结构底部浇筑混凝土的挤密成型施工方法和装置的制作方法

专利名称：：结构底部浇筑混凝土的挤密成型施工方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及混凝土结构的建筑、桥梁、隧道、水坝、贮液池、筒库、核反应堆外壳体等构筑物因改造或加固需在己有结构底部或侧面浇筑混凝土的挤密成型施工方法和装置。土木工程领域。
背景技术：
：由于混凝土具有一定的流淌性(坍落度)，传统的混凝土浇筑方法是先按构件设计形状立好模板，再将混凝土直接自上而下倾倒进模板中，振捣密实，凝固后形成结构构件。在混凝土结构加固设计规范GB50367-2006中列出了"增加截面加固法"，即受弯、受压构件的截面扩大方法，以梁底扩大截面为例，规范未指出与现有梁截面同宽的新浇部分如何浇筑，对于这种截面为便于浇筑，必然要加大新浇部分的宽度，混凝土凝固后如不去除多余部分，会影响美观；或者对多余部分要进行损伤性凿除；或采用静力切割，必然增加切割费用。规范中所列的其它加固方法，一般都需要依赖现有构件截面进行，如截面条件不满足，则没有说明采取其它措施，设计人员一般只能对现有构件拆除重做。而"增加支点加固法"也涉及到新浇混凝土支点与上部现有构件之间在不打开上部结构时如何浇筑的问题，且增加支点会对使用功能造成一定的障碍。规范对上部结构内不能进入施工，即不能打开上部混凝土结构或不拆除上部结构时，现有梁需二面(两侧面和底面)扩大截面或板下增加混凝土梁才能满足实际要求的情况下，没有提出任何建议，因此，设计人员在混凝土结构因补强或提高承载力所进行的改造或加固工程中，往往需要在已有结构的底部或侧面浇筑新的混凝土，一般只能先拆除浇筑面上方阻挡的原有结构构件，对新老结构一并重新浇筑。这样一来，一是增加了投资费用，二是施工周期延长，三是如遇到结构上部为他人产权，因其影响到他人对结构的正常使用，还涉及到协调工作问题。另外，在上部结构不能拆除的情况下，设计人员由于目前现有混凝土施工方法的限制，只能在距已有结构一定距离的下方设计出新的承重构件，新旧结构之间采用砌砖或填充其他硬块体进行传力；也会在已有结构底表面处新做一钢梁，钢梁与上部混凝土结构之间塞入钢楔块来传力。使用这些较为勉强的加固方案，都不能使新旧结构形成整体结构，不利于结构的整体受力，同时也很不经济。
发明内容(一)所需解决的技术问题(1)建筑改造或加固工界:中，己建成的混凝土楼屋盖需结构补强或提高承载力，采用在楼面结构下方直接新增混凝土梁、或梁卜增加混凝土柱，或梁下增加混凝土剪力墙的技术措施是既省时又省钱的方法，同时结构又能形成整体受力的简捷途径。但要实现这一技术方案，就要求在现有结构底部将混凝土浇捣密实。现有结构底部与新浇混凝土的结合面之间，在不打开上部结构的情况下，用传统施工方法，是无法将具有一定坍落度的混凝土从侧面浇捣到指定位置，特别是预拌的泵送混凝土，坍落度在16cm以上，基本呈流态，则不能保证浇筑混凝土的密实性，也不能保证新旧混凝土结合面之间的紧密粘结结合。因此，在不打开或拆除上部结构，从现有结构下方的侧面，拟浇筑混凝土的浇灌口之上到现有结构的底表面之间，这一狭小空间区域的混凝土的浇筑因不具备传统施工方法的施工条件而不能实现。(2)大坝、桥墩、大型基础、核反应堆壳体因钢筋密集，有时因振捣不密实或漏振，会出现蜂窝、洞穴等质量事故，凿除疏松部分成一规则的洞U，或补充浇筑预留洞口，这些情况，一般做法是在已有构件的侧面立模，并向外侧伸出一段距离做出一漏斗，漏斗高出待浇筑的洞口面，从漏斗口向内灌注混凝土，待混凝土凝固后，凿除洞口外侧多余的部分。