸长和缩短功能，且施工时底部为无人操作，大大减小了施工安全风险。(2)采用通过卷扬机和振动平台的应用，减少人为危险操作，人员只用站在地面即可完成混凝土浇筑振捣工作，大大节省人力，节约成本。(3)串筒单元为圆柱形，使各个串筒单元的内外壁之间接触更加的紧密，且具有更好的导向效果，有益于串筒单元之间的相互伸缩，也减小了伸缩串筒在浇筑时的晃动弧度，同时直径从上到下顺次减小，可以使相邻串筒单元朝上的套接缝隙位于串筒单元的外侧，避免浇筑时混凝土泥浆的进入，提升串筒单元伸缩效果，同时还避免了混凝土浆液泄露。(4)橡胶条圆周均布在软管的下端部，混凝土在软管下端的流速较大，根据伯努利原理，流速大的地方压强小，则在大气压的作用下，将橡胶条向软管中心挤压靠拢，即可对软管下端部混凝土内的骨料进行阻挡，降低骨料的下落速度，从而可以降低或者是避免混凝土在浇筑时发生离析的概率。
附图说明
30.图1为本具体实施方式中本装置在桩基内的安装示意图。
31.图2为本具体实施方式中施工平台的布置示意图。
32.图3为本具体实施方式中振捣平台的布置示意图。
33.图4为本具体实施方式中橡胶条在软管下端的安装示意图。
34.图5为本具体实施方式中相邻串筒单元的连接示意图。
35.附图标记说明：
36.施工平台1、滑轨2、安装平台3、振捣平台4、防护栏杆5、卷扬机6、串筒单元7、液压杆8、软管9、振捣电机10、振捣棒11、滑移小车12、钢绳13、钢跳板14、工字钢15、第一挂钩16、第二挂钩17、橡胶条18。
具体实施方式
37.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
38.如图1到图5所示，墩柱桩基混凝土自动浇筑振捣装置，包括输送混凝土的伸缩串筒，伸缩串筒由若干的串筒单元7组成，其中串筒单元7的直径从上至下依次增大，相邻两个串筒单元7套接，单个串筒单元7的上部内侧面和下部外侧面上分别设有第一挂钩16和第二挂钩17，相邻两个串筒单元7的所述第一挂钩16和第二挂钩17挂接，用以防止相邻两个串筒单元7在伸缩时候的滑出。串筒单元7为圆柱形，使各个串筒单元7的内外壁之间接触更加的紧密，且具有更好的导向效果，有益于串筒单元7之间的相互伸缩，也减小了伸缩串筒在浇筑时的晃动弧度，同时直径从上到下顺次减小，可以使相邻串筒单元7朝上的套接缝隙位于
串筒单元7的外侧，避免浇筑时混凝土泥浆的进入，提升串筒单元7伸缩效果，同时还避免了混凝土浆液泄露。
39.对浇筑的混凝土进行振捣的振捣装置包括施工平台1、安装平台3和吊装机构，吊装机构为卷扬机6，且两组卷扬机6对称设置在施工平台1上，其有益之处在于，对称设置可以增强吊装的稳定性，施工平台1布设于墩柱或者是桩基的上端面上，吊装机构的钢绳13固定于安装平台3上，吊装机构的吊装端和安装平台3固定连接，用以控制安装平台3在竖直方向上移动，振捣装置的上端位于施工平台1的上表面中部，振捣装置的下表面位于安装平台3的下表面中部，安装平台3下方设有若干组振捣电机10，振捣电机10的输出端上设有与之固定连接的振捣棒11。
40.优选地，还包括振捣平台4，振捣平台4设置于安装平台3的下方，振捣平台4和安装平台3之间设有将二者连接的液压杆8，振捣电机10均匀分布在振捣平台4上，其有益之处在于，通过振捣平台4上按照乙方液压杆8可以对振捣平台4和电机向上提升一定的距离，在需要对混凝土进行振捣的时候，再将振捣平台4放下，这样可以有效的避免振捣棒11和浇筑的混凝土发生干涉。
41.如图4所示，优选地，振捣装置的下端设有软管9，软管9的一端与振捣装置的下端固定连接，软管9的下端位于振捣平台4上，其有益之处在于，软管9在浇筑的时候会产生摆动，使浇筑的混凝土能够在一定的程度上形成均布，提升浇筑的效果。优选地，软管9上设有橡胶条18，橡胶条18圆周均布在软管9的下端部，混凝土在软管9下端的流速较大，根据伯努利原理，流速大的地方压强小，则在大气压的作用下，将橡胶条18向软管9中心挤压靠拢，即可对软管下端部混凝土内的骨料进行阻挡，降低骨料的下落速度，从而可以降低或者是避免混凝土在浇筑时发生离析的概率。
