专利名称：孔桩水下混凝土浇筑定位装置及其定位方法
技术领域：
本发明属于桩基工程领域，具体涉及一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置及其定位方法。
背景技术：
混凝土灌注桩基础因承载力高、稳定性好、沉降量小、受施工水位或地位水位高低影响较小等优点，已成为国内外建筑物中最常用的基础型式之一。但钻孔灌注桩作为隐蔽工程，质量控制难度大，尤其是在水下混凝土灌注时，混凝土始终位于孔内泥浆下，较难判断其浇筑高度，因此会常常出现以下的两种问题一是混凝土浇筑高度不够，造成桩头混凝土重筑，施工费用大；二是混凝土浇筑高度过高，造成混凝土浪费，增加了凿除桩头混凝土的工作量。为了能够及时掌握混凝土的浇筑高度，通常采用在有长度刻度标记的测绳上栓一测锤放入孔中，施工人员凭借测绳下放感觉来判断混凝土浇筑深度，由于需要凭借施工人员的感觉来控制混凝土浇筑深度，因此受施工经验、现场混凝土质量、测锤重量等多种因素影响，很难准确判断混凝土的确切高度。专利CN102776903A公开了一种钻孔灌注桩水下混凝土浇筑取样器，其具体方案为取样器顶端具有一段吊绳，底部设置有可开合的活门；在取样过程中，下放取样器沉入混凝土内，混凝土推开活门进入取样器内，之后将取样器上升顺利取出混凝土，之后根据采样器内采集到的材料情况和下放的吊绳长度确定准确的混凝土面高度。该方案的缺点在于需要持续不间断的下放取样器取样才能掌握混凝土的浇筑高度，费时费力。因此本领域技术人员急需一种简单、低成本的浇筑定位装置。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置及其定位方法，该定位装置通过在水下混凝土的设计标高处设置到位提示筛和混凝土检测箱，以在水下混凝土浇筑至到位提示筛处时基本确定其到位，并通过混凝土检测箱对其是否精确到位进行判定。本发明目的实现由以下技术方案完成
一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，涉及孔桩、沿所述孔桩内壁设置的钢筋笼以及设置于所述孔桩内的注浆管，其特征在于所述装置在所述水下混凝土的设计浇筑标高处设置一到位提示筛，在其上设置有一信号标志。在所述钢筋笼上可拆卸式固定有若干混凝土检测箱，所述若干混凝土检测箱位于所述设计浇筑标高处。所述到位提示筛呈圆环状，其内圆直径大于所述注浆管直径，其外圆直径小于所述孔桩的孔径。所述到位提示筛上的筛孔孔径小于所述水下混凝土的最大设计粗骨料粒径。
所述信号标志具体为一表面涂覆有荧光材料的信号旗。所述混凝土检测箱的主体为一具有可开合箱盖的箱体，在所述箱体上固定有一提手，分别在所述箱盖和提手上连接拉绳；同时在所述箱体的任意一竖直面板上固定设置上、下两个栓孔。所述钢筋笼的竖向钢筋上位于所述设计浇筑标高处垂直焊接有承托钢板，所述承托钢板上开设有定位孔。一种涉及上述孔桩水下混凝土浇筑定位装置的定位方法，其特征在于所述定位方法至少包括如下步骤 将所述若干混凝土检测箱下放，使其箱体与钢筋笼插装配合固定，以使所述混凝土检测箱定位；在所述到位提示筛上连接若干吊绳，通过所述若干吊绳吊放定位所述到位提示筛至所述孔桩内的水下混凝土设计浇筑标高处； 所述注浆管贯穿所述到位提示筛的中心圆孔，并与其内圆相隔一定安全距离；通过所述注浆管向所述孔桩内灌注水下混凝土，当所述水下混凝土浇筑上升到设计浇筑标高时，其内的粗骨料粒径物则会顶起所述到位提示筛，引起设置于其上的信号旗到指定位置，位于地面上的施工人员获知所述水下混凝土浇筑基本到位；此时，通过拉绳拉开所述混凝土检测箱的箱盖，使所述孔桩内的填充物填满箱体；脱开所述的插装配合，提起所述混凝土检测箱，对其箱体内部填充物是否是水下混凝土进行判断；若箱体内是水下混凝土则可确定水下混凝土已浇筑至设计标高，停止灌注；若箱体内部不是水下混凝土，则继续灌注，并通过剩余下的所述混凝土检测箱检测判定，直至烧筑到位即可。本发明的优点是，结构简单、成本低，便于施工人员操作，无需实时人工取样判定其浇筑位置，当水下混凝土浇筑至设计标高时，信号旗自动提醒到位，有效避免孔桩内混凝土的超灌或少灌现象。