这种做法对较浅的洞口是有效的，对较深的洞n，因振动棒触及不到洞口最里端的上表面，往往使混凝土振捣不密实，或挤压进的空气排不出，而存在一定的空隙，使结构构件仍然存在质量隐患；另外凿除构件外表面的漏斗处的混凝土一般如在终凝后(IO小时)凿除，丙混凝土的强度很低，其敲凿振动对混凝七的内部结构及后期凝固是有影响的，即外力振动会直接影响到水泥凝固过程中的水化反应的结晶体形成质量；在混凝土28大凝固期后，直接敲凿，也会损伤保留部位的混凝土的结构性能，一般需用静力切割方式才能去除多余部分，这种做法必然使建设成本增加，施工周期也需有一定的延长。(3)建筑物顶板、桥梁的梁底、地下隧道顶部因腐蚀、爆炸、火灾、地震、风化等原因使局部混凝土损伤或损坏脱落，需要凿除疏松部位补充浇筑混凝土，这些情况，如果不打开上部结构，目前还没有直接浇筑混凝土的技术方法和工艺流程。(二)技术方案针对上述混凝土结构工程施工中遇到的三类问题，采取的技术方案是设计出三种推进挤密装置并加以分类，将混凝土通过挤压推进进入到模板中，在模板中再进一步挤压密实，完成混凝土浇筑成型工作，从而为工程改造加固时采用直接浇筑混凝土的设计方案铺平道路。(1)第一类问题归集为，一块封闭的混凝土板的下方，如能直接浇筑出一根与板紧密相连的混凝土梁的问题得到解决，那么梁下增加混凝土柱、梁下增加混凝土剪力墙的问题都将迎刃而解。因此，如何在板的下方浇筑出一根混凝土梁的技术措施就成了解决这类问题的关键。具体分析是这样的，梁的截面(断面)具有一定的高度，在设立梁的模板时，先将梁的底模立好，视梁截面的高度情况，将梁的侧面模板按高度分为两部分，先立好下半截(第一部分)，留出上半截约30~50cm的操作空间，在这一空间内，设置一将混凝土推进挤压到指定位置的挤密装置，这一装置的构成是，在侧模顶部向水平面内设立堆放混凝土的集料平台，集料平台两竖直面设两横档板，集料平台、两横档板、现有混凝土板底构成封闭的缸体，在集料平台的外侧安装可横向移动的活塞式挤压板兼作推进到位后的上半截侧模(第二部分)，两挤压板之间用对拉螺杆贯穿相连，旋拧伸出侧模外侧螺杆上的螺母，使挤压板具有活塞推进作用，将集料平台上堆放的混凝土推进到待浇梁截面的指定位置并挤压密实，实现结构底部混凝土构件的一次浇筑成型，简称挤密法。在混凝土推进挤密过程中，混凝土的内部气体由挤压板上预先钻出的孔口插入电动锤钻搅动逸出；当两挤压板内混凝土推压升高至原结构板底形成封闭气腔时，空气由预先固定在板底的气腔上部的塑料细管排到模板外，此管兼具混凝土挤压密实时的排浆功能。在挤压板推进过程中，应将插入电动锤钻的预留孔用木塞塞紧；在挤压板推进到指定位置前，应及时拔掉塑料管并封闭预留孔，保证混凝土内部形成的压力，使新浇混凝土与原有混凝土结合面处紧密结合。挤压板的挤密程度应对螺杆的工作能力进行设计计算，这部分内容在具体实施方式中介绍。(2)第二类问题归集为己有混凝上结构构件的侧面洞穴补充浇筑混凝土的问题。这里仍可沿用前面的活塞式挤压板推进挤压的挤密装置，但挤压板不是对称设置，仅设置一侧，贯穿两挤压板的对拉加力螺杆要改为螺杆要伸入洞穴内部，在洞穴面上钻孔，用结构胶将螺杆(即化学锚栓)植入原有的混凝土内，再套上挤压板，从而满足推进挤密混凝土的机构要求。如果洞穴底部混凝土不满足植入螺杆的条件，或洞穴底部是开放的，即贯通的洞口，但施工人员无法进入的情况，加力螺杆的里端应与在洞穴顶、底两对应面(或水平两侧面)分别植入的两根垂直钢筋相连。