CN103603339A

CN103603339A - 长螺旋钻机注浆护壁成孔法及其系统

Info

Publication number: CN103603339A
Application number: CN201310522558.1A
Authority: CN
Inventors: 王洪国
Original assignee: QINGZHOU YONGGU FOUNDATION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: QINGZHOU YONGGU FOUNDATION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-02-26

Abstract

本发明公开了一种速度快、费用低、无污染的长螺旋钻机注浆护壁成孔法，该方法包括步骤：1）、采用长螺旋钻杆的钻机进行螺旋钻孔至设计深度；同时淤泥造浆待用；2）、提钻并向孔底灌注高压淤泥浆护壁，边提钻边注浆，且提钻速度与注浆速度一致，至钻杆提出地面为止；其中，高压淤泥浆使用第1）步骤中的泥浆；3）、放入钢筋笼至设计位置灌注砼成桩；4）、第2）步骤中由高压淤泥浆顶出的泥浆及第3）步骤中由混凝土顶出的淤泥浆均引入第1）步骤的淤泥造浆池中进行循环造浆。该系统包括含有轴向中空的长螺旋钻杆的钻机本体；设置在待钻孔位置旁的泥浆收集池；通过高压泥浆泵与长螺旋钻杆中空部相连通的泥浆池，且在泥浆收集池上设置有连通泥浆池的第一泥浆泵。

Description

长螺旋钻机注浆护壁成孔法及其系统

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种长螺旋钻机注浆护壁成孔法及其系统。

背景技术

众所周知，建筑物都需要有稳定的基础，特别是高层建筑物都需要有牢固的基桩，建筑物越高所需要的基桩的承载力就越大。而建基桩需要由打桩机、混凝土配料机、混凝土搅拌机、混凝土输送泵等配合工作。

而现有基桩施工一般采用以下几种施工方式：

1、旋挖钻机成孔，该设备采用柴油机作为动力驱动，施工平均摊销费用高，以以往的施工经验，基本成孔1米产生的摊销费用相对较高；

2、传统泥浆护壁钻孔机成孔，该成孔方法钻孔时间长，且产生的废浆多而没有地方排放，基本上1方混凝土将产生3～4方的废浆，污染多，需采用专用的泥浆外运设备比如罐车进行装载至指定的废浆存放点，外运费用高；

3、螺旋钻机压灌法，该成孔方法采用正常钻孔，但后期是先注入混凝土后再将钢筋笼压入混凝土中，其适用于孔深20m以下的成孔，对于高于20m以上的成孔，钢筋笼不易达到设计顶标高。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种长螺旋钻机注浆护壁成孔法及其系统，钻孔速度快，且淤泥浆可回收并循环利用，无污染，费用低，工期短。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：一种长螺旋钻机注浆护壁成孔法，其特征在于，该方法包括以下步骤，

1）、采用长螺旋钻杆的钻机进行螺旋钻孔，并钻至设计深度；同时进行淤泥造浆待用；

2）、提钻的同时向孔底灌注高压淤泥浆护壁，边提钻边注浆，且提钻速度与注浆速度一致，至钻杆提出地面为止；其中，所述高压淤泥浆使用第1）步骤中的淤泥浆；

3）、放入钢筋笼至设计位置，并灌注砼成桩；

4）、第2）步骤中提钻时由高压淤泥浆顶出的泥浆及第3）步骤中由灌注砼时混凝土顶出的淤泥浆均通过管路引入第1）步骤的淤泥造浆池中进行循环造浆。

进一步的，所述第1）步骤中螺旋钻孔所产生的部分泥土用于淤泥造浆用。

进一步的，在钻孔前，先由钻头对准桩点进行定位，并调平。

进一步的，在螺旋钻孔、注高压淤泥浆的同时，清理桩孔口泥土以保证桩孔口清洁。

进一步的，所述灌注高压淤泥浆为采用泥浆泵向桩孔底部进行压力灌注，灌注淤泥浆压力为4MPa～23MPa。

本发明同时提供一种长螺旋钻机注浆护壁成孔系统，用于实现基桩钻孔注浆护壁成孔，其包括包括有，

含有钻头和长螺旋钻杆的钻机本体，所述长螺旋钻杆沿轴向中空；

设置在待钻孔位置旁的泥浆收集池；

用于向桩孔底部进行压力灌注的泥浆池，该泥浆池通过高压泥浆泵与长螺旋钻杆中空部相连通，且在所述泥浆收集池上设置有将其内泥浆引入至泥浆池中的第一泥浆泵。

所述泥浆池为两个并列设置的第一泥浆池、第二泥浆池，所述第一泥浆泵接入至所述第一泥浆池中，在该第一泥浆池中设有泥浆搅拌机，在所述第二泥浆池中设有第二泥浆泵。

进一步的，所述长螺旋钻杆为多段钻杆连接而成，在其内设置整段中空管，并在长螺旋钻杆与钻头之间设置注浆管转向轴承座。

进一步的，所述钻机本体含有底盘，及底盘上设置的配电箱、主卷扬机和副卷扬机，在底盘上设置有用于支撑长螺旋钻杆和钻头的臂架，该臂架与底盘之间设置斜撑，主卷扬机通过钢丝绳与驱动长螺旋钻杆的动力头连接。

