CN102162243B - 旋转挤扩支盘机的泥浆循环系统及排渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转挤扩支盘机的排渣方法，其中所述旋转挤扩支盘机的挤扩工臂在对桩孔(73)内壁土层进行刮削和挤扩作业以形成承力盘孔时，在桩孔(73)内累积作为内壁土层脱落物的渣土，所述方法包括如下步骤：利用旋转挤扩支盘机的碾磨部件对所述渣土的碾磨，形成渣土颗粒；把所述渣土颗粒与注入到桩孔(73)内的液体进行混合，在桩孔(73)内生成泥浆液；通过重复执行从桩孔(73)内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔(73)内的循环作业，将所述渣土颗粒从桩孔(73)中排出；排渣效果好、效率高。

Description

旋转挤扩支盘机的泥浆循环系统及排渣方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程、桥梁灌注桩工程中的泥浆循环方法及装置，特别涉及一种与旋转挤扩支盘机配套的泥浆循环系统及排渣方法。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，高速公路、高速铁路、高层、超高层建筑物、大跨度的桥梁、场馆、厂房建筑项目激增，以及人们越来越多地开发河海滩、沼泽地等作为建筑用地，建筑桩基市场对高质量、高效率、高荷载的桩基需求越来越大。目前，挤扩变径桩较多的被采用。但现有的挤扩变径桩的施工方法中，施工时产生沉渣量和沉渣块过大，这些过大的沉渣块从桩孔中排出非常费时并非常困难，因沉渣量过大，给灌注混凝土后的成桩留下严重的质量隐患。

发明内容

本发明的首要目的是针对上述问题，提供一种泥浆循环方法，使施工过程中产生的大块的沉渣块细化，然后从桩孔中排出，清孔效果好、效率高。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案：

一种旋转挤扩支盘机的排渣方法，其中所述旋转挤扩支盘机的挤扩工臂(挤扩工臂包括上挤扩工臂和下挤扩工臂)在对桩孔内壁土层进行刮削和挤扩作业以形成承力盘孔时，在桩孔内累积作为内壁土层脱落物的渣土，所述方法包括如下步骤：利用旋转挤扩支盘机的碾磨部件对所述渣土的碾磨，形成渣土颗粒；把所述渣土颗粒与注入到桩孔内的液体进行混合，在桩孔内生成泥浆液；通过重复执行从桩孔内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔内的循环作业，将所述渣土颗粒从桩孔中排出。

其中，在从桩孔内提取所述泥浆液到地面的过程中，利用安装在挤扩支盘机挤扩工臂上的搅流翼在旋转刮削和挤扩作业时产生的强劲上升漩流，推动所述泥浆液沿桩孔涌向地面。

特别是，所述挤扩支盘机的碾磨部件是所述搅流翼。

其中，在所述挤扩支盘机的挤扩工臂进行刮削和挤扩作业期间，利用旋转的挤扩工臂搅拌所述渣土颗粒和液体，实现所述渣土颗粒与液体的混合。

其中，重复执行从桩孔内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔内的循环作业包括如下步骤：a)在泥浆搅流翼旋转产生的强劲上升旋流和从泥浆管管不断注入的经沉淀处理的泥浆液冲击的双重作用下，桩孔内的泥浆液沿桩孔上升；b)上升的泥浆液到达桩孔顶部后经泥浆沟流入泥浆沉淀池进行沉淀处理，使泥浆液含有的渣土颗粒沉淀在所述泥浆沉淀池内，并形成所述经沉淀处理的泥浆液；c)所述经沉淀处理的泥浆液在泥浆泵作用下经由泥浆循环池、泥浆泵吸入口进入泥浆泵，然后再经泥浆泵排出口进入泥浆管；d)所述经沉淀处理的泥浆液通过泥浆管旋转接头、泥浆管端口注入桩孔内，与渣土颗粒混合再次形成所述泥浆液；之后，重复步骤a)～d)直至桩孔内渣土全部清除。

