CN103104202A - 用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，包括输水泵、污泥抽吸泵；还包括喷吸装置，所述喷吸装置由中空的吸泥腔和周向设于吸泥腔外的环形喷水腔构成；喷水腔的内壁上端设有与输水泵出水管相连的进水头，喷水腔的外壁上设有喷水嘴；吸泥腔的上部设有连接头通过抽吸管与污泥抽吸泵的出水管连接，吸泥腔的底部设有吸水口。本发明能够彻底清除旋挖桩孔底部软层，清洁度高；喷吸装置结构简单，成本低，便于批量制作，配合喷水嘴使用，能够搅拌形成涡流，较好的将桩孔底部周围的污泥带入桩孔中部，便于污泥泵抽吸。

Description

用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统

技术领域

本发明涉及一种用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，属于建筑施工设备。

 

背景技术

在公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工过程中，基桩施工方法从传统的人工挖掘到机械的旋挖桩施工，经历了不断技术创新的过程。传统桩孔采用人工挖掘，在人工挖孔桩的底部扩大直径，称为人工挖孔扩底桩，这类桩由于其受力性能可靠，不需大型机具设备，施工操作工艺简单，可直接检查桩底岩土层情况，单桩承载力高，无环境污染，所以在各地应用较为普遍。但是，该类桩孔存在如下不足：挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差，容易出现塌方等险情，当土层中可能有腐殖质物产生的气体逸散到孔中时，桩孔底部还会沉积大量有毒气体，给施工安全带来安全隐患。

进一步，为了克服上述不足，旋挖桩技术得到广泛运用，所谓旋挖桩，即由旋挖钻机施工的桩型，全称旋挖钻孔灌注桩，工程上简称旋挖桩，由于使用机械作业，对工人人数要求不高，可节省很大的人工费用，故广泛应用于我国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。采用旋挖钻机成孔，首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。

但是，现有旋挖桩技术存在如下弊端（尤其是旋挖桩孔上部为松土层，下部为岩石层）：其一，当桩孔上层具有回填土等松土层时，在旋挖桩孔中进行混凝土浇筑时，随着浇筑过程中的震动，松土层中的部分会掉入混凝土桩体中，给桩的质量带来隐患；其二，无法清除旋挖桩底部的软层，使之达到工程标准（桩孔底部软层厚度小于5cm）。

结合旋挖桩存在的弊端，本申请人提出了较佳的解决方案，即：在旋挖桩孔成型后，在底部设置钢筋笼，钢筋笼的长度小于岩石层的厚度，钢筋笼上部设置若干钢筋砼管，在钢筋砼管与钢筋笼固接处外壁周向设有止落结构，但是，该方案仍然需要清洁旋挖桩孔底部软层，而目前尚没有专用的设备。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种能较好清洁旋挖桩孔底部软层的用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，包括输水泵、污泥抽吸泵；其特征在于，还包括喷吸装置，所述喷吸装置由中空的吸泥腔和周向设于吸泥腔外的环形喷水腔构成；喷水腔的上端设有与输水泵出水管相连的进水头，喷水腔的侧壁上设有喷水嘴；吸泥腔的上部设有连接头通过抽吸管与污泥抽吸泵的出水管连接，吸泥腔的底部设有吸水口。

进一步，所述吸泥腔为圆筒结构，喷水腔为圆环筒结构；喷水腔壳体活动套接于吸泥腔的壳体之外，该喷水腔壳体均匀设有若干喷水嘴，喷水嘴沿喷水腔壳体的同一切线方向设置，使用时水从喷水嘴喷出与软层土体混合。

进一步，所述吸水口处设有滤网。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明通过特别的喷吸装置与输水泵、污泥抽吸泵相连，构成用于冲洗和吸附的一体化体系。使用时，将抽吸管进口穿过喷水腔与吸泥腔连接并插入桩孔下部，该喷吸装置的喷水腔能够搅拌形成涡流，将桩孔底部周围的污泥带入桩孔中部，便于污泥抽吸泵抽吸；吸泥腔吸水口处于桩孔底部中央处（同时处于喷水腔旋转后形成的涡流中部），便于抽吸污泥。抽吸管在污泥抽吸泵带动下产生负压，向外抽吸水与土体的混合物。本发明能够彻底清除旋挖桩孔底部软层，具有较高的清洁能力。

2、本发明吸水口处设有滤网，避免较大砂石进入抽吸管。

3、本发明喷吸装置结构简单，成本低，便于批量制作。喷水腔配合喷水嘴使用，能够搅拌形成涡流，较好的将桩孔底部周围的污泥带入桩孔中部，便于污泥抽吸泵抽吸。

 

附图说明

图1是本发明用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统的结构示意图。

图2是本发明用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统俯视图。

图3是本发明用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统仰视图。

图4是具有积土止落装置的旋挖桩桩壳结构的示意图。

图中，1-直管段，2-止落结构，3-钢筋笼，4-喷吸装置，41-吸泥腔，42-喷水腔，43-进水头，44-喷水嘴，45-吸水口，400-输水泵出水管， 401-抽吸管，402-滤网钢筋笼，5-岩石层，6-松土层，7-砂石层。

 

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。

如图1-3所示，本发明提供一种用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，包括输水泵、污泥抽吸泵（可采用现有技术，不作详述）；还包括喷吸装置4，所述喷吸装置4由中空的吸泥腔41和周向设于吸泥腔41外的环形喷水腔42构成；喷水腔42的上端设有与输水泵出水管400相连的进水头43，喷水腔42的侧壁上设有喷水嘴44；吸泥腔41的上部设有连接头通过抽吸管与污泥抽吸泵的出水管401连接，吸泥腔41的底部设有吸水口45。