图1为本发明的立面示意 图2为本发明的俯视不意 图3为本发明中混凝土检测箱立面示意 图4为本发明中混凝土检测箱俯视示意 图5为本发明中混凝土检测箱上的栓孔俯视 图6为本发明中混凝土检测箱与竖向钢筋可拆卸式固定的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解
如图1-6，图中标记1-16分别为孔桩1、信号标志2、到位提示筛3、混凝土检测箱4、设计浇筑标高5、竖向钢筋6、横向钢筋7、注浆管8、钢筋笼9、拉绳10、箱盖11、提手12、拉绳13、栓孔14、承托钢板15、销栓16。实施例如图1、2所示，本实施例具体涉及一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置及其定位方法，用于精确定位孔桩I内的水下混凝土烧筑高度，防止水下混凝土烧筑过高或浇筑高度不够。浇筑定位分成两个功能设计，一是防止过高，即当水下混凝土浇筑到孔桩I的后，装置能有所反应；二是防止不足，主要通过设计混凝土检测箱4提取设计浇筑标高处的桩体填充物样本来检查。如图1、2所示，本实施涉及孔桩1、沿孔桩I内壁设置的钢筋笼9、设置于孔桩I中心处的注浆管8以及设置于孔桩I内的浇筑定位装置，钢筋笼9由若干竖向钢筋6和若干横向钢筋7绑扎而成。其中浇筑定位装置主要包括到位提示筛3和若干混凝土检测箱4，到位提示筛3设置于水下混凝土的设计浇筑标高5处，混凝土检测箱4设置于到位提示筛3的下方并且可拆卸式固定于竖向钢筋6上，在到位提示筛3的上表面上设置有一信号标志2，该信号标志2具体为一外表面涂覆有荧光材料层的信号旗，方便施工人员观察；到位提示筛3具体呈圆环状，其内圆直径大于注浆管8的直径，确保两者之间存在一定的安全距离，其外圆直径略小于钢筋笼9的直径，两者之间亦存在一定的安全距离；同时对于到位提示筛3的孔径存在一定要求，其孔径以水下混凝土的最大设计粗骨料粒径为控制目标，应小于粗骨料粒径。如图3-6所示，混凝土检测箱4具体为一方形箱体，其上箱盖11单端铰接可自由开合，在其箱体中部设置有一提手12，分别在箱盖11和提手12上系有拉绳10和13 ;在箱体的竖向面板上设置有上、下两个栓孔14，同时在竖向钢筋6上垂直焊接一水平承托钢板15，在水平承托钢板15上开设有一定位孔，两个栓孔14的中心和定位孔的中心对齐，并通过插入销栓16将混凝土检测箱4插装配合固定于竖向钢筋6上。如图1-6所示，该水下混凝土浇筑定位装置的定位方法包括如下步骤
①在孔桩I中，将混凝土检测箱4下放至设计浇筑标高5处，使箱体上的上、下两个栓孔14的中心与承托钢板15上的定位孔中心重合，在三孔之间插入销栓16，以使混凝土检测箱4插装配合固定于竖向钢筋6上；其中混凝土检测箱4在钢筋笼9上设置有多个；
②在到位提示筛3的圆周上系有多根吊绳，通过吊绳将到位提示筛3吊放到孔桩I内的设计浇筑标高5处，确保到位提示筛3的外圆与钢筋笼9之间相隔一定的安全距离；
③之后将注浆管8下放至孔桩I的底部，注浆管8贯穿到位提示筛3的中心圆孔，同时确保注浆管8与到位提示筛3的内圆之间相隔一定的安全距离，以防注浆管8在灌注水下混凝土时带动到位提示筛3抖动,造成错误信号；
④其后将拌合好的水下混凝土通过混凝土下料斗到达注浆管8，依次从孔桩I下部往上部浇筑水下混凝土，当水下混凝土浇筑上升到设计标高时，其内的粗骨料粒径物则会顶起到位提示筛3，引起设置于其上的信号标志2晃动，位于地面的施工人员观测到信号标志2到达指定位置，即可获知水下混凝土已大致浇筑至设计浇筑标高5处，但是由于可能存在施工机械的振动引起信号标志2顶升的可能性，或存在水下混凝土部分浇筑到位顶起到位提示筛3的可能，因此施工人员无法完全肯定水下混凝土已经浇筑达到设计浇筑标高5处；故施工人员通过拉绳10拉开混凝土检测箱4的上部箱盖11，使孔桩I内的填充物填满其箱体，之后混凝土检测箱4与竖向钢筋6之间的插装配合，拉动提手12上的拉绳13提起混凝土检测箱4至地面，检查填充于箱体内部的填充物是否为水下混凝土，若该填充物为水下混凝土，则表明孔桩I内的水下混凝土已浇筑至设计标高，停止灌注；若该填充物非水下混凝土，则继续灌注，当到位提示筛3上的信号标志2再次晃动时，通过设置在竖向钢筋6上的其余混凝土检测箱4取样判断填充物是否为水下混凝土，依此类推，直至判断定位出水下混凝土烧筑到位。