至于设置集料平台，振动逸气、排气排浆等仍沿用第一类问题的技术方案。(3)第三类问题归集为一块封闭的平板板底(从下向上看)有一凹陷处，对这一凹陷处需将混凝土浇筑补平。这类问题的解决方案是，将待浇的混凝土底模上留出一圆形或方形的规则洞口，洞口下方，安装一圆形或方形的活塞式挤压推进挤密装置，这一装置的外壳为一与洞口尺寸相近的钢管作为缸体，缸体外侧设置一漏斗口，作为混凝土的进料口，钢管内从下向上插入活塞板，活塞板向上运动将混凝土推进到上部的混凝土板的凹陷腔内并挤密，活塞的加力杆为一螺杆，螺杆可用旋转螺母顶升，也可用千斤顶顶升。(4)根据上述三种技术方案，从施工方法、装置到用途、进行详细划分类别，列!li表l。表l:挤密装置分类<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(三)有益效果(1)不必拆除已有结构，改变从上向下浇筑混凝土的传统施工方式，节省改造或加固工程的费用。(2)工程改造或加固设计方案变得较为简单，不必寻求其他昂贵的加固方法。(3)新老混凝土结构浇筑为同一整体，受力明确，计算简单。(4)施工周期大为縮短，仅对需要改造或加固的部分进行施工；侧面浇筑，无多余的加宽灌料口部分需要凿除和修复。(5)增加一系列混凝土特定条件下浇筑的设备装置。(6)拓展和进一步完善了土木工程领域混凝土系列浇筑施工的技术方法和施工工艺。和实施例对应前述的三种技术方案，其中附图l、2为第一种方案，附图3、4为第二种方案，附图5、6为第三种方案。附图1为混凝土板或梁下方新增梁的混凝土浇筑挤压推进密实装置。附图2为附图1的I-I咅i愐。附图1中(1)是已有结构混凝土板或梁；(2)是新增混凝土梁底面模板；(3)是新增梁的下半截侧面模板；(4)是堆积混凝土的集料平台；(5)是活塞式挤压推进板，兼作推进到位后的上半截模板；(6)是对挤压板加力的对拉螺杆；(7)是加力螺母；(8)是钢垫板；(9)是预先钻好插入电动锤钻的振动孔，兼作排浆孔；(10)是排气排浆塑料软管(11)是固定塑料软管的射钉；(12)是PVC套管，便于对拉螺杆拔出重复使用；(13)是限位螺母；(14)是木塞，混凝土挤密到位后防止水泥浆流失；(15)是新浇混凝土。(18)是钢筋笼。附图2中(16)是横档板；(17)是横隔板。附图3为已有混凝土结构侧面洞穴补充浇筑混凝土成型的挤密装置，洞穴里端面可植化学锚栓的情况。附图3中(1)是己有混凝土结构构件；(2)是堆积混凝土的集料平台；(3)是上罩模板；(4)是活塞式推进挤压板，兼作挤密后的模板；(5)是钢垫板；(6)是螺杆；(7)是加力螺母；(8)是螺杆的化学锚栓部分；(9)是限位螺母；(10)振动及排浆孔；(11)是木塞；(12)是塑料软管；(13)是射钉；(14)是新浇混凝土；(15)是横档板；(16)是模板支撑。附图4为已有混凝土结构构件侧面洞穴补充浇筑混凝土的成型挤密装置，洞穴里端面无植化学锚栓条件，即里端面混凝土较薄，或无混凝土面时，只能在洞穴侧面进行植筋，即在洞穴侧面上下或左右的对称位置钻孔用结构胶进行植筋。附图4中(1)是已有混凝土结构构件；(2)是堆积混凝土的集料平台；(3)是上罩模板；(4)是横档板；(5)是活塞式推进挤压板，即兼作推进到位后的侧面模板；(6)是钢垫板；(7)是螺杆；(8)是加力螺母；(9)是连接钢板；(10)是主连接角钢；(11)是副连接角钢(12)是连接螺栓(13)是植筋；(14)是塑料软管；(15)是固定软管的射钉；(16)是限位螺母；(17)是振动及排浆孔；(18)是木塞；(19)是新浇混凝土；(20)是模板支撑。