CN102251522B - 灌注桩取芯方法和组合式混凝土取芯装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灌注桩取芯方法和组合式混凝土取芯装置，取芯方法是沿破折桩上端面从上向下分段做环形钻孔并清理柱状内芯最终形成带有环形钢筋层的筒状混凝土外壳；取芯装置是由多个钻体其电机部分依次铰接形成环状组合钻具。利用本发明的方法和装置最终形成的外壳的内壁因钻孔形成凸凹的粗糙面，几乎不需要再次加工处理即可直接灌注混凝土，可一次性成形新的灌注桩，从而使取芯和取芯后的浇筑都达到了省时省力的效果。取芯装置通过调整钻体数量可以实现整个钻具直径变化，从而适合不同直径的破拆桩使用。并且本发明不必考虑和处理地下渗水和淤泥处理，进一步提高施工效率。

Description

灌注桩取芯方法和组合式混凝土取芯装置

技术领域

本发明涉及一种混凝土灌注桩的取芯技术，特别是涉及一种灌注桩取芯方法和组合式混凝土取芯装置。

背景技术

由于混凝土灌注桩在浇筑施工过程中不可避免地会出现局部浇筑不实或断桩情况的发生，一旦遇到类似情况发生就必须进行二次浇筑，要想达到从新灌注条件就必须把上部部分取出，在下段基础上继续浇筑形成一体的混凝土灌注桩。目前，针对灌注桩取芯的方式通常是利用大型钻取设备或者人工用风镐破碎。利用大型钻取设备的成本很高，移动难度大，很难驶入施工现场，从而降低工作效率，并且大型钻取设备还存在存放和维护成本投入都很高，不利于小型施工场地的需要。针对大型钻取设备存在的不足，目前适合于小型施工场所的取芯方式是人工利用风镐自上而下逐渐捣碎灌注桩，这种方式的工作量很大，破拆时间长，需要多个工人轮番工作，而且工作效率很低，  已但破拆到地下水位置，还需要采取围堵和排水，进一步降低工作效率。另外，现有技术将破拆桩取出后仍需要在下段桩柱基础上继续围堵才能浇筑形成新的灌注桩，其浇筑施工和新增加钢筋的处理难度都较大，新浇筑的灌注桩仍然有一定概率出现破拆断面的情况。

发明内容

为了克服现有取芯技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种灌注桩取芯方法和组合式混凝土取芯装置。

技术方案：一种灌注桩取芯方法，在直径为D0的破折桩上端面上，且在环形钢筋层内侧，利用环形钻具从上向下做直径为D1的环形钻孔，形成第一段筒状外壳和柱状内芯，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理；利用环形钻具进一步从上向下做直径为D1的环形钻孔，形成第二段柱状内芯，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理；依次重复以上步骤，最终形成最后一段柱状内芯，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理，从而形成带有环形钢筋层的筒状混凝土外壳。

环形钻具是在环形面上均布有多个独立工作钻体的组合体，各钻体下端分别带有钻头，利用该组合的环形钻具使筒状混凝土外壳的内壁形成凸凹相间的粗糙面。

一种适用于所述灌注桩取芯方法的组合式混凝土取芯装置，包括钻体，钻体分别包括电机部分，钻杆和钻头，多个钻体的电机部分依次铰接形成环状组合钻具。

各钻体的电机部分外壳上横向固定有连接耳，各连接耳上分别设有轴孔，相邻两钻体的连接耳匹配相套接在一起并在轴孔中安装有销轴。

组合钻具的各钻体彼此固定在一起。

其固定方式是将销轴设置为螺栓，并匹配有旋紧螺母。

其固定方式是通过一个固定套，在该固定套的外缘附近均布有安装孔，各钻头的电机部分外壳匹配套装并固定在各安装孔内。

环状组合钻具的不相邻钻体之间还铰接有钻体。

本发明的有益效果：

1.在破拆桩中心做环状钻孔形成环状钻孔层，从而使桩柱的内芯很容易被破碎（捣碎）取出，最终形成带有钢筋层的混凝土外壳，该外壳的内壁因钻孔形成凸凹的粗糙面，几乎不需要再次加工处理即可直接灌注混凝土，取芯后通过在外壳内浇筑混凝土料可一次性成形新的灌注桩，从而使取芯和取芯后的浇筑都达到了省时省力的效果，缩短50%以上时间。由于取芯后的灌注方式不需要再次做围堵和加固的钢筋层，使得取芯后的浇筑变得非常容易且高效。凸凹的环形面使浇筑效果非常好，几乎不用处理或稍加处理即可一次性浇筑成型，避免出现新的破拆断面，提高混凝土浇筑质量，更好的保证原设计要求。

2.所形成的筒状混凝土外壳可以有效防止地下水层的浸入，从而不必考虑和处理地下渗水和淤泥处理，进一步提高施工效率。

3.本发明的装置是将多个独立的钻体依次铰接形成环状组合钻具，通过调整钻体数量可以实现整个钻具直径变化，从而适合不同直径的破拆桩使用。同时还可以对各钻具进行固定，以防止其钻取过程中的形变。

4.本发明的装置适用于所有公路，桥梁，建筑物的桩基处理，单位体积小，结构简单，组合方便，能有效地在恶劣环境地区移动作业，效率非常高，成本低廉，人员投入可少至1—2人即可进行操作。非常利于推广实施。

