CN102493762A - 一种矩形灌注桩成槽组合钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形灌注桩成槽组合钻具，所述钻具包括潜水钻机、安置在潜水钻机下端的笼式组合钻头以及安置在潜水钻机一侧的喷导管，所述喷导管与机架相连接，所述潜水钻机的上端通过一钢丝绳与机架相连接。本发明利用笼式组合钻头从上到下切削土体同时利用固定潜水钻机的修槽器初步成孔，最后利用专用矩形断面捣子进行全断面重叠槽位修槽较好地完成了矩形灌注桩的成孔。钢筋笼下放顺利，工后进行断面开挖，桩型良好。采用喷导管工艺气举反循环出渣法，其出渣效果明显、换浆效果良好；成桩垂直度满足设计要求的1/300。

Description

一种矩形灌注桩成槽组合钻具

技术领域

本发明涉及一种灌注桩成槽机具，特别涉及一种矩形灌注桩成槽组合钻具。

背景技术

矩形灌注桩与等截面圆形灌注桩相比，相同混凝土用量的摩擦桩承载能力要提高16％以上。另外，矩形灌注桩能充分发挥混凝土断面内钢筋的拉应力而节省钢筋用量，同等用钢量时桩体水平抗弯能力高。随着矩形灌注桩施工工艺的不断成熟，设计单位在码头以及市政工程的设计中越来越多地采用矩形灌注桩作为桩基础或形成遮帘结构。矩形灌注桩的各种施工工艺应运而生。

矩形灌注桩成孔现有技术有几种：1、同步提土压灌矩形灌注桩成桩装置与方法；2、液压抓斗矩形灌注桩施工方法；3、旋挖排钻施工矩形灌注桩；4、矩形灌注桩气举反循环多头钻成槽施工方法

其中同步提土压灌矩形灌注桩成桩装置与方法(已有专利)施工主要是干取土同步灌注混凝土然后下压钢筋笼的施工工艺。该工艺主要存在施工速度慢、钢筋笼下压困难尤其是现在的桩基施工尺寸断面越来越大、深度越来越深，该施工工艺的适应性不强。

液压抓斗施工采用直抓成槽施工，其主要存在的问题和缺点是对矩形灌注桩界面尺寸的适应性不强。一种矩形灌注桩截面尺寸要做一套新的斗体和导板，非常不经济。另外液压抓斗由于一抓施工，如果垂直度控制不好在上下提升斗体时将会比较困难，会造成孔径不断放大，严重情况下会产生埋斗等机损现象。

旋挖排钻施工矩形断面存在的主要问题是断面适应性不强，当矩形灌注桩断面长宽比小于2时，旋挖钻只能单孔施工，桩位剩余土体仍然需要其他取土工艺来完善；另外旋挖钻一般的成槽垂直度也不能满足1/300的设计要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种出渣效果好，成槽速度快，成桩垂直度高的矩形灌注桩成槽组合钻具。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种矩形灌注桩成槽组合钻具，所述钻具包括潜水钻机、安置在潜水钻机下端的笼式组合钻头以及安置在潜水钻机一侧的喷导管，所述喷导管与机架相连接，所述潜水钻机的上端通过一钢丝绳与机架相连接。

优选的，所述潜水钻机的四侧边缘上设有修槽器。

优选的，所述笼式组合钻头为矩形。

优选的，所述喷导管的底部设有桩靴。

优选的，所述喷导管的直径为273mm。

优选的，所述喷导管上设有机架限位装置。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明利用笼式组合钻头从上到下切削土体同时利用固定潜水钻机的修槽器初步成孔，最后利用专用矩形断面捣子进行全断面重叠槽位修槽较好地完成了矩形灌注桩的成孔。钢筋笼下放顺利，工后进行断面开挖，桩型良好。

本发明采用喷导管工艺气举反循环效果显著，多头钻切削的土体能够顺利地排出孔外，施工效率最快可以达到每小时15-20立方；清浆置换效果明显，孔位浆液的各项指标均能满足后续施工的要求。

