灌注桩混凝土真空脱水施工方法

摘要

一种灌注桩混凝土真空脱水施工方法，该施工方法所用的外置设备的真空泵与电动机连接，真空泵通过管路与内置设备连接，内置设备的多功能声测管的下端为复合微孔结构，上端为声测管密封段。声测管密封段与连接头连接，连接头的另一端与外置设备连接。其施工方法包括：埋设多功能声测管，水下混凝土浇筑，抽吸复合声测管内积水，真空脱水和多功能声测管的保护。本方法利用桩身内的声测管做真空室，实现了灌注桩内部、竖向局部真空脱水施工。借助桩身声测通道为真空室，降低施工成本。使桩身混凝土微观结构得到明显改善，提高了桩身混凝土的强度，大大改善了桩身混凝土密实性。改善了灌注桩整体混凝土的抗渗性、抗腐蚀性，提高耐久性。

权利要求

1.一种灌注桩混凝土真空脱水施工方法，该施工方法所用设备包括内置设备和外置设备，所述的外置设备的真空泵与电动机连接，真空泵通过管路与内置设备连接，其特征在于，所述的内置设备包括多功能声测管，该多功能声测管是双层结构，其外层是复合织物土工布袋，内层是声测用带孔钢管及非密封连接装置，双层结构组成复合微孔结构的多功能声测管，多功能声测管的下端为复合微孔结构，其上端为声测管密封段，该声测管密封段的另一端与连接头连接，连接头的另一端与外置设备连接；

其施工方法包括：

①埋设多功能声测管

将多功能声测管埋设于灌注桩混凝土的内部，与灌注桩钢筋笼内侧的加强筋绑扎固定，一起安装就位，护壁泥浆中的水将通过复合微孔结构渗入多功能声测管；

②水下混凝土浇筑

采用导管法进行混凝土浇筑，混凝土浇筑后多功能声测管全部被混凝土封闭，其声测管密封段及连接头露出桩顶面至少500mm，在灌注桩混凝土内的多功能声测管形成真空室，真空室通过声测管密封段及连接头与外置设备的真空泵相连接，来实现灌注桩内部竖向真空吸水施工；

③抽吸多功能声测管内积水

混凝土浇筑完毕后，用射流泵抽吸多功能声测管内渗入的积水；

④真空脱水

用软管将外置设备的真空泵与多功能声测管连接头连接，进行真空脱水，真空度要求大于80％，真空作业时间10～15min，真空作业范围以声测管中心轴为中心，其半径为

150～200mm的局部混凝土；

⑤多功能声测管的保护

抽真空后将连接头封闭。

说明书

灌注桩混凝土真空脱水施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种混凝土真空脱水的方法，特别是涉及一种建筑施工领域灌注桩混凝土真空脱水施工方法。

背景技术

[0002] 混凝土真空脱水技术是二十世纪70年代发展起来的一项新技术，被列为70年代国外混凝土施工的四大新技术之一。在混凝土浇筑施工中，有时为了使混凝土易于成型，采用加大水灰比提高混凝土流动性的方式，但随之降低了混凝土的密实性和强度。真空脱水法就是利用真空吸水设备，将已浇筑完毕的混凝土中的游离水和气泡吸出，以达到降低水灰比、提高混凝土强度、改善混凝土的物理力学性能、加快施工进度的目的。

