CN102704873B - 自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备 - Google Patents

Abstract

本发明是自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备，由自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机、步履式打桩机平台构成，其施工方法：泥浆池设在步履式打桩机平台上，钻机一边钻孔一边用清渣管清理沉渣，泥浆经出浆管吸入筛网式泥浆传送机，泥浆初步分离，较大泥块颗粒分离运出；分离过的泥浆流入泥浆分离池，沉渣沉入挤压式泥浆分离器，将沉渣排除；液体泥浆经泥浆溢出孔流入桩机自带泥浆池，经泥浆流量控制阀注入桩孔循环利用。优点：无须在施工现场开挖泥浆池，避免现场泥浆污染；将泥浆层层过滤，泥块沉渣分离输出，泥浆循环使用；泥浆浓度可控，成孔规则，成孔速度快；嵌岩能力强，成桩后承载力高，桩基成本低。

Description

自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备

技术领域

本发明涉及的是自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备及其施工方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

随着国民经济的发展，各类民用与工业建筑日益走向高层化，灌注桩以其特有的大承载力优势得到许多设计单位、建设单位的认可。确实是一种经济适用的基础形式。

受建筑结构类型、荷载分布情况、地质条件、施工设备和施工条件等因素的影响，桩型的选择受到很大限制，尤其是在遇到包含淤泥或淤泥质土或流沙层等地下水位较高的不良地质条件时，按照目前干湿法的各类挤土桩或非挤土成桩工艺，常见的有管桩、预制桩、钻孔灌注桩、挖孔桩等。

管桩、管式方桩、预制桩的优点：是工厂化生产、施工进度块。缺陷是：挤土桩承载力低、桩端不能打入硬质土层和岩石层，施打时锤击噪音大，桩周围地面易隆起，引起已就位邻桩上浮、接桩焊接质量难控制，抗剪、抗拔、抗腐蚀能力差，容易出现断桩,不适用于高层建筑尤其是建筑寿命大于50年及抗震大于7级以上的建筑，仅适用于承载力低的多层或厂房。

钻孔灌注桩优点是：承载力高，其抗拔、抗剪及抗腐蚀能力优于其他桩型，广泛应用于高层民用建筑、桥梁、道路、水利等建筑物的基础，缺点是：施工速度慢，桩端沉渣不易全部清除，影响桩端承载力；每个工地作业均需开挖泥浆池，且在钻孔过程中需要不间断的配置液体泥浆，不但增加了施工成本而且易造成环境污染。

发明内容

本发明提出的是一种自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备及其施工方法，其目的旨在克服不良地质条件下现有的桩基施工工艺所存在的上述不足，改进施工设备及其工艺，在正（反）循环钻孔灌注桩的设备工艺基础上增加冲击锤、泥浆分离及收集设备，实现泥浆循环利用，其具有施工安全、工效高、质量高、施工工艺易操作、施工成本易控制等优点。拓宽在不良地质条件下，各类建筑工程的桩型设计选择，实现高效、高质量、和人员安全施工。

本发明的技术解决方案：其特征是由自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机和步履式打桩机平台构成，其中自带泥浆池、泥浆分离装置及冲击锤反循环钻机包括自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机，所述的自带泥浆池安装在步履式打桩机平台下方，泥浆分离装置安装在步履式打桩机平台的上方，泥浆分离装置由筛网泥浆传送机和泥浆分离池构成；正/反循环钻/冲孔钻机安装在步履式打桩机平台前端。

其施工方法：包括如下步骤：

一．自带泥浆池设计在步履式打桩机平台上，施工时随桩机移动，正（反）循环钻/冲孔钻机一边钻/冲孔一边用清渣管清理沉渣，将泥浆经出浆管吸入筛网式泥浆传送机，进行泥浆初步分离，将较大泥块颗粒分离运出；

