CN101328709A

CN101328709A - 一种利用高压空气进行快速反循环的清孔方法及清孔装置

Info

Publication number: CN101328709A
Application number: CNA2007101233456A
Authority: CN
Inventors: 王微
Original assignee: SHANGHAI TAQI INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DINGYE FOUNDATION ENGINEERING Co.,Ltd.
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2027-06-20
Also published as: CN101328709B

Abstract

本发明涉及一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，包括至少一个可伸入到桩孔内的送气管，所述送气管的一端与高压空压机相连，另一端安装有混合喷射器，在所述桩孔内还设置有流道分隔件，该流道分隔件与桩孔的底部之间设有间隙，所述清孔装置还设有与桩孔相连通的流体流入管道和流体流出管道。同时本发明还提供一种利用本发明的清孔装置进行清孔的可循环清孔方法。由于本发明利用开口向上的混合喷射器向上喷射高压空气，使得灌浆导管内产生负压，浆液便会被“吹”出桩孔，同时向桩孔内补充新的浆液并形成良性的循环。所以，本发明具有操作简便、质量可靠、速度快、效率高、效果明显等优点，能有效提高桩的承载力，同时保证了成桩质量。

Description

一种利用高压空气进行快速反循环的清孔方法及清孔装置

技术领域：

本发明涉及一种对于水下浇灌砼的钻孔灌注桩进行清孔的方法和装置，更具体地说，涉及一种利用高压空气进行快速反循环的清孔方法及清孔装置。

背景技术：

本发明主要用于对于水下浇灌砼的钻孔灌注桩，桩的质量好与坏跟孔内沉积的沉淀物有很大关系。常规的钻孔灌注桩在成孔、下放钢筋笼后再清孔，由于桩孔内泥浆密度较高，浆液内含大量砂石沉积物，常规的清孔方法很难满足实际施工要求，所以往往会造成桩底沉渣过厚，当桩底沉渣达到一定的厚度会降低桩的承载力。为保证水下混凝土灌注的顺利进行，必须进行高质量的清孔。清孔是抽换原孔内的泥浆，清除孔内砂石沉积物，减小灌注前浆液的相对密度、含砂率等使其符合规定指标。采用传统常规的方法来清孔很难保证清孔质量。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于，克服上述现有技术之缺陷而提供一种具有速度快、效果好，能保证清孔质量满足实际需要的利用高压空气进行快速反循环的清孔装置及利用本装置进行清孔方法。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

本发明的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，包括至少一个可伸入到桩孔内的送气管，所述送气管的一端与高压空压机相连，另一端安装有混合喷射器，在所述桩孔内还设置有流道分隔件，该流道分隔件与桩孔的底部之间设有间隙，所述清孔装置还设有与桩孔相连通的流体流入管道和流体流出管道。

按照本发明提供的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，还具有如下附属技术特征：

所述送气管伸入桩孔内距桩孔孔口的距离与桩孔孔深之比为1/2～3/5。

所述混合喷射器为在一底端封闭的管体上开有两个或两个以上的孔，并且孔上设置有至少部分倾斜向上延伸的喷射管。

所述管体的上端与送气管连通。

所述喷射管的管口的内径小于喷射管的内径。

还包括灌浆导管，所述送气管位于所述灌浆导管内部，并且，送气管的外径小于灌浆导管的内径。

所述灌浆导管伸入孔内的深度大于所述送气管伸入孔内的深度。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置进行清孔的方法：

包括以下步骤：

将一端与高压空压机相连、另一端安装有混合喷射器的送气管伸入到桩孔内；

启动空压机，高压空气通过混合喷射器被注入到灌浆导管内，并且从混合喷射器内喷射出的气体将灌浆导管内的浆液向上喷射而流出桩孔，进入沉淀池；

利用泵体从标准液池向桩孔内补充标准液。

按照本发明提供的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置进行清孔的方法，还具有如下附属技术特征：

所述沉淀池与标准液池之间还设有对排除的浆液进行再处理的处理沉淀池，经过处理后的浆液流入所述标准液池，继续循环使用。

本发明的优点是：由于本发明利用开口倾斜向上的混合喷射器向上喷射高压空气，使得灌浆导管内产生负压，浆液便会被“吹”出桩孔，同时向桩孔内补充新的浆液并形成良性的循环。所以，本发明具有操作简便、质量可靠、速度快、效率高、效果明显等优点，能有效提高桩的承载力，同时保证了成桩质量。

