一种桩基智能灌注装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于桥梁施工技术领域，具体是一种桩基智能灌注装置及施工方法。解决桩基灌注时存在人为影响较大、不可控因素多、混凝土灌注只能通过测量及计算得到，结果不直观、灌注施工需要较高技术水平的作业人员方可胜任、桩基灌注质量受人为主观影响大等问题，包括安装在洞口的导管支撑及动力系统，导管支撑及动力系统上安装有可以沿其上下升降的灌注漏斗，灌注漏斗下端依次与若干节中间灌注导管、尾III灌注导管、尾II灌注导管以及尾I灌注导管连接，尾III灌注导管、尾II灌注导管以及尾I灌注导管上安装有若干套压力检测系统，导管支撑及动力系统以及压力检测系统分别与控制系统电连接。

An intelligent pouring device for pile foundation and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种桩基智能灌注装置及施工方法
本专利技术属于桥梁施工
，具体是一种桩基智能灌注装置及施工方法。
技术介绍
近年来，随着国家公路、铁路的大力度投资建设，桥梁建设越来越多，钻孔灌注桩施工技术已被广泛应用到建筑工程施工领域。大量实践案例表明，钻孔灌注桩具有较高的安全性及较强的稳定性。但钻孔灌注桩在水下灌注混凝土需要较高的技术要求，对孔内泥浆质量、混凝土供应及作业人员素质要求较高，稍有不慎，将灌注导管拔出混凝土面将造成断桩、夹泥等质量问题，严重者需重新钻孔灌注。现有钻孔灌注施工存在以下施工难点：1.孔内充满泥浆，桩基内灌注混凝土情况不可视，只能通过测量孔内混凝土面及计算灌注混凝土方量来推测混凝土灌注情况，存在不可控的人为因素。2.通过测量孔内混凝土面及计算灌注混凝土方量推测混凝土灌注面，以此确定灌注导管拔出高度，操作复杂，对作业人员经验、责任心、技术水平等综合素质要求较高；3.灌注混凝土过程中要始终保持导管埋入混凝土中，并随着混凝土面上升而进行拔管，当操作失误发生灌注导管不慎拔出混凝土面的情况时，导管很难再次插入混凝土中，存在断桩、桩间夹泥等风险；因此，研究一种桩基灌注过程中可随时掌握桩基孔内泥浆下混凝土灌注情况及减少人为操作失误造成桩基质量问题的桩基智能灌注装置及施工方法是必要的。
技术实现思路
本专利技术为了解决桩基灌注时存在人为影响较大、不可控因素多、混凝土灌注只能通过测量及计算得到，结果不直观、灌注施工需要较高技术水平的作业人员方可胜任、桩基灌注质量受人为主观影响大等问题，提供一种桩基智能灌注装置及施工方法。本专利技术采取以下技术方案：一种桩基智能灌注装置，包括安装在洞口的导管支撑及动力系统，导管支撑及动力系统上安装有可以沿其上下升降的灌注漏斗，灌注漏斗下端依次与若干节中间灌注导管、尾III灌注导管、尾II灌注导管以及尾I灌注导管连接，尾III灌注导管、尾II灌注导管以及尾I灌注导管上安装有若干套压力检测系统，导管支撑及动力系统以及压力检测系统分别与控制系统电连接。进一步的，导管支撑及动力系统包括安装于桩基洞口的桩口支座环，桩口支座环上对称设置有2个底座，底座上安装有支架，支架顶部设置顶板，顶板两侧与底座之间设置顶板加劲肋，顶板中间与底座之间安装螺杆，螺杆顶部安装有螺杆驱动齿，螺杆驱动齿与电机及变速箱连接。进一步的，灌注漏斗包括漏斗、支撑板、异型法兰I、支撑杆和螺纹套管，支撑板两端安装螺纹套管，螺纹套管套在螺杆上，支撑板中部安装漏斗，漏斗底部设置异型法兰I，异型法兰I与漏斗之间支撑有支撑杆。进一步的，压力检测系统包括压力传感器、压力砣、密封套管和支撑块，压力传感器为压电式压力传感器，压力传感器固定在密封套管内，密封套管通过支撑块固定于导管外壁，压力砣两端为圆柱型，中间为锥体与圆柱体组合结构，压力砣两端的圆柱体分别置入密封套管内，并与压力传感器正面接触。进一步的，中间灌注导管包括导管I，导管I两端安装异型法兰II，两端的异型法兰II之间支撑有导管支撑杆。进一步的，尾III灌注导管包括导管II，导管II上端安装异型法兰III，导管II下端安装法兰I。进一步的，尾II灌注导管包括导管III，导管III上端安装法兰II，导管III下端设置有内螺纹。进一步的，尾I灌注导管包括导管IV，导管IV上端设置有外螺纹，导管IV下端为导管尖头。进一步的，控制系统外部输入端分别与安装在尾I灌注导管、尾II灌注导管及尾III灌注导管外壁的压力检测系统相连，控制系统外部输出端与安装在顶板上部的电机及变速箱相连，控制系统内部输出端为显示屏与声光报警器、内部输入端为上升控制按纽、下降控制按纽、自动控制按纽、急停按纽以及启动按纽。