二．正/反循环钻/冲孔钻机设计在步履打桩机平台上，当正/反循环钻/冲孔钻机钻孔不能钻至硬质岩石时，改用冲击锤，锤击嵌入岩石，增强桩端承载力；

三．初步分离过的泥浆流入泥浆分离池，沉渣沉入挤压式泥浆分离器，经过挤压，将沉渣排除；液体泥浆经泥浆溢出孔流入桩机自带泥浆池，经泥浆流量控制阀注入桩孔，实现泥浆循环利用。

本发明的优点：具有施工安全、工效高、质量高、施工工艺易操作、施工成本易控制等优点。拓宽在不良地质条件下，各类建筑工程的桩型设计选择，实现高效、高质量、和人员安全施工。解决了钻孔灌注桩的五大难题，1）将钻孔灌注桩的泥浆池设计在打桩机平台下方，平台上方安装泥浆分离装置，施工时可以和打桩机同步移动，无须在施工现场开挖泥浆池，避免了现场泥浆污染；2）利用筛网传送机、泥浆分理池及挤压式泥浆分离器将泥浆层层过滤，泥块沉渣分离输出，泥浆循环使用；3）利用反循环清理沉渣，清渣能力强；4）泥浆浓度可控，成孔规则，成孔速度快；5）利用冲击锤锤击，嵌岩能力强，成桩后承载力高，桩基成本低。

附图说明

附图1是自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备的侧视图。

附图2是自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备的纵剖视图。

附图3是自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备的俯视图。

附图4是自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备的横剖视图。

附图5是自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备的主视图。

附图6是筛网传送机立面放大图。

附图7泥浆分离池平面放大图。

附图8挤压式泥浆分离器剖面放大图。

附图中的1是自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机、2是步履式打桩机平台、3是自带泥浆池、4是出浆口、5是出浆管、6是清渣管、7是钻杆、8是筛网泥浆传送机、9是泥浆分理池、10是挤压式泥浆分离器、11是泥浆溢出孔、12是泥浆流量控制阀、13是反循环泵、14是正循环泵。

具体实施方式

对照附图1，其结构包括自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1、步履式打桩机平台2、自带泥浆池3、出浆口4、出浆管5、清渣管6、钻杆7、筛网泥浆传送机8、反循环泵13、正循环泵14，其中自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1、步履式打桩机平台2共同构筑了自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备；自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1中的自带泥浆池3安装在步履式打桩机平台2下方；筛网泥浆传送机8安装在步履式打桩机平台2上方；出浆管5一端与出浆口4相连，出浆管5的另一端与筛网泥浆传输机8相连；出浆口4通过钻杆7与清渣管6相连；泥浆流量控制阀位于自带泥浆池3下方，分离好的泥浆经泥浆流量控制阀流入桩孔，清渣管通过正/反循环泵清理沉渣。

对照附图2，其结构包括自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1、步履式打桩机平台2、自带泥浆池3、出浆口4、出浆管5、清渣管6、钻杆7、泥浆分理池9、挤压式泥浆分离器10、泥浆溢出孔11、泥浆流量控制阀12、正循环泵14，其中自带泥浆池3、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1和步履式打桩机平台2共同构筑了自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备；自带泥浆池3安装在步履式打桩机平台2下方；泥浆分离池9安装在步履式打桩机平台2上方；挤压式泥浆分离器10位于泥浆分离池内部；出浆管5一端与出浆口4相连，出浆管5的另一端与筛网泥浆传输机相连；出浆口4通过钻杆7与清渣管6相连；泥浆沉淀池9通过泥浆溢出孔11与自带泥浆池3相连；泥浆流量控制阀12位于自带泥浆池3下方，分离好的泥浆经泥浆流量控制阀流入桩孔，清渣管通过正/反循环泵清理沉渣。反循环泵安装在钻杆7上方，正循环泵14安装在步履式打桩机平台2上方。