附图5为混凝土从下向上螺杆加力推进和退回的挤密装置，混凝土从进料口灌入，经活塞式挤压板多次上下来回运动推压到上部板底的凹陷处，最终挤密成型。附图5中(1)是己有混凝土板；(2)是凹陷处；(3)是底部模板；(4)是缸体；(5)是活塞式推进挤压板；(6)是传力杆；(7)是进料斗；(8)是进料口闸门；(9)是出料口闸门。(10)是上垫板；(11)是加力螺母；(12)是下垫板；(13)是退回螺母；(14)是传力架；(15)是添加的混凝土。附图6为平板板底凹陷处补充浇筑混凝土的成型挤密装置，这一装置对活塞式推进板的加力分为螺杆加力和千斤顶加力两种方式，具体使用哪一种要视施工单位具有哪一种设备、施工量的大小和加力数值确定。附图6中画出了千斤顶加力的图示。附图6中(1)为己有混凝土板；(2)待浇筑的凹陷处；(3)为新浇混凝土；(4)为钢管支架(脚手架)；(5)为槽钢托梁；(6)为带油压表的千斤顶；(7)为传力杆底板；(8)为加劲肋；(9)为螺母，使传力杆退回；(10)为钢垫板；(11)为传力杆，采用螺母(13)直接加力或锁定时的螺杆；(12)传力钢刚架，水平段由2根8号槽钢相互焊接而成，竖向段每侧为1根10号槽钢；8、IO号槽钢焊成整体；(13)为千斤顶加力时的锁定螺母，挤压板上推到一定位置时锁定螺杆不下滑；或为螺杆加力时的加力螺母；(14)为圆形或方形活塞推进钢板；(15)为密封橡胶片；(16)为圆形或方形上压钢板；(17)为螺栓，(14)、(15)、(16)、(17)构成活塞推进挤压板总成；(18)为圆钢管或方钢管，作为活塞推进板的工作缸体，钢管与下部传力刚架焊为整体；(19)为推进中的混凝土；(20)为混凝土进料斗；(21)为混凝土进料口闸门钢板，活塞推进板推进过程中封闭；(22)为缸体上端进排气管头，管头外端部有内螺纹；(23)为管头的封闭螺栓；(24)为连接管；(25)为缸体上端的法兰盘；(26)为缸头的下法兰盘；(27)为上下法兰盘的封闭外管；(28)为缸头的上法兰盘；(29)为出料口闸门钢板，钢板穿插在缸头内的上下法兰盘之间的缝隙中；(30)开启出料n闸门钢板上传力横板，横板厚度不少于10mm，并钻出内螺纹孔，供进退螺杆旋入；(31)是传力肋板；(32)是进退螺杆，右端部为螺杆头和手柄；(33)为拧在进退螺杆左端部的双螺母，双螺母再分为左右螺母，右螺母拧好后，用电焊将螺母与螺杆环向焊牢，用钢锉将两螺母的空隙间螺纹锉成圆滑面，冉将螺杆左端插入钢板(41)的圆孔中，将左螺母拧到螺杆上，再用电焊将左螺母与螺杆沿环向焊牢，旋转手柄或螺杆头即可使出料闸门钢板开闭；(34)是钢板(42)与缸体(18)的连接板；(35)是焊接在缸头下法兰盘上的连接螺栓；(36)是缸体与缸头的连接螺栓上的螺母；(37)是穿越模板的钢筋棒为振动传振功能，振逸出混凝土中的气泡；(38)排气排浆塑料软管；(39)固定塑料软管的射钉；(40)为待浇混凝土底部模板。(二)实施例南京华光银河湾小区入口处初期拟建成广场式的草坪场地，地下为停车场，战时作人防工程，开发商随后为提高该小区的品质，将草坪方案改为堆积土丘、移栽树木花卉、设立池塘、小桥、流水、道路、等景观绿化。因小区开盘时的需要，地下室上部覆土景观己赶抢完成，地下室顶板未来得及加固，临时用满堂脚手架支撑。该地下室为框架一剪力墙结构，承受的覆土原来仅为0.7m厚，现覆土达到2.3m左右，荷载增加较大，对楼面结构加固，设计方案需对一部分梁、柱采用扩大截面和板下新增一部分混凝土梁柱的设计方法。