权利要求
1.一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，涉及孔桩、沿所述孔桩内壁设置的钢筋笼以及设置于所述孔桩内的注浆管，其特征在于所述装置在所述水下混凝土的设计浇筑标高处设置一到位提示筛，在其上设置有一信号标志。
2.根据权利要求1所述的一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，其特征在于在所述钢筋笼上可拆卸式固定有若干混凝土检测箱，所述若干混凝土检测箱位于所述设计浇筑标高处。
3.根据权利要求1所述的一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，其特征在于所述到位提示筛呈圆环状，其内圆直径大于所述注浆管直径，其外圆直径小于所述孔桩的孔径。
4.根据权利要求1所述的一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，其特征在于所述到位提示筛上的筛孔孔径小于所述水下混凝土的设计最大粗骨料粒径。
5.根据权利要求1所述的一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，其特征在于所述信号标志具体为一表面涂覆有荧光材料的信号旗。
6.根据权利要求1所述的一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，其特征在于所述混凝土检测箱的主体为一具有可开合箱盖的箱体，在所述箱体上固定有一提手，分别在所述箱盖和提手上连接拉绳；同时在所述箱体的任意一竖直面板上固定设置上、下两个栓孔。
7.根据权利要求1所述的一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置，其特征在于所述钢筋笼的竖向钢筋上位于所述设计浇筑标高处垂直焊接有承托钢板，所述承托钢板上开设有定位孔。
8.一种涉及权利要求1-7所述的孔桩水下混凝土浇筑定位装置的定位方法，其特征在于所述定位方法至少包括如下步骤将所述若干混凝土检测箱下放，使其箱体与钢筋笼插装配合固定，以使所述混凝土检测箱定位；在所述到位提示筛上连接若干吊绳，通过所述若干吊绳吊放定位所述到位提示筛至所述孔桩内的水下混凝土设计浇筑标高处；所述注浆管贯穿所述到位提示筛的中心圆孔，并与其内圆相隔一定安全距离；通过所述注浆管向所述孔桩内灌注水下混凝土，当所述水下混凝土浇筑上升到设计浇筑标高时，其内的粗骨料粒径物则会顶起所述到位提示筛，引起设置于其上的信号旗到指定位置，位于地面上的施工人员获知所述水下混凝土浇筑基本到位；此时，通过拉绳拉开所述混凝土检测箱的箱盖，使所述孔桩内的填充物填满箱体；脱开所述的插装配合，提起所述混凝土检测箱，对其箱体内部填充物是否是水下混凝土进行判断；若箱体内是水下混凝土则可确定水下混凝土已浇筑至设计标高，停止灌注；若箱体内部不是水下混凝土，则继续灌注，并通过剩余下的所述混凝土检测箱检测判定，直至浇筑到位即可。
全文摘要
本发明具体涉及一种孔桩水下混凝土浇筑定位装置及其定位方法。其具体方案如下在孔桩内位于水下混凝土设计浇筑标高处设置一到位提示筛，其上设置有信号标志，同时在钢筋笼上可拆卸式固定有若干混凝土检测箱，混凝土检测箱位于设计浇筑标高处；当水下混凝土浇筑至设计标高时，将会顶起到位提示筛，引起信号标志到指定位置，表明混凝土浇筑大致到位，之后通过混凝土检测箱取样检测水下混凝土是否完全浇筑至设计浇筑标高。本发明的优点是，结构简单、成本低，便于施工人员操作，无需实时人工取样判定其浇筑位置，当水下混凝土浇筑至设计标高时，信号旗自动提醒到位，有效避免孔桩内混凝土的超灌或少灌现象。
文档编号E02D15/06GK103015427SQ20121058205
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者钱寅星, 林志勇, 洪淮斌 申请人:中铁二十四局集团有限公司, 中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司