42.优选地，振捣平台4上设有滑轨2，滑轨2上设有滑移下车12，滑移下车12与软管9 的下端连接，其有益之处在于，通过滑移下车12在滑轨2上的来回滑动，可以进一步提升混凝土在墩柱或者是桩基内的分布效果。优选地，伸缩串筒最上端的串筒单元7的上部设有与之可拆卸式连接的料斗，其有益之处在于，料斗可以对混凝土车内的混凝土进行汇集和导向，提升混凝土进入串筒内的效果。施工平台1的四周设有将施工平台围起来的防护栏杆5，防护栏杆5为伸缩式防护栏杆，其有益之处在于，防护栏杆5可以起到隔离的作用，保证施工安全，同时伸缩的防护栏杆可以更好的收纳和安装。
43.施工平台1是由工字钢15和钢管组成。最底部放置两根i20a工字钢15作为主梁，间距为70cm，长度比模板宽度两端各长出50cm(以1.8m直径墩柱为例，长度即为2.8米)，上部采用i12工字钢15作为分配梁，中间间距60cm间距对称设置两根i12工字钢15作横向长度与模板直径与模板直径一致。在纵梁端部50cm位置处设置两根分配梁，作为人员工作平台，平台上铺设钢跳板14。在分配梁上安装φ48钢管如图2所示，进来减少对外露钢筋的扰动。
44.如图5所示，伸缩式串筒是对传统的串筒单元7进行改进，通过筒径逐渐减小来达到可以大套小。将所有的串筒单元7收缩为一个，不仅操作简单，有效节约空间。串筒单元7为钢板卷制而成，在每个筒顶部内侧设置第一挂钩16，底部外侧设置第二挂钩17，每节串筒单元7长度为1m，串通直径从50cm
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25cm，每下一节向内收缩1cm，按最大挂设长度25m计算。最底部为振捣平台4，平台上设置一个横向滑轨2，供滑移下车12带动软管9进行均匀布料，软管9直接与串筒单元7底部相连。
45.振捣平台4设置12个振捣电机10，振捣电机10的下端连接有振捣棒11，振捣平台4 的大小以及振捣棒11的布置根据实际桩径和柱径进行调整。根据每个振捣棒11的作业半径为8
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9倍的棒径，φ50即为40
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45cm计算。如图3布置，理论能对整个混凝土浇筑面进行振捣，通过吊装机构来实现振捣棒11的插入和拔出，以及振捣次数。同时在振捣平台4上设置一个距离检测装置，实时反馈浇筑高度，严格控制50cm一层的浇筑厚度进行振捣，切实做到层层振捣。
46.还包括墩柱桩基混凝土自动浇筑振捣装置的施工方法，包括如下步骤：
47.(1)将本装置整体吊装至墩柱模板顶部或者是桩基孔口处；
48.(2)根据墩柱或者是桩基深度确定所需串筒单元组装后的长度，并将伸缩串筒安装在振捣装置上；
49.(3)通过振捣装置的吊装机构将组装的伸缩串筒下放，确保距离墩柱或者是桩基的底面小于2m；
50.(4)混凝土罐车通过伸缩串筒最上端的串筒单元的端部向桩基或者是墩柱的内部进行输送混凝土；
51.(5)测距装置进行混凝土浇筑的高度检测是否达到50cm，达到后，停止注入混凝土；
52.(6)通过液压杆下降振捣平台，使振捣棒伸入浇筑的混凝土了进行振捣，振捣15s后，向上提起，重复振捣两次，直至混凝土表面翻浆，且不在冒出气泡为止；
53.(7)振捣结束后，向上提升安装平台50cm继续浇筑混凝土；
54.(8)重复步骤(6)和步骤(7)直至将墩柱或者是桩基浇筑至设计标高即可；
55.(9)使用吊装设备将本装置整体吊装至空旷地面，然后进行冲洗。
56.需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。