该工程的难点在于现浇板不允许拆除甚至开洞，板下方需浇筑和原板连为整体的梁柱，以抵抗战时的爆炸冲击荷载。为此，我们采用挤密装置进行实施，即一块封闭的混凝土板下方，用直接挤密的方法，浇筑出一根与上部板连为一体的混凝土梁，挤密装置如附图1所示；梁、柱截面扩大与板底相连的部位，也采用此法进行浇筑施工，挤密装置如附图3所示。该工程因未卸去覆土、未拆除混凝土梁板，工期节约4个月，造价节省约人民币600万元。该实施例的论文"己增景观荷载的人防地下室结构加固设计和施工新技术研究"刊登在2008年第11期《T业建筑》上。具体实施方式(一)设计部分活塞式推进挤密装置主要由存放推进混凝土的封闭模板腔或缸体、挤压板、螺杆等组成。作为加力用的螺杆在推进过程中需要克服混凝土的粘滞阻力(向上推进时，含重力)；推进到位时的螺母自锁；为保证混凝土的密实性及新旧混凝十.界面的紧密结合，新浇混凝土应具有一定的内压应力。(1)混凝土水平推进挤密过程中的阻力由混凝土粘滞力R(N)决定，粘滞力由粗骨料的内摩擦角、粗骨料挤压抬升的粘滞阻力决定，根据江正荣、朱国军编著，由中国建筑工业出版社1999年7月出版的《简明施工计算手册》(第二版)推进行程am时，圆管内混凝土粘滞力R公式-i=^(3.0—0.0LS)x1()2(jV)(1)其中r为圆管半径(m)，S为坍落度(cm)，竖直向上时，管径150mm，乘系数5。由原混凝土板底面及两侧、底模构成封闭的矩形截面缸体，将缸体横截面面积后按多个圆形排列再折算成圆形截面面积后，再乘以不规则系数1.5倍(2)圆形截面缸体的活塞板加力螺杆一般仅为单根螺杆，矩形截面缸体加力螺杆为保证推进板面与缸体侧面垂直，则采用双螺杆或四螺杆同时挤压推进。单根加力螺杆的设计:a.旋转螺母克服螺纹中阻力所需转矩T为r=gtan(A+pv)-2其中2为推力(夹紧力)，义为升角，^为摩擦角，^为螺杆中径。夕0zp(2)tanA(3)其中S。为导程，Z为螺纹的线数，p为螺距c标准粗牙普通螺纹的牙型斜角其中牙型角"=60°。摩擦角、牙型斜角、摩擦系数f的关系为(4)(5)(6)tan/vcosy作用于螺杆上的最大转矩-T=&J其中/为人工施加力的有效半径，为保证施加的力值准确，用弹簧秤施力。最大夹紧力即推进力g-e=———(7)tan(A+/v)d2b.螺母拧紧后，螺旋副的自锁条件为义S/^(8)(3)加力螺杆拉、压应力的验算=^^/;(7V/mm2)(9)4其中，/;为钢材的设计强度值，山为螺杆小径。剩余推力F为-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>其中，正压面不折减，垂直于正压面的侧压面乘0.9系数；w为螺杆数量。新旧混凝土界面处的压应力为t7t:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>其中:A为挤压板面积。界面处混凝土无限制条件受挤压自由上升高度Fz:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>其中为混凝土lm高时的自重压应力cjz=,c/=0.024iV/m/n2。新旧混凝土界面处的压应力是影响新浇筑的混凝土能否与原混凝土紧密粘结在一起的关键指标，但此值太大时，将对模板体系、支撑系统产生很大的压力，这就造成施工成本上升，为说明这一指标的影响程度，将其换算成混凝土的自重高度，即无限制条件受挤压自由上升高度//z，就能较直观地反映!Ii来。