旋流井筒壁振捣装置及浇筑振捣施工方法与流程

本发明属于旋流井施工技术领域，具体涉及一种旋流井筒壁混凝土浇筑装置。

背景技术：

众所周知，旋流井在冶金建设领域中是一个重要建筑物，作为轧钢、炼钢及棒线材公辅系统它是必不可少的结构。旋流井几乎全部是圆形钢筋混凝土结构，直径在18~35米之间，筒壁较厚一般在1~2米之间，埋设较深在20~35米左右。旋流井施工属于整个工程施工中的重点和难点。根据土质情况、地下水位及周边工况，常见的施工方法有大开挖、逆作法、沉井等主要几种，不管是大开挖还是沉井方式，均是将旋流井分段然后每段再分层浇筑，一般5~7米左右为一段，每段再400~500mm厚为一层。

传统旋流井筒壁混凝土浇筑过程中需要同步进行振捣。振捣装置包括振捣棒以及配套的相关驱动、控制设备，一条振捣棒的振动范围约直径500mm范围，振捣棒振捣作用从中心向边缘逐渐削弱，边缘部分需要再次振捣重叠作用才能有效消除现浇混凝土中的气泡。由于一条振捣棒振动区域宽度远小于旋流井井壁宽度，现有施工中工作人员需要分别在井壁内侧、外侧振捣两次。每段筒壁混凝土浇筑层高度较高，需要2~3人配合重复来回提拔振捣棒变换位置，现有技术振捣棒的移动轨迹及有效振捣范围如图1所示，而即使如此，有效振捣区域也无法完全覆盖井壁整体宽度范围。不仅工人劳动强度大，振捣间距和振捣时间由人工控制也不易控制好，无法保证振捣棒振捣间距控制在规范以内，振捣不密实将造成蜂窝、麻面等，施工混凝土外观成型质量差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，现有的振捣装置一次振捣范围振捣棒不仅需要沿井壁长度方向调整位置，还需要在井壁宽度上变换位置补足振捣范围，振捣棒插拔频繁，振捣间距控制不准确，振捣效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一振捣作用区域大的共振振捣装置，其具体技术方案是：

一种旋流井筒壁振捣装置，包括振捣棒及配电箱电源，所述配电箱电源安装在吊斗内，吊斗固定于塔吊之下，所述振捣棒设置有四条，四条振捣棒垂直向下田字型分布，四条振捣棒的边缘薄弱振动区域形成十字型振捣重叠区，振捣重叠区至少一个交点。

此结构四个振捣棒在旋流井筒壁中形成十字形重叠振捣作用区域，振捣棒同步振捣，该振捣作用区域内产生共振，振捣效果甚至能够大于振捣棒中心的振捣效果，本装置振捣有效区域覆盖范围宽度接近或大于筒壁宽度，实现整体井壁宽度内沿长度方向模块单元一次振捣完成，十字形振捣区域在沿井壁行进振捣中保持覆盖筒壁的振捣作用区域，单次振捣范围大，插拔次数少。

本发明还提供了一种旋流井筒壁混凝土浇筑振捣施工方法：

第一步：隐蔽检查验收合格、申请混凝土浇筑，做好浇筑前的各项准备工作；

第二步：设置多条振捣棒，放置固定于吊斗中，通过塔吊将吊斗吊起；

第三步：混凝土分层均匀浇筑，每层浇筑厚度控制在400~500mm之间；

第四步：控制每条振捣棒均速垂直来回插拔，插入间距控制在各相邻的振捣棒振动范围都具备振捣重叠区，各振捣棒同步振捣，振捣重叠区域产生共振效应；振捣时长视混凝土表面不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为截止；

第五步：当振动棒振捣完毕后，指挥塔吊将吊斗提升，进入下一个振动区域，如此循环分区浇筑振捣直至该段筒壁浇筑完成。

上述施工中，振捣棒四个为一组同步振捣施工，四振捣棒田字型分布，形成十字型振捣重叠区。

上述操作过程第四步中，振捣棒插点之间距离控制在500mm以内，振捣重叠区至少具备一个交点。

振捣过程中快插慢拔，在振捣上一层混凝土时插入下层50mm，振捣时间控制在20~30秒之间。

本方法同单位时间内振捣面积大，振捣面积以井壁整体宽度范围向前推进，通过塔吊实现振捣棒插拔，能很好地控制好浇筑混凝土时快插慢拔速度，不仅工人劳动强度大大减轻，用工量少，而且振捣质量能很好保证。

附图说明

图1：本发明施工整体立面示意图；

图2：分层浇筑振捣的筒壁；

图3：现有技术振捣棒移动顺序示意图；

图4：本发明筒壁局部振捣及移动变换示意图。

图中：1—塔吊；2—吊斗；3—振捣棒；4—施工平台；5—筒壁模板；6—筒壁；7—重叠振捣区。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明还提供了一种旋流井筒壁混凝土浇筑振捣施工方法，结合附图1-4，其具体实施步骤如下：