附图说明：

图1为本发明装置的示意图及清孔过程示意图；

图2为本发明装置及清孔过程的放大结构示意图；

图3为本发明中混合喷射器的侧视图；

图4为本发明中混合喷射器的俯视图；

图5为本发明浆液的循环过程示意图。

具体实施方案：

参见图1和图2，其中示出本发明的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置的优选实施例，包括至少一个可伸入到桩孔1内的送气管2，在本实施例中为一根送气管2，当然在具体实施的过程中，可以根据需要而使用两根或者两根以上的送气管2，所述送气管2的一端与高压空压机3相连，另一端安装有混合喷射器4，当高压空压机3启动之后，高压的空气便会从混合喷射器4中高速喷出，此外，所述桩孔1还通过流体流入管道51与标准液池6相连接，通过流体流出管道52与沉淀池7相连接，这样便能够在桩孔1中进行标准液(稳定液)的进出平衡和循环。在本实施例中，所述送气管2伸入桩孔内距桩孔孔口11的距离与桩孔孔深之比为1/2～3/5，并根据孔深可以适当作出调整；如果伸入过深，会加快标准液(稳定液)的循环速度，不利于清孔。若过浅，则会减慢了标准液(稳定液)的循环速度，达不到清孔目的。

参见图3和图4，其中示出本发明清孔装置中混合喷射器的优选实施例，在本发明中，所述混合喷射器4为在一底端封闭的管体40上开有两个或两个以上的孔41，并且孔41上设置有至少部分倾斜向上延伸的喷射管42，在本实施例中，设有三根喷射管42。所述管体40的上端与送气管2连通，且所述喷射管42的管口43的内径小于喷射管42的内径。这样，当所述高压空压机3启动后，高压空气便会沿着送气管2然后经混合喷射器4喷射而出，由于混合喷射器4的喷射管42为至少部分倾斜向上设置，优选为根据空气动力学原理三根喷射管42均整体倾斜向上设置，并且由于喷射管42的管口43的内径小于喷射管42的内径，所以，高压空气在喷出管口43时会再一次被实施加速，能够提高喷射的力度和效果。

另外，本发明的清孔装置还包括在所述桩孔1内设置有的流道分隔件8，该流道分隔件8与桩孔1的底部之间设有间隙，其作用为将桩孔1内分成至少两部分，而形成一个可以进出循环的流体流道，使得桩孔1内混合喷射器4上部形成的负压能够将流体“吹”出桩孔内，达到更好的循环效果。在本实施例中，所述的流道分隔件8为灌浆导管，当然，也可以为一板状的分隔装置，如下本实施例的灌浆导管8也即本发明的流道分隔件8，所述的送气管2位于所述灌浆导管8内部，并且，送气管2的外径小于灌浆导管8的内径。所述灌浆导管8伸入孔内的深度大于所述送气管2伸入孔内的深度。在本实施例中，送气管2位于灌浆导管8的内部中间位置，以便平衡的对周围的标准液(稳定液)进行喷射而施加向上的力量。当然，本发明的装置还可以有多种的变形，例如，将所述灌浆导管8的管壁之中设置成内部中空的结构，并且与高压空压机3相连接，然后在灌浆导管8的内层设置混合喷射器4，由此可以省略送气管2的结构，但是灌浆导管8的结构则较为复杂，制造成本会相对较高。

参见图5，其中示出本发明利用高压空气进行快速反循环的清孔装置进行清孔方法的优选实施例，本方法包括以下步骤：

将一端与高压空压机3相连、另一端安装有混合喷射器4的送气管2伸入到桩孔1内；启动高压空压机3，高压空气通过混合喷射器4被注入到灌浆导管8内，并且从混合喷射器4内喷射出的气体将灌浆导管8内的浆液(稳定液)向上喷射而流出桩孔1，进入沉淀池7；利用泵体10从标准液池6向桩孔内补充标准液(稳定液)。所述沉淀池7与标准液池6之间还设有对排出的浆液(稳定液)进行再处理的处理沉淀池9，经过处理后的浆液流入所述标准液池6，继续循环使用(如图5所示)。其中所述送气管2伸入桩孔1内距桩孔孔口的距离与桩孔孔深之比为1/2～3/5。