其中，重复执行从桩孔内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔内的循环作业包括如下步骤：a)在泥浆搅流翼旋转产生的强劲上升旋流和泥浆泵泵吸的双重作用下，泥浆液上升并经由泥浆管端口、泥浆管、泥浆泵、排出口流入泥浆沉淀池内；b)泥浆液在泥浆沉淀池内进行渣土颗粒沉淀处理，使泥浆液含有的渣土颗粒沉淀在所述泥浆沉淀池中，并形成所述经沉淀处理的泥浆液；c)所述经沉淀处理后的泥浆液通过泥浆循环池、泥浆沟从桩孔顶部流入桩孔内，与渣土颗粒再次混合形成所述泥浆液；之后，重复步骤a)～c)直至桩孔内的土渣全部清除。

本发明的另一目的是提供一种旋转挤扩支盘机配套的泥浆循环系统，能够使在施工过程中产生的大块渣土得到细化，从而保障排渣的顺利进行。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案：

一种旋转挤扩支盘机的泥浆循环系统，包括：泥浆泵；一端伸入桩孔底端，另一端连接泥浆泵的泥浆管；接收直接来自桩孔的泥浆液的泥浆沉淀池，用于沉淀泥浆液含有的渣土颗粒；与泥浆沉淀池相连并向泥浆泵提供经沉淀处理的泥浆液的泥浆循环池；位于桩孔内的旋转挤扩支盘机，包括：把旋转挤扩支盘挤扩机作业时产生的渣土碾磨成渣土颗粒的碾磨部件；以及把所述渣土颗粒与经沉淀处理的泥浆液混合的搅拌部件。

一种旋转挤扩支盘机配套的泥浆循环系统，包括：泥浆泵；一端伸入桩孔底端，另一端连接泥浆泵的泥浆管；

接收由泥浆泵从桩孔内提取的泥浆液的泥浆沉淀池，用于沉淀泥浆液含有的渣土颗粒；与泥浆沉淀池相连并向桩孔内直接提供经沉淀处理的泥浆液的泥浆循环池；位于桩孔内的旋转挤扩支盘机，包括：把旋转挤扩支盘挤扩机作业时产生的渣土碾磨成渣土颗粒的碾磨部件；以及把所述渣土颗粒与经沉淀处理的泥浆液混合的搅拌部件。

其中，在所述旋转挤扩支盘机还包括设置在下挤扩工臂内侧的泥浆搅流翼，用于在旋转刮削和挤扩作业时产生强劲上升漩流，推动所述泥浆液沿桩孔涌向地面。

特别是，所述泥浆搅流翼与下挤扩工臂成一角度，并且至少具有一曲面。

本发明的有益效果体现在：

(1)在下挤扩工臂的内侧设置泥浆搅流翼，泥浆搅流翼随挤扩工臂一起旋转，使得刮削或挤扩下来的渣土

撞击泥浆搅流翼后被下挤扩工臂碾磨成细小的渣土颗粒，为泥浆的循环创造了条件；

(2)在下挤扩工臂的内侧设置泥浆搅流翼，泥浆搅流翼随挤扩工臂一起旋转，使得桩孔内产生强劲的上升旋流，为细化的渣土颗粒提供了上升动力，从而保障了泥浆的循环、沉渣的置换；

(3)结构设计简单，清孔方法可靠。

附图说明

图1是本发明的泥浆循环系统实施例一的示意图；

图2是本发明的泥浆循环系统实施例二的示意图；

图3是本发明的泥浆搅流翼与下挤扩工臂的俯视示意图。

附图标记说明：5-泥浆泵；5a-吸浆口；5b-排浆口；8-接长杆；12-泥浆管；12a-泥浆管端口；12b-泥浆管另一端；20-下挤扩工臂；13-泥浆管旋转接头；30-泥浆搅流翼；70-泥浆沉淀池；71-泥浆循环池；72-泥浆沟；73-桩孔。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本实施例的泥浆循环系统包括：泥浆泵5；一端12a伸入桩孔底端，另一端12b连接泥浆泵5的排浆口5b泥浆管12；接收直接来自桩孔的泥浆液的泥浆沉淀池70，与桩孔顶端通过泥浆沟72相连，用于沉淀泥浆液中含有的渣土颗粒；与泥浆沉淀池70相连并向泥浆泵5的吸浆口5a提供经沉淀处理的泥浆液的泥浆循环池71；以及位于桩孔内的旋转挤扩支盘机。