第一步：按照旋流井的分区安装施工段筒壁模板5，在模板顶部安装施工平台4，隐蔽检查验收合格、申请混凝土浇筑，做好浇筑前的各项准备工作。

第二步：设置多条振捣棒，放置固定于吊斗中，通过塔吊1将吊斗2吊起。

第三步：混凝土分层均匀浇筑，每层浇筑厚度控制在400~500mm之间。

第四步：控制每条振捣棒3均速垂直来回插拔，插入间距控制在各相邻的振捣棒3振动范围都具备振捣重叠区7，各振捣棒3同步振捣，振捣重叠区7产生共振效应；振捣时长视筒壁混凝土6表面不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为截止。

第五步：当振捣棒3振捣完毕后，指挥塔吊将吊斗2提升，进入下一个振动区域，如此循环分区浇筑振捣直至该段筒壁浇筑完成。

上述施工中，振捣棒3四个为一组，同步振捣施工，四条振捣棒3田字型分布，形成十字型振捣重叠区7。

上述操作过程第四步中，振捣棒3插点之间距离控制在500mm以内，振捣重叠区7至少具备一个交点。

振捣过程中快插慢拔，在振捣上一层混凝土时插入下层50mm，振捣时间控制在20~30秒之间。

此施工方法采用塔吊进行振捣棒3的插或拔，可以准确控制振捣棒3每次移动的距离。吊斗2上安装的振捣棒设置四条，各振捣棒3振动范围边缘具备重叠振捣区7。为保证振捣区有效的连续性，如图3所示，要求每相邻的四条振捣棒3振动区域两两重叠，且它们的重叠区至少有一个交点。

四条振捣棒同时振捣，振捣重叠区7内形成同步共振，共振区域内振捣效果甚至能够大于振捣棒中心的振捣效果，因此本发明的四条振捣棒组合同步振捣的方式，形成的有效振捣范围远远大于单个振捣棒分别对四个位置连续振捣后的有效振捣范围。

结合图1-4所示，本发明施工方法中具备的特有的振捣装置为：包括振捣棒3及配电箱电源，所述配电箱电源安装在吊斗2内，吊斗固定于塔吊1之下，所述振捣棒3设置有四条，四条振捣棒3垂直向下田字型分布，四条振捣棒的边缘薄弱振动区域形成十字型振捣重叠区7，振捣重叠区7至少一个交点。

此装置的振捣作用区域直接覆盖旋流井筒壁整体宽度，振捣过程中重叠区域内形成共振，不仅振捣速度快而且振捣效果非常好。

下面通过具体的施工实例详细阐述对本发明的技术方案：

例如一座直径24m，壁厚1.5米，深30m的旋流池，浇筑需要分4～5段，其中平均每段高度在6m左右，浇筑方式为汽车泵浇筑，池壁分层（400~500mm）连续均匀浇筑（每段约12~15层）。通常在旋流井四周对称设置振捣棒(4~6条)，振捣棒长度12m,每条振捣棒3人负责，其中1人振捣，2人负责配合来回上下抽拔振动棒，因此浇筑一段旋流池池壁时同时需要15人（按照5组计算），正常浇筑一段池壁时间约18~20小时左右（2.5工日），耗时较长，工人需要两班倒且劳动强度消耗量大。针对以上情况采用塔吊将4条振捣棒集中设置在吊斗内，通过上下来回匀速提拔吊斗，不仅能控制好振捣间距、速度，避免漏振，而且只需4~5人即可，12小时即可完成，劳动量和强度均大大降低，振捣效果显著提高。

人工费：300元/天（市场价），塔吊：1200元/台班，5段浇筑。

经济效益：人工费：300（元）*6（人）*1.5（工日）*5（段）=13500元

机械费：1200（元）*1.5（台班）*5（段）=9000元。

以上总计花费:13500+9000=22500元。

若不采取该技术，采取常规的振捣方式，将发生施工费用：

人工费：300（元）*15（人）*2.5（工日）*5（段）=56250元。

采用本技术措施直接经济效益：56250-22500=33750元。

上述发明效果：1、操作简单方便、塔吊覆盖面广，无需四周设置振捣作业点，缩短工期。2、集中同步振捣，形成模块化振动单元，特别是振捣中心范围的边缘区域得到共振，大大增强混凝土密实性，提高混凝土结构外观质量。3、操作人员减少，高空作业危险隐患减少。4、垂直和水平移动振动棒速度加快，减轻劳动强度，降低施工成本。5、可拓展延伸至各类水池壁、墙体等高大结构的混凝土浇筑领域。