一种桩基智能灌注装置的施工方法，包括以下步骤，S100～准备工作；桩基钻到设计标高，孔内泥浆不低于孔口50cm,桩基钢筋笼下放完毕，并进行清孔，清孔之后立刻安装导管支撑及动力系统，再按照常规方法下放尾I灌注导管，依次安装尾II灌注导管和尾III灌注导管，按照桩基长度安装中间灌注导管，最后一节中间灌注导管安装完后成保证尾I灌注导管离桩底不大于30cm，最后安装灌注漏斗，将灌注漏头的螺纹套管套入导管支撑及动力系统的螺杆中，再固定导管支撑及动力系统，最后将所有压力检测系统及导管支撑及动力系统的电动机及变速箱接入控制系统中。S200～灌注首盘混凝土使混凝土面淹没尾I灌注导管。S300～启动控制系统，控制系统控制电机及变速箱正-反交替旋转，控制灌注漏头交替上升-下降，上升-下降幅度设定为40～60cm。S400～持续灌注混凝土，直至混凝土淹没尾II灌注导管，开始淹没尾III灌注导管时，控制系统检测到安装在尾III灌注导管上的压力检测系统压力增大时，控制电机及变速箱停止正-反交替旋转，开始正向旋转，灌注漏头停止交替上升-下降，开始上升，进行拔管动作，灌注漏头上升至尾II灌注导管完全拔离混凝土面，尾I灌注导管开始拔离开混凝土为止,既拔管至尾II灌注导管最下面一个压力检测系统检测到泥浆及尾I灌注导管最上面一个压力检测系统还在混凝土内为止。S500～当灌注漏头停止上升之后，固定中间灌注导管，再拆下灌注漏斗下的一节中间灌注导管，控制电机及变速箱反转，灌注漏斗下降，直至与下一节中间灌注导管相连为止，再用螺栓固定灌注漏头1与下一节中间灌注导管。S600～重复步骤S300～S400～S500，直接最后一节中间灌注导管被拆下，此时灌注漏斗与尾III灌注导管直接相连。S700～关闭桩基智能灌注装置，继续灌注混凝土直至混凝土面比设计标高50cm，拆下桩基智能灌注装置，清洗干净，预备下一根桩基灌注。与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：1.确保不会使最后一节灌注导管（本专利技术中的尾I灌注导管）完全离开混凝土面，杜绝了断桩、夹泥现象。2.施工中不需频繁测量混凝土灌注面上升高度，不必计算导管提升高度，不必预估拆导管时间，系统自动报警提醒作业人员拆灌注导管，降低了人工操作失误风险。3.从屏幕显示的压力情况可以直观得知桩内泥浆下导管埋入混凝土的情况，灌注混凝土施工过程更透明。4.最后一节灌注导管（本专利技术中的尾I灌注导管）设计为尖头，灌注混凝土过程中整个灌注系统一直在交替上升-下降，操持了混凝土活性，降低了堵管的可能性。附图说明图1为桩基智能灌注设备结构图图2为灌注漏斗结构图；图3为中间灌注导管结构图；图4为尾III灌注导管结构图；图5为尾II灌注导管结构图；图6为尾I灌注导管结构图；图7为压力检测系统结构图；图8为压力检测系统爆炸图；图9为导管支撑及动力系统；图10为控制系统结构图；图中1-灌注漏斗、2-中间灌注导管、3-尾III灌注导管、4-尾II灌注导管、5-尾I灌注导管、6-压力检测系统、7-导管支撑及动力系统、8-控制系统、9-漏斗、10-支撑板、11a-异型法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桩基智能灌注装置，其特征在于：包括安装在洞口的导管支撑及动力系统（7），导管支撑及动力系统（7）上安装有可以沿其上下升降的灌注漏斗（1），灌注漏斗（1）下端依次与若干节中间灌注导管（2）、尾III灌注导管（3）、尾II灌注导管（4）以及尾I灌注导管（5）连接，尾III灌注导管（3）、尾II灌注导管（4）以及尾I灌注导管（5）上安装有若干套压力检测系统（6），导管支撑及动力系统（7）以及压力检测系统（6）分别与控制系统（8）电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种桩基智能灌注装置，其特征在于：包括安装在洞口的导管支撑及动力系统（7），导管支撑及动力系统（7）上安装有可以沿其上下升降的灌注漏斗（1），灌注漏斗（1）下端依次与若干节中间灌注导管（2）、尾III灌注导管（3）、尾II灌注导管（4）以及尾I灌注导管（5）连接，尾III灌注导管（3）、尾II灌注导管（4）以及尾I灌注导管（5）上安装有若干套压力检测系统（6），导管支撑及动力系统（7）以及压力检测系统（6）分别与控制系统（8）电连接。


