灌注桩桩帽与桩一体化施工装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液化天然气储罐粧帽施工工艺的改进，尤其是一种灌注粧粧帽与粧一体化施工装置及方法，属于建筑施工技术领域。
【背景技术】
[0002]大型低温储罐外罐设计为后张拉预应力钢筋混凝土结构，一般由成孔灌注粧架空支撑，粧基直径为I?1.5m，数量为169?556根，架空高度为0.76?1.75m。在粧基施工过程中，由于地下状况的不确定性往往会导致粧基施工进度拖延，合理安排粧帽与储罐承台的顺利施工就成为保证项目工期的关键。在以往的液化天然气(LNG)项目中，例如珠海、宁波等地的LNG项目，均采用粧与粧帽分开施工技术，即在粧施工完成之后进行土方开挖、破粧头及绑扎粧帽钢筋，再进行粧帽混凝土浇筑，最后进行土方回填，完成了粧帽施工，这种技术工序繁琐，人力、材料及机械设备投入较大，造成施工成本高，工程进度慢，还增加了扬尘、噪音等污染。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种灌注粧粧帽与粧一体化施工装置，同时给出了其施工方法，能够减少粧帽施工工序，提高工作效率，控制施工成本。
[0004]为了达到以上目的，本发明的灌注粧粧帽与粧一体化施工装置基本技术方案为:包括水准仪、全站仪和横截面为环形的垫板，所述环形垫板铺设在粧孔上端口的周围，并套接在整体钢筋笼上，所述整体钢筋笼安装在粧孔内，所述粧孔与整体钢筋笼轴向重合，将所述整体钢筋笼分为地上粧帽钢筋和粧基地下部分钢筋两部分，所述整体钢筋笼包括一组纵向排列的主筋和一根围束在该组主筋上的螺旋箍筋；所述环形垫板上制有一组槽孔，与所述槽孔配合设有螺栓，所述螺栓又与模板上的螺栓孔配合连接，所述模板与垫板、整体钢筋笼中心重合。
[0005]优选地，所述模板包括由侧模板围成的筒体，所述筒体外套有内护筒，所述内护筒的上下两端口具有向外延伸的凸边，且在所述内护筒的上下凸边之间设有外护筒，内外护筒之间设有数个加强肋，所述内护筒的下凸边上制有一组与螺栓相配合的螺栓孔。
[0006]优选地，在所述筒体的下端外圆面上位于内护筒下方具有与垫板相配合的缺口。
[0007]优选地，所述内护筒的上凸边制有一组供钢丝绳穿过的穿绳孔，所述穿绳孔与埋设在粧孔四周地面上的钢筋连接。
[0008]优选地，所述粧孔内埋设护筒，位于所述粧孔周围的地面上安装有浇筑平台，所述饶筑平台主要由数层支架组成，便于分层饶筑混凝土。
[0009]本发明的灌注粧粧帽与粧一体化施工方法，依次包括粧基地下部分混凝土施工，混凝土超灌，导管及护筒拔出，模板安装，粧帽混凝土浇筑，模板拆除和混凝土养护。
[0010]其中，第一步、粧基地下部分混凝土施工包括以下步骤: (11)按照常规灌注粧成孔施工工艺在现场地面施工获得粧孔，并在粧孔内埋设护筒；
(12)将箍筋螺旋缠绕在一组纵向排列的主筋上，并在箍筋与主筋相交处捆扎连接，制得整体钢筋笼，将整体钢筋笼吊装并固定到粧孔内，所述整体钢筋笼与粧孔轴向重合，并将整体钢筋笼划分为地上粧帽钢筋和粧基地下部分钢筋；
(13)通过设置在粧孔内的导管向粧孔内连续灌注混凝土，控制混凝土灌注时的充盈系数大于1.05 ；