对照附图3，其结构包括自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1、步履式打桩机平台2、自带泥浆池3、筛网泥浆传送机8、泥浆分理池9、挤压式泥浆分离器10，其中自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1和步履式打桩机平台2共同构筑了自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备；筛网泥浆传送机8、泥浆分离池9安装在步履式打桩机平台2的上方；挤压式泥浆分离器10位于泥浆分离池内部。

对照附图4，其结构包括自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1、步履式打桩机平台2、自带泥浆池3、筛网泥浆传送机8、泥浆分理池9、挤压式泥浆分离器10，其中自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1和步履式打桩机平台2共同构筑了自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备；自带成泥浆池3安装在步履式打桩机平台2下方；筛网泥浆传送机8、泥浆分离池3安装在步履式打桩机平台2上方；挤压式泥浆分离器10位于泥浆分离池9内部。

对照附图5，其结构包括自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1、步履式打桩机平台2、自带泥浆池3、筛网泥浆传送机8、泥浆溢出孔11、反循环泵13、正循环泵14，其中自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机1和步履式打桩机平台2共同构筑了自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备；自带成泥浆池3安装在步履式打桩机平台2下方；筛网泥浆传送机8安装在步履式打桩机平台2上方；泥浆流量控制阀位于自带泥浆池3下方，分离好的泥浆经泥浆流量控制阀流入桩孔，反循环泵13安装在钻杆上方，正循环泵14安装在步履式打桩机平台2上方。

对照附图6，筛网传送机的结构包括滚筒8-1、筛网8-2、电机减速器8-3、横梁8-4、支架8-5，其中筛网传送机通过支架安装在步履式打桩机平台上、电机减速机带动链轮转动，链轮带动滚筒转动，筛网随链轮滚筒一起滚动。

对照附图7，泥浆分离池的结构包括泥浆块沉淀口9-1、拦渣网9-2，其中泥浆块沉淀口位于泥浆沉淀池下方，沉淀口之间用拦渣网分隔，拦渣网有随泥浆流向，网孔由大变小安装。

对照附图8，挤压式泥浆分离器的结构包括挤压杆10-1、沉淀筒10-2，其中挤压杆在挤压筒内上下移动，将泥浆块挤压排出。

工程实例：

工程名称：连云港市青年创业大厦连云港酷哥置业开发有限公司

工程地点：连云港黄海大道与花果山大道交汇处

工程概况：建筑高100米，桩长约50米，设计采用钻孔、冲孔灌注桩160根，桩端入中等风化片麻岩50公分，桩基上部淤泥14-16米，粉质粘土12-16米，下部粉砂20米，施工场地无硬化处理，采用自带泥浆钻（冲）孔机械设备及方法施工。先做试桩4根，4天完成，每天一根桩，单桩承载力9600KN，经静载现场试验最大下沉量都在20毫米内，属于端桩，工程桩施工每台桩机每天大于一根，结束后，径小应变，静压、声波等检验都达到一类桩，满足设计要求。

施工顺序：1）放线定位、埋设护筒、配置泥浆；2） 将带有泥浆池及冲击锤正（反）循环钻与步履式打桩机平台组装完成； 3）将自带成泥浆池安装在步履式打桩机平台下方；筛网泥浆传送机、泥浆分离池安装在步履式打桩机平台上方；挤压式泥浆分离器位于泥浆分离池内部；出浆管一端与出浆口相连，一端与皮带式泥浆传输机相连；出浆口通过钻杆与清渣管相连；泥浆沉淀池通过泥浆溢出孔与自带泥浆池相连；在池下方安装泥浆流量控制阀，桩机就位。4）将配置好的泥浆灌入桩孔，钻头切土，钻孔下沉，泥土渣块随浆液从钻杆经清渣管吸出，通过出浆管泵送至筛网传送机，经筛网过滤进行初步分离后将大块渣土送出，细小渣块随浆液流入泥浆沉淀池，经挤压式泥浆分离器深度分离，液体泥浆经泥浆溢出孔流入自带泥浆池，最终通过泥浆流量控制阀将泥浆送入桩孔，实现泥浆循环利用；5）钻孔至设计深度，或钻机下沉困难时，改用桩机自带冲击锤，锤击使桩孔继续下沉至入岩；5.入岩后，重新连接清渣设备，重复上述清渣过程；6）清渣完毕下钢筋笼及混凝土，最终桩体施工完成。