2.根据权利要求1所述的桩基智能灌注装置，其特征在于：所述的导管支撑及动力系统（7）包括安装于桩基洞口的桩口支座环（24），桩口支座环（24）上对称设置有2个底座（25），底座（25）上安装有支架（26），支架（26）顶部设置顶板（27），顶板（27）两侧与底座（25）之间设置顶板加劲肋（28），顶板（27）中间与底座（25）之间安装螺杆（29），螺杆（29）顶部安装有螺杆驱动齿（30），螺杆驱动齿（30）与电机及变速箱（31）连接。


3.根据权利要求2所述的桩基智能灌注装置，其特征在于：所述的灌注漏斗（1）包括漏斗（9）、支撑板（10）、异型法兰I（11a）、支撑杆（12）和螺纹套管（13），支撑板（10）两端安装螺纹套管（13），螺纹套管（13）套在螺杆（29）上，支撑板（10）中部安装漏斗（9），漏斗（9）底部设置异型法兰I（11a），异型法兰I（11a）与漏斗（9）之间支撑有支撑杆（12）。


4.根据权利要求3所述的桩基智能灌注装置，其特征在于：所述的压力检测系统（6）包括压力传感器（20）、压力砣（21）、密封套管（22）和支撑块（23），压力传感器（20）为压电式压力传感器，压力传感器（20）固定在密封套管（22）内，密封套管（22）通过支撑块（23）固定于导管外壁，压力砣（21）两端为圆柱型，中间为锥体与圆柱体组合结构，压力砣（21）两端的圆柱体分别置入密封套管（22）内，并与压力传感器（20）正面接触。


5.根据权利要求4所述的桩基智能灌注装置，其特征在于：所述的中间灌注导管（2）包括导管I（14a），导管I（14a）两端安装异型法兰II（11b），两端的异型法兰II（11b）之间支撑有导管支撑杆（15）。


6.根据权利要求5所述的桩基智能灌注装置，其特征在于：所述的尾III灌注导管（3）包括导管II（14b），导管II（14b）上端安装异型法兰III（11c），导管II（14b）下端安装法兰I（16a）。


7.根据权利要求6所述的桩基智能灌注装置，其特征在于：所述的尾II灌注导管（4）包括导管III（14c），导管III（14c）上端安装法兰II（16b），导管III（14c）下端设置有内螺纹（17）。


8.根据权利要求7所述的桩基智能灌注装置，其特征在于：所述的尾I灌注导管（...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐智华，郭文军，
申请(专利权)人：中铁十二局集团有限公司，中铁十二局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14