[0003] 一般抽真空混凝土是在初步密实的混凝土表面，放上真空垫(室)并形成真空状态，使与之接触的混凝土表面形成负压差。相当于每平方米数以千斤的压力，将混凝土中的水挤出。随着抽真空的时间增加与真空度的提高，负压差向混凝土深度传播，多于的水不断被挤出。实验结果表明，保证混凝土水泥水化最小水灰比为0.20左右，而混凝土被真空处理后约排出15～25％的拌和水，最终水灰比不小于0.30，所以真空脱水不影响水泥水化；经过真空脱水的混凝土，密实度大，抗压强度可提高25％～40％，与钢筋的握裹力可提高20％～25％；真空作用使混凝土体积压缩率约为2％，可减少收缩，增长弹性模量；真空脱水过程排出部分搅拌、成型过程中带入的气泡，减少了混凝土总空隙率。混凝土真空脱水后，内部结构较均匀，密实性好，硬化后的水泥石微观结构致密，抗渗、耐腐蚀等性能大幅提高。由于它能够解决混凝土工作性与强度之间的矛盾，具有早期强度高，表面质量好，提高耐磨性、抗渗性和抗冻性，投资少见效快，生产周期短，技术、经济效益显著。目前在国内，混凝土真空脱水技术主要用于预制构件和现浇混凝土楼地面、道路及机场跑道等工程施工；也有用于现浇混凝土梁、柱外侧面真空脱水施工，尚未在混凝土灌注桩工程中应用。

[0004] 灌注桩用混凝土一般为水下混凝土，需采用导管灌注，为保证混凝土拌和物良好的工作性，一般要求水泥的初凝时间不宜早于2.5h，坍落度为180-220mm，水灰比为0.5-0.6，远大于水化水灰比0.2，混凝土中存在大量的游离水。同时，由于水下混凝土是自密实混凝土，混凝土密实性差、气体等不易排出，致使混凝土微观上存在大量贯通空隙，而灌注桩工作环境多在地下潮湿或水中，因此混凝土的抗渗性、抗腐蚀性一直是一个突出的工程问题。

发明内容

[0005] 本发明的发明目的在于针对现有技术灌注桩用混凝土抗渗性、抗腐蚀性能差的不足，提供一种通过桩身混凝土内部预设复合微孔声测管形成真空室，实现灌注桩内部、竖向、局部真空脱水施工，减少混凝土灌注桩自密实混凝土内游离水的数量，减少混凝土总空隙体积，改善混凝土硬化后的微观结构，提高混凝土的强度和与钢筋的握裹力，改善抗渗性、抗腐蚀性、提高耐久性的灌注桩混凝土真空脱水施工方法。

[0006] 实现上述发明目的通过以下技术方案来实现：

[0007] 一种灌注桩混凝土真空脱水施工方法，该施工方法所用设备包括内置设备和外置设备，所述的外置设备的真空泵与电动机连接，真空泵通过管路与内置设备连接，其特征在于，

[0008] 所述的内置设备包括多功能声测管，该多功能声测管的下端为复合微孔结构，其上端为声测管密封段，该声测管密封段的另一端与连接头连接，连接头的另一端与外置设备连接；

[0009] 其施工方法包括：

[0010] ①埋设多功能声测管

[0011] 将多功能声测管埋设于灌注桩混凝土的内部，与灌注桩钢筋笼内侧的加强筋绑扎固定，一起安装就位，护壁泥浆中的水将通过复合微孔结构渗入多功能声测管；

[0012] ②水下混凝土浇筑

[0013] 采用导管法进行混凝土浇筑，混凝土浇筑后多功能声测管全部被混凝土封闭，其声测管密封段及连接头露出桩顶面至少500mm，在灌注桩混凝土内的多功能声测管形成真空室，真空室通过声测管密封段及连接头与外置设备的真空泵相连接，来实现灌注桩内部竖向真空吸水施工；

[0014] ③抽吸复合声测管内积水

[0015] 混凝土浇筑完毕后，用射流泵抽吸多功能声测管内渗入的积水；

[0016] ④真空脱水

[0017] 用软管将混凝土真空泵与多功能声测管连接头连接，进行真空脱水，真空度要求大于80％，真空作业时间10～15min，真空作业范围以声测管中心轴为中心。其半径为150～200mm的局部混凝土；

[0018] ⑤多功能声测管的保护

[0019] 抽真空后将连接头封闭。

[0020] 采用以上技术方案，与现有技术相比，其有益效果是：本方法利用桩身声测管做真空室，实现了灌注桩内部、竖向局部真空脱水施工，是对传统真空吸水施工工艺的一个突破。借助桩身声测通道为真空室，使施工成本增加小，使桩身混凝土微观结构得到明显改善，提高了桩身混凝土的强度，大大改善了桩身混凝土密实性。对于易侵蚀环境下，适当增设声测管数量，可改善灌注桩整体混凝土的抗渗性、抗腐蚀性，提高耐久性。