本发明喷导管通过桩靴和机架限位装置固定，采用经纬仪进行垂直度的检验，通过调整达到垂直度1/500以上，开始成槽施工。根据成槽后的超声波检测情况来看，垂直度满足1/300以上的槽位占所有槽段的95％以上，效果明显。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

10、潜水钻机  20、笼式组合钻头  30、喷导管  31、桩靴  32、机架限位装置  40、钢丝绳

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1所示，本发明一种矩形灌注桩成槽组合钻具，所述钻具包括潜水钻机10、安置在潜水钻机10下端的笼式组合钻头20以及安置在潜水钻机一侧的喷导管30，所述喷导管30与机架(图中未标出)相连接，所述潜水钻机10的上端通过一钢丝绳40与机架相连接。

本发明潜水钻机10的四侧边缘上设有修槽器(图中未标出)，所述修槽器可以为切削刀片，切削刀片可以将潜水钻机10周边和四脚剩余的土体切削掉，最终形成符合设计要求的桩体截面。

为了使本发明的灌注桩为矩形结构，本发明笼式组合钻头20为矩形，其根据实际需要还可以为其它结构。

为了使本发明切削的土体能够顺利的排出槽外，本发明采用喷导管30气举反循环出渣法，本发明喷导管30的底部设有桩靴31，其直径为273mm。

为了使成桩垂直度满足设计要求的1/300，本发明在喷导管30上设有机架限位装置32。

本发明喷导管30气举反循环出渣工艺如下：

(1)当桩孔达到设计深度后，利用成孔机具、泥浆泵进行一次清孔，一次清孔结束后，即提起钻具快速进行安放钢筋笼和下入灌浆导管；

(2)在导管口安装异径三通接头，将气液混合器与风管连接好，检查风管与混合器的畅通情况，通过异径三通接头将气液混合器下入导管内，风管之间采用接箍连接，在连接过程中丝扣应拧紧，在下入风管时要注意防止风管脱落掉入导管内；

(3)将排渣管一端与异径三通接头连接，另一端固定在泥浆沉淀池边，形成气举反循环后，由于泥浆快速排出来，使排渣管摆动，通过固定后就可使泥浆直接排入沉淀池；

(4)清理孔口泥浆循环系统，使泥浆池与孔口形成倒流补给通畅，泥浆循环系统长度应大于10m；

(5)将灌浆导管提离孔底1m，在检查空压机、储气罐和风管系统安全可靠后，方可启动空压机送风；压缩空气通过风管被送至气液混合器中，在导管内产生空气泥浆混合液；携带沉渣的泥浆从导管内腔快速上反，经排渣管排入泥浆净化池；

(6)在操作过程中要通过调节空压机风量，达到调控排浆量的目的，在施工操作中风压一般控制在0.6-0.7MPa；

(7)在清孔操作过程中，应经常调整导管底端与孔底距离，同时不停地移动导管位置，使孔底沉渣冲排干净；

(8)在确认孔口排出的泥浆性能指标满足要求后，关闭空压机，测量孔底沉渣；沉渣厚度合格后即卸除气举反循环清孔器具，并连接灌浆漏斗，转入水下混凝土灌注工序；如沉渣厚度达不到设计要求，应继续进行清孔，直至沉渣厚度检测合格为止。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种矩形灌注桩成槽组合钻具，其特征在于，所述钻具包括潜水钻机、安置在潜水钻机下端的笼式组合钻头以及安置在潜水钻机一侧的喷导管，所述喷导管与机架相连接，所述潜水钻机的上端通过一钢丝绳与机架相连接。

2.根据权利要求1所述的一种矩形灌注桩成槽组合钻具，其特征在于：所述潜水钻机的四侧边缘上设有修槽器。

3.根据权利要求1所述的一种矩形灌注桩成槽组合钻具，其特征在于：所述笼式组合钻头为矩形。

4.根据权利要求1所述的一种矩形灌注桩成槽组合钻具，其特征在于：所述喷导管的底部设有桩靴。

5.根据权利要求1或4所述的一种矩形灌注桩成槽组合钻具，其特征在于：所述喷导管的直径为273mm。

6.根据权利要求1所述的一种矩形灌注桩成槽组合钻具，其特征在于：所述喷导管上设有机架限位装置。

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