附图说明

图1是本发明取芯方法示意图；

图2是通过本发明方法处理的破折桩的局部剖面结构示意图；

图3是适合本发明方法的一种组合钻具示意图；

图4是本发明取芯装置的俯视结构示意图之一；

图5是图4钻具的侧面结构示意图之一；

图6是图4钻具侧面结构示意图之二；

图7是本发明取芯装置的俯视结构示意图之二；

图8是本发明取芯装置的俯视结构示意图之三；

图9是一种固定套结构示意图。

具体实施方式                                            

实施例一：参见图1，灌注桩是混凝土和环形钢筋加固层的组合体，在土壤层1内打井浇筑混凝土而形成的地下桩基础，混凝土灌注桩在浇筑和成型过程，部分灌注桩会出现中段某处浇筑不实现象或形成断桩，不能被正常应用。通过回声监测判断破折位置8，对破折桩的上段3（破折段）进行取芯处理，在下段2的基础上继续浇筑形成一体的混凝土灌注桩。

本实施例提供一种灌注桩取芯方法，根据破折桩直径选择合适的环形钻具，例如，直径为D0的破折桩，其环形钢筋层的直径为D2，在环形钢筋层内侧，利用直径为D1的环形空心钻具，D1﹤D2﹤D0。环形空心钻具从上向下钻取形成环形钻孔19，该环形钻孔使破折桩分为（第一段）筒状外壳和柱状内芯1c。

取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理。由于存在环形钻孔形成的空腔，此时的捣碎处理比较容易，可以利用风镐等工具。清理可以利用人工配合抽风机等工具。

在以上钻取和清理的基础上，利用环形钻具沿原来钻孔位置进一步从上向下做直径为D1的环形钻孔，形成第二段柱状内芯2c，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理。

依次重复以上步骤，最终形成最后一段柱状内芯nc，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理，从而形成带有环形钢筋层的筒状混凝土外壳。

实施例二：参见图2和图3，内容与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：在环形钢筋层7的内侧所使用环形钻具，该环形钻具是在环形面上均布有多个独立工作钻体的组合体，各钻体下端分别带有钻头，一系列钻孔组合在一起组成环形钻孔，对内芯3捣碎并清理后，筒状混凝土外壳4的内壁形成凸凹相间的粗糙面，标号6为破碎而突出的毛面，标号5为钻孔形成的凹面。

实施例三：参见图4，图5和图9，一种适用于实施例二所述灌注桩取芯方法的组合式混凝土取芯装置，是将多个钻体的电机部分依次铰接形成环状组合钻具。每一个钻体分别包括电机部分8，钻杆9和钻头10。各钻体的电机部分外壳上横向固定有连接耳11，各连接耳上分别设有轴孔13，相邻两钻体的连接耳匹配相套接在一起并在轴孔中安装有销轴12。组合钻具的各钻体彼此固定在一起。其固定方式是通过一个固定套16，在该固定套的外缘附近均布有安装孔17，各钻头的电机部分外壳匹配套装并固定在各安装孔内。

实施例四：参见图4和图6，内容与实施例三基本相同，相同之处不重述，不同的是：组合钻具的各钻体彼此固定在一起，其固定方式是将销轴设置为螺栓14，并匹配有旋紧螺母15。

实施例五和六：分别参见图8和图9，内容与实施例三基本相同，相同之处不重述，不同的是：环状组合钻具的不相邻钻体之间还铰接有钻体。

Claims (7)

1.一种灌注桩取芯方法，其特征是：在直径为D0的破折桩上端面上，且在环形钢筋层内侧，利用环形钻具从上向下做直径为D1的环形钻孔，形成第一段筒状外壳和柱状内芯，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理；利用环形钻具进一步从上向下做直径为D1的环形钻孔，形成第二段柱状内芯，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理；依次重复以上步骤，最终形成最后一段柱状内芯，取出钻具后将该段柱状内芯捣碎并清理，从而形成带有环形钢筋层的筒状混凝土外壳；所述环形钻具是在环形面上均布有多个独立工作钻体的组合体，各钻体下端分别带有钻头，利用该组合的环形钻具使筒状混凝土外壳的内壁形成凸凹相间的粗糙面。

2.一种适用于权利要求1所述灌注桩取芯方法的组合式混凝土取芯装置，包括钻体，钻体分别包括电机部分，钻杆和钻头，其特征是：多个钻体的电机部分依次铰接形成环状组合钻具。

3.根据权利要求2所述的组合式混凝土取芯装置，其特征是：各钻体的电机部分外壳上横向固定有连接耳，各连接耳上分别设有轴孔，相邻两钻体的连接耳匹配相套接在一起并在轴孔中安装有销轴。

4.根据权利要求2所述的组合式混凝土取芯装置，其特征是：组合钻具的各钻体彼此固定在一起。

5.根据权利要求4所述的组合式混凝土取芯装置，其特征是：其固定方式是将销轴设置为螺栓，并匹配有旋紧螺母。

6.根据权利要求4所述的组合式混凝土取芯装置，其特征是：其固定方式是通过一个固定套，在该固定套的外缘附近均布有安装孔，各钻头的电机部分外壳匹配套装并固定在各安装孔内。

7.根据权利要求2-6任一项所述的组合式混凝土取芯装置，其特征是：环状组合钻具的不相邻钻体之间还铰接有钻体。

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