第二步、混凝土超灌:向粧孔内连续灌注混凝土至护筒的上端口后继续进行灌注，直至混凝土达到预计超灌高度，所述预计超灌高度为灌注高度与粧径的折算量；混凝土达到预计超灌高度后，清除超灌的混凝土并进行再利用，以确保粧孔顶面的混凝土质量合格无杂质；预计的超灌高度一般为0.8?1.0m,即当粧直径为1.2m时，超灌方量等于Ji X0.62 X(0.8 ?1.0) m2 ;
第三步、导管及护筒拔出:进行现场验收，在超灌量满足要求以及粧顶混凝土全部为新鲜混凝土后，即验收合格，将导管及护筒拔出，并清理粧顶混凝土及上部粧帽钢筋；验收时，取粧顶混凝土制作试块，试块满足图纸设计强度要求即为合格；
第四步、在粧顶部混凝土初凝前进行模板安装，包括以下步骤:
(41)制作内、外护筒，内护筒的上下两端口向外延伸制成凸边，在内护筒的下凸边上开一组螺栓孔，将内外护筒连接后套在侧模板围成的筒体上，组成模板；
(42)将粧孔周边地面平整密实后，将环形垫板套接在整体钢筋笼并铺设在地面上，铺设时采用水准仪调平垫板与地面，环形垫板用来控制模板的水平和垂直度；
(43)将组装好的模板吊装至铺设好的环形垫板上，并使模板中心与垫板中心、整体钢筋笼中心对齐，模板的螺栓孔与设置在环形垫板槽孔内的螺栓配合连接，将模板与环形垫板连接为一体；
(44)采用全站仪正交架设，测量模板的垂直度，并通过螺栓、垫板调整模板的垂直度；
第五步、粧帽混凝土浇筑:安装模板后，保证粧顶部混凝土尚未初凝，进行粧帽混凝土饶筑；饶筑时，将饶筑平台吊装到施工现场，并向模板内连续分层饶筑混凝土，分层饶筑混凝土时需对位于两层接触面的混凝土进行振捣密实操作，使上下两层混凝土充分混合。
[0011 ] 第二步、混凝土超灌，粧基地下部分完成混凝土浇筑后继续浇筑混凝土，将传统工艺中需要凿毛的混凝土浮浆提前溢出清理掉，节省了工序，避免顶部混凝土因夹渣泥块、水泥浆等导致的强度无法满足等问题，同时超灌出来的混凝土被顶出粧孔顶面，其内含有杂质，可采用干净的铁锹将超灌混凝土铲到小推车的车斗里，并就近运送至需要场所进行再利用，例如需硬化的临建场地等，避免浪费资源，同时保护了现场环境。混凝土超灌能够避免粧顶出现浮浆，保证粧头的混凝土质量，有效提高灌注粧的承载力，而且可以防止导管拔出时，整体钢筋笼上浮。另外，超灌是为了粧帽与粧结合处的混凝土密实，没有泥浆等杂质，避免粧帽浇筑完后结合处出现“断粧”现象，影响力的传递。另外，针对灌注粧，传统的思路就是在浇筑完成进行土方开挖、破粧头、绑扎粧帽钢筋、支模板、浇筑粧帽混凝土等工序，而本发明是将钢筋整体成型，在混凝土浇筑到地面后将原先需要破除的粧头在还没有凝固之前清理掉，然后快速支模板完成粧帽浇筑，因此必须避免混凝土凝固，防止粧身与粧帽之间产生施工缝。
[0012]第四、第五步，充分利用混凝土的初凝时间，清理校正整体钢筋笼，铺设环形垫板，安装固定预制的模板，并在粧顶部混凝土初凝前进行粧帽混凝土浇筑。须在地下部分粧基顶部的混凝土初凝前，完成垫板铺设、模板安装、粧帽混凝土浇筑、粧帽模板安装加固等施工，否则粧基混凝土初凝后，就不可能连续浇筑混凝土，粧帽与粧就不能实现一体化施工。垫板的主要作用是支撑模板，由于底模混凝土还未凝固，就需要一个支撑平台来保障模板的垂直度。混凝土初凝时间可以通过前期做混凝土配合比的时候来确定，在保证混凝土各项性能的前提下，适当延长混凝土初凝时间；同时在保证质量的前提下，快速完成模板安装等工作，以便变相的延长混凝土初凝时间。然而，若尚未在混凝土初凝前完成模板的安装，需对粧顶混凝土进行凿毛，作为施工缝处理，然后进行后续粧帽施工。