其中，旋转挤扩支盘机包括：把旋转挤扩支盘挤扩机作业时产生的渣土碾磨成渣土颗粒的碾磨部件，以及把所述渣土颗粒与经沉淀处理的泥浆液混合的搅拌部件，即上、下挤扩工臂19、20和安装在下挤扩工臂20内侧的泥浆搅流翼30，泥浆搅流翼30与下挤扩工臂20成一定角度，并且至少具有一曲面。

从图1和图2可以看出，本发明的旋转挤扩支盘机至少具有两个对称的挤扩工臂，以便在油缸活塞杆的作用下，对桩孔内壁土层实施挤扩作业。其中每个挤扩工臂包括上、下挤扩工臂19、20。

其中，旋转挤扩支盘机还包括套装在旋转挤扩支盘机动力头下端的泥浆管旋转接头13，分为可相对转动的上、下两部分，上部分固定在动力头上，下部分可相对上部分转动，泥浆管12的一端12b连接泥浆泵5的排浆口5b，另一端12a经由旋转接头13后伸入桩孔底部，即泥浆管旋转接头13将泥浆管12分为上、下两部分，下部分可相对上部分转动，两部分之间由泥浆管旋转接头13连通，使得泥浆能够流通顺畅。

下面描述本实施例泥浆循环系统的排渣过程。

利用旋转挤扩支盘机的挤扩工臂对桩孔内壁土层进行刮削和挤扩作业形成承力盘时，在桩孔内累积作为内壁土层脱落物的渣土，在旋转挤扩支盘机的挤扩工臂和泥浆搅流翼30的作用下渣土被碾磨成渣土颗粒，并在它们的搅拌作用下与从泥浆管12内不断注入的液体(即第一次注入的水和后来注入的经沉淀处理的泥浆液)混合，形成泥浆比重较大的泥浆液；

在泥浆搅流翼30旋转产生的强劲上升旋流以及从泥浆管12不断注入的液体(即经沉淀处理的泥浆液)的冲击的双重作用下，桩孔内的泥浆液沿桩孔73上升；

上升的泥浆液到达桩孔顶部后经泥浆沟72流入泥浆沉淀池70进行沉淀处理，使得泥浆液中含有的渣土颗粒沉淀在泥浆沉淀池70内，并形成经沉淀处理的泥浆比重较小的泥浆液；

该泥浆液在泥浆泵5作用下经由泥浆循环池71、泥浆泵吸入口5a进入泥浆泵5，然后再经泥浆泵排出口5b进入泥浆管12；

经过泥浆管旋转接头13、泥浆管端口12a注入桩孔73内，以便实现上面所述的与渣土颗粒混合形成泥浆比重较大的泥浆液；之后重复上述步骤，直到桩孔内的渣土全部清除。

实施例二

如图2所示为本发明的泥浆循环系统的另一种结构的示意图，本实施例的泥浆循环系统包括泥浆泵5；一端12a伸入桩孔底端，另一端12b连接泥浆泵5的吸浆口5a泥浆管12；接收由泥浆泵5从桩孔73内提取的泥浆液的泥浆沉淀池70，用于沉淀泥浆液中含有的渣土颗粒；与泥浆沉淀池70相连并向桩孔73内直接提供经沉淀处理的泥浆液的泥浆循环池71，与桩孔73通过泥浆沟72相连；以及位于桩孔内的旋转挤扩支盘机。

其中，旋转挤扩支盘机包括：把旋转挤扩支盘挤扩机作业时产生的渣土碾磨成渣土颗粒的碾磨部件，即上、下挤扩工臂19、20；以及把所述渣土颗粒与经沉淀处理的泥浆液混合的搅拌部件，即安装在下挤扩工臂20内侧的泥浆搅流翼30，泥浆搅流翼30与下挤扩工臂20成一定角度，并且至少具有一曲面，如图3所示。

其中，旋转挤扩支盘机还包括套装在旋转挤扩支盘机动力头下端的泥浆管旋转接头13，分为可相对转动的上、下两部分，上部分固定在动力头上，下部分可相对上部分转动，泥浆管12的一端12b连接泥浆泵5的吸浆口5a，另一端12a经由旋转接头13后伸入桩孔底部，即泥浆管旋转接头13将泥浆管12分为上、下两部分，下部分可相对上部分转动，两部分之间由泥浆管旋转接头13连通，使得泥浆能够流通顺畅。