附图说明

[0021] 图1是本发明整体结构示意图。

[0022] 图2、图3是复合微孔声测管结构示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明做进一步的描述。

[0024] 一种灌注桩混凝土内部真空脱水施工方法，该施工方法所用的设备包括内置设备和外置设备。

[0025] 见图1，外置设备由电动机9、真空泵8、集水箱5、吸水管等组成。电动机9与真空泵8连接，真空泵8通过管路与集水箱5连通，集水箱5上安装真空表7。工作时，吸水管进口6与真空泵8连接，另一端与连接头4连接。内置设备由多功能声测管1、声测管密封段3和连接头4组成。多功能声测管1的下端为复合微孔结构，其上端为声测管密封段3，该声测管密封段3的另一端与连接头4连接，连接头4的另一端与外置设备的连接管连接。

[0026] 设施、设备选择实施例

[0027] 射流泵：扬程大于50米或桩长，用于抽吸多功能声测管1内的积水。

[0028] 混凝土真空泵：用连接软管与多功能声测管1连接。

[0029] 多功能声测管：本发明的多功能声测管由外层带有略大于水分子直径微孔的防渗复合织物土工布袋13与内层声测用带孔钢管18及非密封连接装置16组成，由于其结构的特殊型，也将其成为复合微孔多功能声测管。它是灌注桩声测管装置，兼做抽真空辅助设施-真空室。

[0030] 图2、图3是复合微孔多功能声测管1的典型结构图，图中防渗复合织物土工布袋13；非密封连接装置快速连接螺杆14；声测管小孔(孔径为0.2-0.3mm，横向均匀布置3个，竖向间距250～500mm)；非密封连接装置16，是内径略大于带孔声测管18外径的钢管，其中上部预设三个螺栓孔，下部通过连接焊缝17与声测管18焊接；声测管18用带孔钢管；声测管外水分子19；声测管外空气20。

[0031] 连接头3：多功能声测管1与外部设备连接装置，高出桩顶面500mm(至少500mm)。

[0032] 其施工方法实施例：

[0033] ①埋设多功能声测管1

[0034] 如图1，将多功能声测管1埋设于灌注桩混凝土的内部，多功能声测管1采用复合声测管，多功能声测管1顶端部分设置为传统密封型结构即声测管密封段3，声测管密封段3与连接头4焊接。多功能声测管1与用主筋12编织的钢筋笼内侧加强筋11绑扎固定，一起安装就位，带有复合微孔的多功能声测管1为非密封声测管，护壁泥浆中水随即进入多功能声测管1，使多功能声测管1的内外压差大大降低，使复合织物土工布袋13得到保护。

[0035] ②水下混凝土浇筑

[0036] 采用普通导管法进行混凝土浇筑，混凝土浇筑后多功能声测管1全部被混凝土封闭，其声测管密封段3及连接头4漏出柱顶混凝土顶面10大于或等于500mm，在灌注桩混凝土内的多功能声测管1形成真空室2，真空室2通过声测管密封段3及连接头4与外置设备的吸水管连接，吸水管与真空泵8相连接，来实现灌注桩内部竖向真空吸水施工。

[0037] ③抽吸复合声测管内积水

[0038] 混凝土浇筑完毕后，用射流泵抽吸多功能声测管1内渗入的积水。

[0039] ④真空脱水

[0040] 用连接软管将混凝土真空泵8与多功能声测管的连接头4连接，进行真空脱水，真空度要求大于80％，真空作业时间为10～15min，真空作业范围以声测管中心轴为中心，其半径为150～200mm的局部混凝土。

[0041] ⑤多功能声测管1的保护

[0042] 抽真空后即刻将连接头4封闭，以防杂物进入多功能声测管1造成堵塞。

[0043] 以上公开的仅为本发明的具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围之内。