一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置及方法，包括提升机、导管固定装置控制器及混凝土面高度测量装置，所述提升机由自动升降机、夹取机构、旋转盘组成，所述夹取机构通过连接臂Ⅰ与旋转盘相连，所述自动升降机上设有电动升降杆，所述电动升降杆上部安装有用于支撑漏斗的机械支架，所述混凝土面高度测量装置由液体压力传感器与超声波检测装置组成。本发明专利技术通过分析钻孔灌注桩水下砼灌注方量与桩身直径预设自动升降机提升速度，通过压力传感器和超声波检测装置判断导管埋入混凝土面的高度，从而对提升速度进行自动调节，可以在水下砼灌注时匀速平稳的提升导管，控制导管埋入混凝土的深度。控制导管埋入混凝土的深度。控制导管埋入混凝土的深度。

【技术实现步骤摘要】
一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置及方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工领域，具体涉及一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置及方法。

技术介绍

[0002]导管法水下灌注是混凝土灌注的常用方法，在混凝土灌注过程中导管应始终埋在混凝土中，导管埋入混凝土面的深度宜为3～6m，导管提升过程应保持平稳，以使混凝土面均匀上升，但在现有实际工程中，往往先进行混凝土灌注，由人工判断混凝土面高程，再进行导管的分段式提升。灌注一段混凝土后，采用测绳+测锤，通过人工感觉判断混凝土面高度或者采用单超声波探测仪确定混凝土面高度提升一节导管后，拆除该节导管，然后再继续灌注混凝土，灌注完成后再提升导管，拆除第二节导管。由于地下施工存在诸多不定因素，人工需频繁的通过测绳来判断混凝土面高程，调整导管埋入混凝土面的深度，以避免混凝土脱空或造成埋管事故。但是采用测绳+测锤，需随着混凝土面的提升进行多次判断，且凭人工感觉易产生误差；有学者提出采用超声波探测仪置于灌注桩孔上部，直接探测混凝土面高度，由于孔内情况复杂，充斥泥浆，影响因素多，采用单超声波探测仪，对混凝土面的把控不够精准。在当前的实际工程中，很多施工单位采用钻机自带起重装置或起重机械对导管进行提升，起吊装置易造成导管的左右晃动，影响混凝土的均匀性；拆卸导管过程中，需对漏斗，导管分次进行提升；导管或漏斗吊起后，需人工将吊起的物件推至空地，进行拆卸，效率低；分段式提升灌注工艺，易导致混凝土强度质量不均匀，或造成埋管，断桩等一系列问题。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术不足，本专利技术提出一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，解决了现有的使用导管法水下灌注混凝土时，无法连续测量混凝土面高度，无法在浇筑混凝土时同步提升导管，分段式提升易因人工失误造成导管埋入混凝土面过深或过浅而降低混凝土质量的问题，本专利技术在浇筑过程中能够匀速、平稳的对导管进行同步提升，在导管拔出后能方便快捷的拆卸并安置导管。
[0004]本专利技术通过如下技术方案实现：一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，包括提升机、导管固定装置控制器及混凝土面高度测量装置提升机和混凝土面高度测量装置信号连接控制器，，导管固定装置设置在灌注桩孔口，用于支撑固定导管，所述提升机包括自动升降机、旋转盘和夹取机构，自动升降机由控制器控制升降，自动升降机的底部设有升降基座，升降基座底部设有液压支腿和移动轮胎，旋转盘安装在自动升降机上，旋转盘由控制器控制，夹取机构通过连接臂Ⅰ与旋转盘相连，自动升降机上设有电动升降杆，电动升降杆上安装用于支撑漏斗的机械支架；混凝土面高度测量装置包括超声波检测装置、液体压力传感器和数据处理中心，超声波检测装置由预置声测管、径向换能器、深度计数系统构成，深度计数系统由计数滑轮和自动收线器构成，所述计数滑轮内置高精度光电编码器，预
置声测管在灌浆时绑扎在钢筋笼上，径向换能器放入预置声测管内，径向换能器连接信号线，信号线经过计数滑轮后缠绕在自动收线器上，所述液体压力传感器安装于导管底部，用于测得导管底部液体压力情况，所述液体压力传感器与径向换能器信号线电性连接数据处理中心，数据处理中心、计数滑轮的高精度光电编码器和自动收线器信号连接控制器。
[0005]作为优化，所述升降基座带有移动轮胎和液压支腿，所述移动轮胎的数量为4，所述液压支腿的数量为4个。
[0006]作为优化，所述自动升降机为固定剪叉式升降机，能够稳定的对套筒进行提升。
[0007]作为优化，所述夹取机构包含移动装置和夹取装置，所述移动装置为伸缩移动气缸，所述伸缩移动气缸通过连接臂Ⅱ驱动所述夹取装置沿所述连接臂做直线运动。
[0008]进一步的，所述夹取装置包含一对用于夹取工作的弧形抓手、一对相对设置的机械臂及用于调节两个所述抓手之间X轴向距离的伸缩夹取气缸，所述抓手设置在所述机械臂的内侧，两个所述机械臂分别固定在所述伸缩夹取气缸两端的两个伸缩杆端部，两个所述机械臂的端部之间通过直线导轨连接，两个所述机械臂包括上下两个臂板，两个所述臂板与直线导轨的上、下表面分别滑动连接。
[0009]进一步的，所述导管固定装置包括一个框体，框体上对称安装两块活动支撑板，两块活动支撑板分别开设半圆孔，两半圆孔合并形成供导管通过的通孔。通过导管固定装置可在拆卸上节导管时，固定支撑下节导管。
[0010]进一步的，所述伸缩夹取气缸连接一气缸调压阀，所述气缸调压阀与所述控制器电性连接，所述气缸调压阀用于调节所述抓手的夹取力大小。
[0011]作为优化，所述自动升降机上设有电动升降杆，所述电动升降杆电性连接控制器，所述电动升降杆上部安装有机械支架，所述机械支架末端呈圆环状，用于支撑漏斗，可以通过电动升降杆对漏斗高度进行控制。