下面描述本实施例泥浆循环系统的排渣过程。

利用旋转挤扩支盘机的挤扩工臂对桩孔内壁土层进行刮削和挤扩作业形成承力盘时，在桩孔内累积作为内壁土层脱落物的渣土，在旋转挤扩支盘机的挤扩工臂和泥浆搅流翼30的作用下渣土被碾磨成渣土颗粒，并在它们的搅拌作用下与从桩孔顶部直接流入桩孔内的液体(即第一次注入的水和后来注入的经沉淀处理的泥浆液)混合，形成泥浆比重较大的泥浆液；

在泥浆搅流翼30旋转产生的强劲上升旋流以及泥浆泵5的泵吸的双重作用下，桩孔内的泥浆比重较大的泥浆液上升，并经由泥浆管端口12a、泥浆管12、泥浆泵5的吸浆口5a，从排浆口5b流入泥浆沉淀池70内；

该泥浆液在泥浆沉淀池70内进行沉淀处理，使得泥浆液中含有的渣土颗粒沉淀在泥浆沉淀池70内，并形成经沉淀处理的泥浆比重较小的泥浆液；

该泥浆液经由泥浆循环池71、泥浆沟72从桩孔73顶部直接流入桩孔73内，以便实现上面所述的与渣土颗粒混合形成泥浆比重较大的泥浆液；之后重复上述步骤，直到桩孔内的渣土全部清除。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转挤扩支盘机的泥浆循环系统，包括：

泥浆泵(5)；

一端(12a)伸入桩孔底端，另一端(12b)连接泥浆泵(5)的泥浆管(12)；

接收直接来自桩孔的泥浆液的泥浆沉淀池(70)，用于沉淀泥浆液含有的渣土颗粒；

与泥浆沉淀池(70)相连并向泥浆泵(5)提供经沉淀处理的泥浆液的泥浆循环池(71)；

位于桩孔内的旋转挤扩支盘机，包括：

把旋转挤扩支盘挤扩机作业时产生的渣土碾磨成渣土颗粒的上、下挤扩工臂；以及

把所述渣土颗粒与经沉淀处理的泥浆液混合的搅拌部件，所述搅拌部件是安装在下挤扩工臂内侧的泥浆搅流翼(30)，或者是所述上、下挤扩工臂和装在其内侧的所述泥浆搅流翼(30)；

其中，所述泥浆搅流翼(30)用来在旋转刮削和挤扩作业时产生强劲上升漩流，推动所述泥浆液沿桩孔(73)涌向地面。

2.根据权利要求1所述的泥浆循环系统，其中所述泥浆搅流翼(30)至少具有一曲面。

3.一种旋转挤扩支盘机的泥浆循环系统，包括：

泥浆泵(5)；

一端(12a)伸入桩孔底端，另一端(12b)连接泥浆泵(5)的泥浆管(12)；

接收由泥浆泵(5)从桩孔内提取的泥浆液的泥浆沉淀池(70)，用于沉淀泥浆液含有的渣土颗粒；

与泥浆沉淀池(70)相连并向桩孔(73)内直接提供经沉淀处理的泥浆液的泥浆循环池(71)；

位于桩孔内的旋转挤扩支盘机，包括：

把旋转挤扩支盘挤扩机作业时产生的渣土碾磨成渣土颗粒的上、下挤扩工臂；以及

把所述渣土颗粒与经沉淀处理的泥浆液混合的搅拌部件，所述搅拌部件是安装在下挤扩工臂内侧的泥浆搅流翼(30)，或者是所述上、下挤扩工臂和装在其内侧的所述泥浆搅流翼(30)；

其中，所述泥浆搅流翼(30)用来在旋转刮削和挤扩作业时产生强劲上升漩流，推动所述泥浆液沿桩孔(73)涌向地面。

4.根据权利要求3所述的泥浆循环系统，其中所述泥浆搅流翼(30)至少具有一曲面。

5.一种使用权利要求1所述的泥浆循环系统的旋转挤扩支盘机的排渣方法，其中所述旋转挤扩支盘机的挤扩工臂在对桩孔(73)内壁土层进行刮削和挤扩作业以形成承力盘孔时，在桩孔(73)内累积作为内壁土层脱落物的渣土，所述方法包括如下步骤：