为使混凝土既浇筑得密实，又不至于对模板、支撑产生太大的压力，/^通常取值在1.52.5m之间，当然，这一取值也不是绝对的，在有一定经验时，此值还可再小一些，但以保证新旧混凝土之间密实为原则。因此，加力螺杆的设计、加工制造、作用在扳手上的转矩、即力的大小和力臂的长短的乘积等是决定浇筑混凝土密实程度的关键因素。在这単.，介绍两根加力螺杆的计算实例，例1为矩形截面缸体的加力螺杆，例2为圆形截面缸体的加力螺杆。例l:挤压板长1.0m，高0.3m，所浇筑的梁宽为0.5m，每侧挤压板水平向满缸推进距离a=0.25m，混凝土坍落度16cm，选用双螺杆M12，Q235钢，双线螺纹z=2，螺距p^.75mm，中径d2=10.863mm，小径d^l0.106mm，标准粗牙，摩擦系数f=0.15，作用于扳手上的力Fmax=100N，，力臂有效半径^500mm。例2:4>150mm圆形截面缸体，向上推进挤密ltn，选用单螺杆M16，Q345钢，中径d2=14.701mm，小径d^l3.835mm，作用于扳手上的力Fmax=144N，力臂有效半径^500mm，其它参数同例1。列表计算，表2为活塞式挤密推进浇筑混凝土成型的加力螺杆设计计算过程和新浇混凝土的内压应力。表2:M12、M16加力螺杆设计和混凝土的内压应力<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(二)施工部分(1)方式一，一块封闭的原混凝土板下方，现浇出一根混凝土梁，按照附图l，于原有板底(1)弹出预浇梁侧模的外侧边线(梁宽与两挤压板厚度之和)，并与侧边线垂直划出挤压板(5)推进进程的刻度线(间距lcm)，以控制推进进程；立好梁底模(2)，绑扎钢筋笼(18)，支立下半截侧面模板(3)，在侧模(3)的上口外侧架立水平的集料平台(4)，在集料平台面上按大约lm左右将梁长分出多段，每段之间设置横档板(16)和横隔板(17)，横档板(16)、横隔板(17)上下分别与原混凝土板底(1)、集料平台面(4)固定，集料平台(4)、横档板(16)、横隔板(17)、原混凝土板底(1)构成封闭的矩形截面的缸体，按照螺杆设计的加力值加工好加力螺杆(6)，将待浇的混凝土量(约超3%~5%)堆放在集料平台上，用"T"形推板，人工将混凝土(15)推到模板内并尽量堆集起来；加力螺杆套上PVC管(12)，再拧上两限位螺母(13)，PVC管的长度与两限位螺母的厚度之和即为待浇梁宽，PVC管的作用使加力螺杆在混凝土凝固后能够拔出，重复使用;将加力螺杆横放在梁断面上，将挤压板(5)穿在加力螺杆(6)上，挤压板侧面每隔1520cm钻孔插入电动锤钻的振动孔(9);螺杆伸出挤压板外侧部分套上钢垫板(8)，旋拧上加力螺母(7)，对两侧的两列挤压板(5)同时挤压推进，当挤压板沿原混凝土板底的进程刻度线接近模板的外侧边线时，从模板面的预留孔(9)插入电动锤钻并开启电源对混凝土体搅动，使混凝土中的气泡逸出，气体从板底的塑料软管(10)排出，继续推压并振动，使多余体积的混凝土由排气、排浆管和相邻振动孔中将水泥浆排出；为使挤压密实，控制好加力螺母转矩的数值，用弹簧秤对扳手准确加力达到力的设计值。在对混凝土挤压过程中，渐次用木塞(14)堵塞振动孔(9)，最终拔出塑料软管(IO)，同样用木塞堵塞挤压板面上穿越塑料管的孔洞，并保持螺母对挤压板的稳定压力，使混凝土挤压密实。值得注意的是，待浇混凝土模板、支撑、上部原结构板均需能够承受挤压所施加的外力，同时待浇混凝土侧面模板的拆除，因混凝十.