本发明的工作原理为：

高压空气通过混合喷射器4注入灌浆导管8内与液体(稳定液)混合循环，由于高压空气注入混合喷射器4，其喷射出的气压将浆液(稳定液)从灌浆导管8中向上喷射，这样使桩孔1内与灌浆导管8间产生高压差，并在桩孔液柱压力的作用下使灌浆导管8内混合的气液以较高的速度向上喷射形成高压快速循环流动，从而产生强大的吸力，将孔底沉淀的泥砂、石子(Φ10cm以内)半径在1.5m内利用高速循环产生的吸力不断吸出地面，将喷射出的浆液引接到沉淀池7，通过沉淀处理后，用低密度的新液进行置换。

依据本发明，在清孔时高压空气的压力，根据孔径、孔深的调整具体如下表：

钻进深度(m)	空气压力(Mpa)
钻进深度(m)	空气压力(Mpa)	20	0.80
30	0.90	20	0.80
30	0.90	40	1.00
50	1.10	40	1.00
50	1.10	60	1.20
70	1.30	60	1.20
70	1.30	80	1.38

此外，上述实施例中的标准液或稳定液，也可以根据情况用水进行清孔。

本发明的效果与质量：

实践证明，利用本发明的装置与方法进行大直径、长桩身钻孔灌注桩二次清孔效果明显：

1、缩短了清孔时间。与正循环清孔相比，工效提高了5～10倍。

2、清孔较彻底。清孔前孔内沉淀厚度普遍较高，底部浆液比重大，清孔后，浆液比重在1.0～1.1之间，沉淀厚度降到50mm以下，满足了设计及施工规范高标准的要求。

3、对孔壁无破坏，桩灌注的充盈系数在1.05-1.15之间。

4、提高了桩基的摩擦力和承载力，保证水下砼浇灌的质量符合规范标准。

5、通过对基桩和在墩台完工后的超声波检测，试验结果表明，减小基础沉降，满足了设计要求。

6、设备配置简易，只需添置一台高压空压机组(20m³，13.8Mpa)。

7、工艺简便易学，经过示范，普通施工人员能很快正确掌握操作要领。

显而易见，本领域的普通技术人员，可以用本发明的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置及利用本装置进行清孔方法，形成各种类型的清孔装置以及清孔方法。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims

1、一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，其特征在于：包括至少一个可伸入到桩孔(1)内的送气管(2)，所述送气管(2)的一端与高压空压机(3)相连，另一端安装有混合喷射器(4)，在所述桩孔(1)内还设置有流道分隔件(8)，该流道分隔件(8)与桩孔(1)的底部之间设有间隙，所述清孔装置还设有与桩孔(1)相连通的流体流入管道(51)和流体流出管道(52)。

2、根据权利要求1所述的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，其特征在于：所述送气管(2)伸入桩孔内距桩孔孔口(11)的距离与桩孔孔深之比为1/2～3/5。

3、根据权利要求1或2所述的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，其特征在于：所述混合喷射器(4)为在一底端封闭的管体(40)上开有两个或两个以上的孔(41)，并且孔(41)上设置有至少部分向上延伸的喷射管(42)。

4、根据权利要求3所述的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，其特征在于：所述管体(40)的上端与送气管(2)连通。

5、根据权利要求3所述的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，其特征在于：所述喷射管(42)的管口(43)的内径小于喷射管(42)的内径。

6、根据权利要求1所述的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔装置，其特征在于：流道分隔件(8)为灌浆导管，所述送气管(2)位于所述灌浆导管(8)内部，并且，送气管(2)的外径小于灌浆导管(8)的内径。

7、根据权利要求6所述的一种利用高压空气进行快速反循环的清孔方法，其特征在于：所述灌浆导管(8)伸入孔内的深度大于所述送气管(2)伸入孔内的深度。

8、一种根据权利要求1～7中任意一项权利要求所述的利用高压空气进行快速反循环的清孔装置进行清孔的方法，其特征在于：包括以下步骤：

利用泵体从标准液池向桩孔内补充标准液。

9、根据权利要求8所述的利用高压空气进行快速反循环的清孔装置进行清孔的方法，其特征在于：

10、根据权利要求8所述的利用高压空气进行快速反循环的清孔装置进行清孔的方法，其特征在于：所述送气管伸入桩孔内距桩孔孔口的距离与桩孔孔深之比为1/2～3/5。