所述吸泥腔41为圆筒结构，喷水腔42为圆环筒结构；喷水腔42壳体活动套接于吸泥腔41的壳体之外，该喷水腔42壳体均匀设有若干喷水嘴44，喷水嘴44沿喷水腔42壳体的同一切线方向设置，使用时水从喷水嘴喷出与软层土体混合。

当高压水进入喷水腔后，水从各喷水嘴高速喷出，由于反作用力的作用，喷水腔壳体会同时旋转，进而形成边旋转边喷水的工作模式，该设计的优点在于，当旋挖桩孔底部积聚一定量的水后，喷水腔可以搅拌水体，进一步形成涡流，从而将旋挖桩孔底部周围的土体带到喷水腔的中央，然后被吸泥腔的吸水口吸进抽吸管从而被带出旋挖桩孔底部。

本发明可作进一步的改进在于，所述抽吸管上设有单向阀，当抽吸管抽吸旋挖桩孔底部水泥混合体较少时（清底过程快结束时），不会产生倒灌的现象，从而保证旋挖桩孔底部的清洁度。

在使用时，所述吸水口设于吸泥腔底部中央，由于喷水腔工作产生涡流后，水泥混合体会积聚在旋挖桩孔底部中央（同时位于喷水腔中央），故吸水口设置在该处，更有利于抽吸水、泥混合体（泥浆）。

另外，所述输水泵出水管为钢管或塑料管，由于喷水腔上部需要固定在输水泵出水管上，喷水腔下部用于旋转产生涡流，故输水泵出水管为钢管或塑料管后，喷水腔上部固定更加稳定，更有利于下部旋转工作，提高了喷吸装置的稳定性。

本发明作进一步的改进在于，所述吸水口处设有滤网，本实施例中采用滤网钢筋笼，该设计用于过滤异物，防止较大砂石进入抽吸管。

整体上，本发明通过旋挖桩桩壳结构中空处插入旋挖桩底部（本发明包括但不仅限于在旋挖桩桩壳结构上使用），当需要清理旋挖桩孔底部的软土层时，输水泵通过输水泵出水管往桩孔底部灌注高压清水，然后在喷水腔处的喷水嘴处往外喷出，由于喷水嘴朝向同一旋转方向，故喷水腔随着喷出的清水产生的反作用力实现旋转，不断搅拌桩孔底部带污泥的水，从而产生涡流，将桩孔底部周围的污泥吸入喷水腔中部，此时通过污泥抽吸泵的抽吸管将污泥（水、泥混合体）源源不断抽出，当污泥泵抽出的水质清澈后，即可判断桩孔底部的软层已清洁干净，远远高于工程标准（旋挖桩孔底部软层厚度小于5cm），当软层清洁干净后，关闭输水泵，污泥泵会继续工作一段时间，直至桩孔底部清洁干净，由于污泥泵抽吸管上设有单向阀，故抽吸管中的水不会倒灌，能够保证桩孔底部的清洁度。

本发明配合旋挖桩桩壳结构使用，以下介绍旋挖桩桩壳结构。

参见图4，一种旋挖桩桩壳结构，其配合旋挖桩孔使用，包括钢筋笼3（其设于旋挖桩孔底部），钢筋笼3可采用现有技术中的钢筋笼。在钢筋笼3一端（上端）布置有由钢筋砼制成的直管段1，直管段1一端（下端）与钢筋笼3一端（上端）固接。本发明中，直管段1由若干钢筋砼管拼接而成，各钢筋砼管固接方式采用钢筋砼管中的主筋在管端具有延伸段，相邻管的主筋间通过套接或对接方式连接。在直管段1下部布置环状积土止落结构2，积土止落结构2，其配合具有直管段的旋挖桩桩壳结构使用，所述环状结构的内边附着于旋挖桩桩壳直管段上并与所述直管形状相适应。所述积土止落结构为环形盘状或环形锥台状固定结构；或者所述积土止落装置为可收折环状结构。当直管段1布置有止落结构2后，旋挖桩孔上部松土层掉落的松土往下掉时直接掉入止落结构处积聚，不会进一步掉入旋挖桩孔底部，进一步，在往直管段中浇筑砼体时，由于直管段的保护，松土不会掉入成型桩中。关于旋挖桩桩壳结构的具体结构本发明人同时申请了发明专利。

综上，本发明配合旋挖桩桩壳结构使用，用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，能较好清洁旋挖桩孔底部软层，还具有操作方便、快捷的特点。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (4)

1.一种用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，包括输水泵、污泥抽吸泵；其特征在于，还包括喷吸装置（4），所述喷吸装置（4）由中空的吸泥腔（41）和周向设于吸泥腔（41）外的环形喷水腔（42）构成；喷水腔（42）的上端设有与输水泵出水管（400）相连的进水头（43），喷水腔（42）的侧壁上设有喷水嘴（44）；吸泥腔（41）的上部设有连接头通过抽吸管与污泥抽吸泵的出水管（401）连接，吸泥腔（41）的底部设有吸水口（45）。

2.根据权利要求1所述的用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，其特征在于，所述吸泥腔（41）为圆筒结构，喷水腔（42）为圆环筒结构；喷水腔（42）壳体活动套接于吸泥腔（41）的壳体之外，该喷水腔（42）壳体均匀设有若干喷水嘴（44），喷水嘴（44）沿喷水腔（42）壳体的同一切线方向设置。

3.根据权利要求1所述的用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，其特征在于，所述抽吸管上设有单向阀。

4.根据权利要求1所述的用于清除旋挖桩孔底部软层土体的泵系统，其特征在于，所述吸水口（45）设有滤网。

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