被施加了一定的内部挤压应力，需在混凝土具备一定强度后方可进行，至于拆模养护等工作按照现行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204执行即可。(2)方式二，已有混凝土结构构件的侧面洞穴里端面上能够植入螺杆的情况时补充浇筑混凝土，按照图示3，将洞穴内的疏松的混凝土清除并冲洗干净，洞穴里端面凿出尽量规则的平面，洞口凿出规则的矩形，于洞穴顶面用射钉(13)固定排气排浆塑料软管(12)，在洞穴里端面上钻孔，钻孔深度一般为待植螺杆10d，孔径d+4mm，用脱脂棉球蘸无水酒精或丙酮将所钻孔清洗干净，用结构胶将螺杆(6)植入孔中，螺杆按设计要求加工，于洞穴口处设置模板支撑(16)，设立集料平台(2)、横档板(15)、上封模板(3)，构成缸体；将待浇的混凝土(14)堆积在集料平台(2)上，混凝土体积超出待浇量的3%~5%，再将限位螺母(9)拧到加力螺杆(6)上，最后将挤压板(4)兼作侧面模板套到加力螺杆上，装上钢垫板(5)，拧上加力螺母(7),开始推压挤进，推进过程中，用电动锤钻插入振动孔屮将混凝土中气泡振动逸出，逸出的气体经洞穴顶部的塑料软管(12)排出，随着推进力的加大，水泥浆从振动孔、排气软管中流出，应渐次用木塞(11)封堵振动孔，最后拔出塑料管(12)，也用木塞封堵挤压板上塑料管的穿越孔，同时对加力螺母(7)加压到设计值，加力方法按前述可为弹簧秤，这里不再复述。此法中加力螺杆不能重复使用，拆模后应用角向砂轮磨光机切断，旋出限位螺母，用水泥砂浆补平坑洞。如为圆形洞口，可用下面介绍的方式(四)中的圆缸体挤密推进装置水平放置施工，该装置除进料斗改为竖直向上，其余不变；因千斤顶一般不易摆放，加力方式一般为拧紧螺母加力。(3)方式三，补浇洞穴里端混凝土面上不能植筋时，如里端面混凝土较薄或无混凝土面等情况，则采用附图4的成型装置。此装置中除里端面植入化学螺杆改为洞穴的侧面植入钢筋之外，其余皆与方式(二)相同。具体做法为将待植钢筋(13)预先与副连接角钢(11)焊接在一起，主连接角钢(10)(要比副角钢大一些)、连接钢板(9)、加力螺杆(7)焊接在一起，于洞穴内侧面钻孔，植入钢筋(13)，再将主副连接角钢用螺栓(12)连为一体，构成传力体系，其余施工步骤及工艺流程与方式(二)同，不再复述。(4)方式四，平板板底凹陷处补充浇筑混凝土的成型挤密装置，附图6，装置由加力的千斤顶(6)，缸体(18)，活塞式推进挤压板(14)，缸头(26)组成；不用千斤顶，也可用与挤压板相连的传力杆(11)，旋拧螺母(13)加力并自锁。当一处凹陷处的混凝土挤密到位后，卸下缸体与缸头处的连接螺栓(36),缸体移至下一处使用，缸头则应待混凝土凝固可拆模时才能拆卸。具体施工歩骤为先搭设脚手架，人工凿除并清理干净凹陷内的浮石、疏松的块体，再用水冲净；于凹陷顶部用射钉(39)将排气排浆的塑料软管(38)固定好；设立凹陷处的底面模板；搭设安装钢管支架(4)，将缸头部分(26~28)放在支架(4)的顶部，与上部模板顶紧；在支架的下部放置槽钢(5)，槽钢上放置带油压表的千斤顶；将缸体(18)总成与缸头部(26)用螺栓(36)连接好；打开缸体上的闸门(21)和缸头上闸门(29);向进料斗(20)中灌入混凝土，关好闸门(21)，压动千斤顶(6)顶升加力，注意此时螺杆上的退回螺母(9)需下行到一定位置，不能妨碍传力螺杆的工作；如为螺杆加力则旋拧加力螺母(13)，将缸