经业主、监理对周边相同地质条件进行考察，发现在本工程东侧1000米处市公安局指挥中心大厦正在打钻孔灌注桩，经了解核对土质、桩长、桩直径都与本工程相似，由于他们指挥中心工程桩采用钻机是上海探矿厂生产的大口径200型正循环钻机，一根桩钻孔成桩至少需要五天时间明显存在：①速度慢，人工成本高。②每根桩结束转移时都要开挖泥浆塘，泥浆量大，外运费用高，现场环境差。③桩端沉渣不容易清除。④泥浆浓度难控制，成孔时淤泥层容易缩径，沙层容易扩径。⑤嵌岩能力差，桩端承载力低。

本发明采用自带泥浆分离池钻（冲）孔灌注桩施工设备避免了现场泥浆污染，实现泥浆循环使用，清渣能力强，泥浆浓度可控，成孔规则，成孔速度快，嵌岩能力强，成桩后承载力高，桩基成本低等优点。本发明已应用与施工中，并与现实有效结合，降低建筑成本，确保桩基工程质量，达到了很好的效果。

Claims (1)

1.带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备，其特征是由自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机和步履式打桩机平台构成，自带泥浆池、泥浆分离装置及冲击锤反循环钻机包括自带泥浆池、泥浆分离装置及正/反循环钻/冲孔钻机，所述的自带泥浆池安装在步履式打桩机平台下方，泥浆分离装置安装在步履式打桩机平台的上方，泥浆分离装置由筛网泥浆传送机和泥浆分离池构成；正/反循环钻/冲孔钻机安装在步履式打桩机平台前端；所述的筛网泥浆传送机与出浆管的一端相接，出浆管的另一端与出浆口相连，出浆口通过钻杆与清渣管相连，钻杆上方安装反循环泵；所述的自带泥浆池的下方设泥浆流量控制阀，分离好的泥浆经泥浆流量控制阀流入桩孔；所述的泥浆分离池内部设挤压式泥浆分离器；泥浆分离池通过泥浆溢出孔与自带泥浆池相连；所述的自带泥浆池下方安装泥浆流量控制阀，步履式打桩机平台上方安装正循环泵；所述的泥浆分离池的结构包括泥浆块沉淀口、拦渣网，其中泥浆块沉淀口位于泥浆分离池下方，沉淀口之间用拦渣网分隔，拦渣网有随泥浆流向，网孔由大变小安装；所述的挤压式泥浆分离器的结构包括挤压杆、沉淀筒，其中挤压杆在沉淀筒内上下移动，将泥浆块挤压排出；

自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工方法：包括如下步骤：

一．自带泥浆池设计在步履式打桩机平台上，施工时随桩机移动，正/反循环钻/冲孔钻机一边钻/冲孔一边用清渣管清理沉渣，将泥浆经出浆管吸入筛网式泥浆传送机，进行泥浆初步分离，将较大泥块颗粒分离运出；

二．正/反循环钻/冲孔钻机设计在步履打桩机平台上，当正/反循环钻/冲孔钻机钻孔至不能钻的硬质岩石时，改用冲击锤，锤击嵌入岩石，增强桩端承载力；

三．初步分离过的泥浆流入泥浆分离池，沉渣沉入挤压式泥浆分离器，经过挤压，将沉渣排除；液体泥浆经泥浆溢出孔流入桩机自带泥浆池，经泥浆流量控制阀注入桩孔，实现泥浆循环利用。