利用旋转挤扩支盘机上、下挤扩工臂对所述渣土的碾磨，形成渣土颗粒；

把所述渣土颗粒与注入到桩孔(73)内的液体进行混合，在桩孔(73)内生成泥浆液；

通过重复执行从桩孔(73)内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔(73)内的循环作业，将所述渣土颗粒从桩孔(73)中排出；

其中，在从桩孔(73)内提取所述泥浆液到地面的过程中，利用安装在挤扩支盘机下挤扩工臂内侧的搅流翼(30)在旋转刮削和挤扩作业时产生的强劲上升漩流，推动所述泥浆液沿桩孔(73)涌向地面。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述挤扩支盘机的上、下挤扩工臂进行刮削和挤扩作业期间，利用旋转的上、下挤扩工臂搅拌所述渣土颗粒和液体，实现所述渣土颗粒与液体的混合。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，重复执行从桩孔(73)内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔(73)内的循环作业包括如下步骤：

a)在安装在挤扩支盘机下挤扩工臂内侧的泥浆搅流翼(30)旋转产生的强劲上升旋流和从泥浆管(12)不断注入的经沉淀处理的泥浆液冲击的双重作用下，桩孔(73)内的泥浆液沿桩孔(73)上升；

b)上升的泥浆液到达桩孔顶部后经泥浆沟(72)流入泥浆沉淀池(70)进行沉淀处理，使泥浆液含有的渣土颗粒沉淀在所述泥浆沉淀池(70)内，并形成所述经沉淀处理的泥浆液；

c)所述经沉淀处理的泥浆液在泥浆泵(5)作用下经由泥浆循环池(71)、泥浆泵吸入口(5a)进入泥浆泵，然后再经泥浆泵排出口(5b)进入泥浆管(12)；

d)然后，再通过套装在旋转挤扩支盘机动力头下端的泥浆管旋转接头(13)及泥浆管端口(12a)注入桩孔(73)内，与渣土颗粒混合再次形成所述泥浆液；

之后，重复步骤a)～d)直至桩孔(73)内渣土全部清除。

8.一种使用权利要求3所述的泥浆循环系统的旋转挤扩支盘机的排渣方法，其中所述旋转挤扩支盘机的挤扩工臂在对桩孔(73)内壁土层进行刮削和挤扩作业以形成承力盘孔时，在桩孔(73)内累积作为内壁土层脱落物的渣土，所述方法包括如下步骤：

利用旋转挤扩支盘机上、下挤扩工臂对所述渣土的碾磨，形成渣土颗粒；

把所述渣土颗粒与注入到桩孔(73)内的液体进行混合，在桩孔(73)内生成泥浆液；

通过重复执行从桩孔(73)内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔(73)内的循环作业，将所述渣土颗粒从桩孔(73)中排出；

其中，在从桩孔(73)内提取所述泥浆液到地面的过程中，利用安装在挤扩支盘机下挤扩工臂内侧的搅流翼(30)在旋转刮削和挤扩作业时产生的强劲上升漩流，推动所述泥浆液沿桩孔(73)涌向地面。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述挤扩支盘机的上、下挤扩工臂进行刮削和挤扩作业期间，利用旋转的上、下挤扩工臂搅拌所述渣土颗粒和液体，实现所述渣土颗粒与液体的混合。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，重复执行从桩孔(73)内提取所述泥浆液到地面进行沉淀、然后再注入到桩孔(73)内的循环作业包括如下步骤：

a)在安装在挤扩支盘机下挤扩工臂内侧的泥浆搅流翼(30)旋转产生的强劲上升旋流和泥浆泵(5)泵吸的双重作用下，泥浆液上升并经由泥浆管端口(12a)、泥浆管(12)、泥浆泵(5)、排出口(5b)流入泥浆沉淀池(70)内；

b)泥浆液在泥浆沉淀池(70)内进行渣土颗粒沉淀处理，使泥浆液含有的渣土颗粒沉淀在所述泥浆沉淀池(70)中，并形成所述经沉淀处理的泥浆液；

c)所述经沉淀处理后的泥浆液通过泥浆循环池(71)、泥浆沟(72)从桩孔(73)顶部流入桩孔内，与渣土颗粒再次混合形成所述泥浆液；

之后，重复步骤a)～c)直至桩孔(73)内的土渣全部清除。

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