[0012]作为优选，所述径向换能器距离导管最下端的距离为2m；所述液体压力传感器的数量为6～12个，安装在距导管最下端6m～7m处，所述控制器根据处理中心反馈信息对所述自动升降机的升降速度进行调节，使导管始终埋入混凝土面3～6米。
[0013]本专利技术还提供了一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升方法，其特征是步骤如下：
[0014]S1、将自动提升装置移动至灌注施工位置后，液压支腿充油支撑整个装置上升，是移动轮胎离地，使整个装置固定；
[0015]S2、连接安装导管和混凝土面高度测量装置，将径向换能器放入混凝土桩基孔中的预置声测管中，调节径向换能器距离导管最下端的距离为2m；液体压力传感器安装在距导管23最下端6m～7m处；
[0016]S3、夹取机构夹紧连接好的导管最上端，机械支架支持漏斗，漏斗对接导管，打开固定导管的导管固定装置的活动支撑板；向漏斗中加入混凝土，进行灌桩；灌桩过程中，通过混凝土面高度测量装置测量混凝土面的高度变化，根据混凝土面的高度变化连续平稳提升导管。在数据处理中心设定自动升降机提升速度与自动收线器收线初始速度v，自动升降机提升速度与自动收线器收线速度相等，人工根据组合导管长度输入初始导管最下端深度h0，导管最下端深度h＝h
0-vt，数据处理中心实时获取导管最下端深度数据，根据各液体压力传感器安装位置，获取各传感器深度h
c
，根据公式ρ＝P/gh
c
，获取h
c
深度处介质的密度ρ
c
；
当液体压力传感器测得密度ρ
c
远大于泥浆比重时，认定混凝土面已达h
c
深度，即导管埋入混凝土面过深，控制器控制同步提升升降机与收线器工作速度，直至测得ρ
c
临近泥浆比重后，控制器控制升降机与收线器工作速度逐步降低至初始设定速度；所述超声波检测装置同步工作，将径向换能器放入预置声测管内，根据信号线刻度调整径向换能器位于距导管最下端2m处，提升时，所述计数滑轮记录换能器提升的高度，对数据处理中心计算的深度进行校核，以确保自动升降机和自动收线器速度相同；应根据现场情况确定声速阈值，当测得声速骤减至阈值以下，认定混凝土面已低于换能器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，其特征是：包括提升机、导管固定装置控制器及混凝土面高度测量装置，提升机和混凝土面高度测量装置信号连接控制器，导管固定装置设置在灌注桩孔口，用于支撑固定导管，所述提升机包括自动升降机、旋转盘和夹取机构，自动升降机由控制器控制升降，自动升降机的底部设有升降基座，升降基座底部设有液压支腿和移动轮胎，旋转盘安装在自动升降机上，旋转盘由控制器控制，夹取机构通过连接臂Ⅰ与旋转盘相连，自动升降机上设有电动升降杆，电动升降杆上安装用于支撑漏斗的机械支架；混凝土面高度测量装置包括超声波检测装置、液体压力传感器和数据处理中心，超声波检测装置由预置声测管、径向换能器、深度计数系统构成，深度计数系统由计数滑轮和自动收线器构成，所述计数滑轮内置高精度光电编码器，预置声测管在灌浆时绑扎在钢筋笼上，径向换能器放入预置声测管内，径向换能器连接信号线，信号线经过计数滑轮后缠绕在自动收线器上，所述液体压力传感器安装于导管底部，用于测得导管底部液体压力情况，所述液体压力传感器与径向换能器信号线电性连接数据处理中心，数据处理中心、计数滑轮的高精度光电编码器和自动收线器信号连接控制器。2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，其特征是：调节径向换能器距离导管最下端的距离为2m；液体压力传感器安装在距导管最下端6m～7m处。3.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，其特征是：所述自动升降机为固定剪叉式升降机，能够稳定的对导管进行提升。4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，其特征是：所述夹取机构包含移动装置和夹取装置，所述移动装置为伸缩移动气缸，所述伸缩移动气缸通过连接臂Ⅱ驱动所述夹取装置沿所述连接臂做直线运动。5.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，其特征是：所述夹取装置包含一对用于夹取工作的弧形抓手、一对相对设置的机械臂及用于调节两个所述抓手之间X轴向距离的伸缩夹取气缸，所述抓手设置在所述机械臂的内侧，两个所述机械臂分别固定在所述伸缩夹取气缸两端的两个伸缩杆端部，两个所述机械臂的端部之间通过直线导轨连接，两个所述机械臂包括上下两个臂板，两个所述臂板与直线导轨的上、下表面分别滑动连接。6.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，其特征是：所述导管固定装置包括一个框体，框体上对称安装两块活动支撑板，两块活动支撑板分别开设半圆孔，两半圆孔合并形成供导管通过的通孔。7.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩水下砼灌注导管自动提升装置，其特征是：所述伸缩夹取气缸连接一气缸调压阀，所述气缸调压阀与所述控制器电性连接，所述气缸调压阀用于调节所述抓手的夹取力大小。8.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩水下砼灌...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伟，李佳宝，时启博，王玉婷，罗旭欣，鞠雄伟，涂聪，唐晓林，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：