体内的混凝土推挤到板底的凹陷腔内，插入闸门(29)，松开排气口螺栓(23)，退回千斤顶(6)，旋转螺杆上的退回螺母(9)，退下挤压板(14);进行第二次加料、关好闸门(21)，一次推挤，当排气管(22)口屮有水泥浆挤出时，则拧紧螺栓(23),拉出闸门(29)，将混凝土再次挤压到凹陷腔中，反复多次，直到塑料软管(38)流出水泥浆时，拔出软管(38)，堵塞软管在模板上的通道，继续用千斤顶或加力螺母施加到设计的挤压推力为止，关好闸门(28)，旋动螺母(36)，将缸体卸下，移至下一处施工。螺母加力可用扳手、弹簧秤实施，千斤顶加力可根据千斤顶"油压读数一力值"的检定表中的数值控制。在混凝土推挤到凹陷腔内时，用小型振动棒对传震钢筋(37)进行侧击振动，使混凝土中的气泡逸出上升，经塑料软管排出。待混凝土凝固至可拆卸模板时，渐次拆卸缸头，模板、支架，浇水养护混凝土。(5)方式五，平板板底凹陷处补充浇筑混凝土的成型挤密装置，附图5，挤压板由千斤顶改为螺杆(6)、螺母(11)加力推进，由螺杆(6)、螺母(13)退冋。(6)方式六，为满足大量加固改造工程的需要，也为提高生产的效率，将附图6中的手动千斤顶(6)换成电动油泵千斤顶(带油压表和保压作用的液控单向阀)，由工〗直接制造出活塞式推进混凝土浇筑挤密器的定型产品，电动油泵千斤顶可采用上海千斤顶厂生产的"QF型分离式油泵千斤顶"，型号为"QF20T-20"等系列。权利要求1、结构底部浇筑混凝土的挤密成型施工方法和装置，在混凝土结构加固设计中，对现有构件采取扩大截面或增加承重构件是一种工艺简单、受力可靠、加固费用低廉等优点的加固方法，但它要求打开或拆除上部阻挡浇筑混凝土的现有结构，否则混凝土无法自上向下浇灌，或需切除被加固的构件因有多余的浇灌口部分，如梁底扩大截面，其两侧超出原梁宽的新浇部分要么损伤性凿除、要么静力切割才能保持截面的规则形状，而对上部结构不准打开或拆除，又必须紧贴上部结构浇筑混凝土的加固方案，目前还没有施工方法可以落实；本方法和装置的特征是浇筑新的混凝土不需要拆除上部结构，直接将混凝土挤压推进到待浇构件的模板中，一次挤密成型，无多余部分需要切除，具体为将待浇的混凝土预先灌入圆形或方形截面的缸体(4)中，插入活塞式推进挤压板(5)，将混凝土推进挤压到待浇构件的模板中，控制加力值使混凝土具有一定的内压应力，达到一次挤压密实的成型效果，挤压板与螺杆(6)相连，螺杆为对拉螺杆加力或单螺杆螺母(11)加力，螺旋副满足自锁条件，单螺杆也可用带油压表的电动或手动千斤顶加力。全文摘要结构底部浇筑混凝土的挤密成型施工方法和装置，属于土木工程领域。本发明涉及一种现有结构下方直接浇筑混凝土的挤密成型施工方法和装置，它可不受上部结构阻挡的限制，能从侧面的水平方向或自下向上的竖直方向，将混凝土挤压推进到待浇构件的模板中并挤压密实成型，提高现有结构的承载力或对现有结构加固补强。将挤密装置安装在现有结构底部或侧面，将待浇混凝土灌入缸体(4)中，通过加力螺母(11)或千斤顶加力，推动挤压板(5)将混凝土(15)沿水平向前或竖直方向向上挤压推进到指定位置后，保持稳定推力，一次将新混凝土挤压密实，完成浇筑任务。该装置由圆形或方形截面的缸体(4)、活塞式推进挤压板(5)、传力螺杆(6)、加力螺母(11)等组成。文档编号E01D22/00GK101566010SQ20091013250公开日2009年10月28日申请日期2009年3月25日优先权日2009年3月25日发明者李延和,李树林申请人:江苏建华建设有限公司