[0013]优选地，步骤(13)在灌注过程中对位于粧孔上端口下方一定深度范围内的混凝土进行振捣密实操作；第二步中，当混凝土灌注至设计的粧顶标高后，且粧顶上部具有新鲜的混凝土时，对位于粧孔上端口下方一定深度范围内的混凝土进行二次振捣密实操作。一定深度取值为5±lm。
[0014]优选地，步骤(44)中，先将钢丝绳穿过设置在模板四周的穿绳孔，再与埋设在粧孔四周地面上的钢筋连接，便于加固模板，然后采用全站仪测量模板的垂直度，并通过拧动螺栓及移动垫板微调模板的垂直度，同时通过松紧侧拉的钢丝绳来配合垂直度调节，最终达到调整模板的垂直度的目的。
[0015]本发明的灌注粧粧帽与粧一体化施工方法是在粧基混凝土浇筑到护筒口后继续浇灌直至露出新鲜合格的混凝土面，然后将超灌部分的混凝土集中处理，充分利用粧基地下部分混凝土的初凝时间，通过环形垫板调节安装模板，并进行粧帽混凝土浇筑，快速完成粧帽施工作业。本发明具有以下优点:
1.粧帽钢筋与粧基地下部分钢筋连为整体钢筋笼，并进行吊装，省去了传统工艺中单独安装粧帽钢筋的工序，提高了工作效率；
2.通过环形垫板能够很好地控制模板的水平及垂直度，由于储罐荷载较大，对粧基承载力要求较高，粧帽垂直度及水平度控制的好，储罐承台荷载就可以有效地传递到粧端；
3.采用本发明的灌注粧施工方法省去了传统粧帽施工中土方开挖、破粧头及土方回填等工序，控制了施工成本，减少了噪声、扬尘等污染；
4.对超灌溢出的混凝土进行收集并再利用，避免了资源浪费。总之，本发明施工难度小，具有较高的经济效益和社会环境效益。
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0017]图1为本发明中灌注粧粧帽结构示意图。
[0018]图2为混凝土超灌示意图。
[0019]图3为本发明中环形垫板的结构示意图。
[0020]图4为本发明中模板的结构示意图。
[0021 ]图5为模板安装示意图。
[0022]图6为粧帽混凝土浇筑示意图。
[0023]图7为施工完成的灌注粧结构示意图。
[0024]图8为图5的A向放大图。
[0025]图中:1.粧基地下部分钢筋，2.地上粧帽钢筋，3.主筋，4.承台，5.螺旋箍筋，6.施工缝，7.整体钢筋笼，8.新鲜混凝土面，9.槽孔，10.钢垫板，11.上凸边，12.下凸边，13.内护筒，14.外护筒，15.筒体，16.加强肋，17.钢丝绳，18.螺栓，19.浇筑平台。
【具体实施方式】
[0026]实施例一
本实施例的灌注粧粧帽与粧一体化施工装置，包括水准仪、全站仪和横截面为环形的钢垫板10，环形钢垫板10铺设在粧孔上端口的周围，并套接在整体钢筋笼7上，整体钢筋笼7安装在粧孔内，粧孔与整体钢筋笼7轴向重合，将整体钢筋笼7分为地上粧帽钢筋2和粧基地下部分钢筋I两部分，整体钢筋笼7包括一组纵向平行排列的主筋3和一根围束在该组主筋3上的螺旋箍筋5 ;环形钢垫板10内径为1.2m，外径为1.5m，厚度为2cm，环形钢垫板10上