进一步的，所述底盘底部设置有履带、液压支腿或枕木，用于行走及支撑定位。

本发明的有益效果：采用高压淤泥浆进行注浆护壁，并通过将注浆时高压淤泥浆、灌注砼时混凝土所顶出的淤泥浆再次注入淤泥池中作为高压淤泥浆进行造浆，以此循环再利用，同时，还可将钻孔所产生的部分泥土用于造浆用，降低了费用成本。其较之传统旋挖钻机成孔法来说，降低了摊销费用；较之传统泥浆护壁钻孔机成孔法，钻孔速度快，是传统泥浆护壁钻孔机的6～9倍，工期短，且几乎不会产生废浆，无污染，节省了淤泥罐车外运成本；而较之螺旋钻机压灌法，施工强度相对低，钢筋笼可达到螺旋钻机施工的任何理论深度。

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是本发明的流程结构示意简图；

图2是本发明中长螺旋钻机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。

一种种长螺旋钻机注浆护壁成孔法，其特征在于，该方法包括以下步骤，

3）、放入钢筋笼至设计位置，并灌注砼成桩；

本发明用于建筑行业中基桩的设置，在于桩孔的钻孔及灌注砼之间的工序，以前的施工方法基本采用旋挖钻机成孔法或传统泥浆护壁钻孔机成孔法或螺旋钻机压灌法。这几种施工方法在实际操作过程中，钻孔、灌注砼时会产生大量的废浆等无处排放，需采用专用的泥浆外运设备比如罐车进行装载至指定的泥浆存放点，外运费用高；或者钢筋笼太长，不易达到设计顶标高；效率低，耗费工期长。

针对传统施工的弱点，本发明设计主要在于，首先，选取长螺旋钻杆连接钻头进行钻孔，成孔速度快；其次，采用淤泥进行造浆，在提钻的同时灌注高压淤泥浆，且将提钻速度与注浆速度设为一致，以避免提钻过程中孔壁发生坍塌，护壁效果好；最后，将注浆时由桩孔内挤出的淤泥浆，及由灌注砼时混凝土顶出的淤泥浆均导入至淤泥造浆池中进行再利用造浆，这样，现场就不会产生废浆，节约了泥浆装载外运费用，费用低；而在钻孔所产生的泥土，在实际操作过程中，也可将部分泥土用于造浆用。

具体地，在钻孔前，先由钻头对准桩点进行定位，并调平后再进行钻孔至设计深度，并根据所钻孔位置的地质情况进行调制淤泥浆，而泥浆池的位置、深度、容量、杂质过滤等需根据具体情况而定。提钻并同时进行注高压淤泥浆，在钻孔、注浆的同时，桩孔口应该清理泥土以保持桩孔的清洁，避免泥土或泥渣对淤泥浆的污染而产生废浆；而灌注高压淤泥浆则是采用泥浆泵向桩孔底部进行压力灌注，一方面，在通过高压淤泥浆将桩孔内的泥土排出，并将部分泥土用于造浆用，另一方面，通过高压淤泥浆对桩孔进行护壁，避免桩孔产生坍塌而影响后续钢筋笼的下放，一般灌注淤泥浆的压力为4MPa～23MPa。所述灌注砼在钢筋笼上安装导管后由孔底部开始进行灌注，灌注砼完毕后，再拆除导管。

本发明同时提供的长螺旋钻机注浆护壁成孔系统，如图1、2所示，该系统用于实现基桩钻孔注浆护壁成孔，其括有，

含有钻头1和长螺旋钻杆2的钻机本体，所述长螺旋钻杆2沿轴向中空；

设置在待钻孔位置旁的泥浆收集池3；

用于向桩孔底部进行压力灌注的泥浆池，该泥浆池通过高压泥浆泵5与长螺旋钻杆2中空部相连通，且在所述泥浆收集池3上设置有将其内泥浆引入至泥浆池中的第一泥浆泵15。

通过钻机本体、泥浆收集池3、泥浆池及高压泥浆泵5、第一泥浆泵15形成整个注浆护壁成孔系统，首先，通过钻机本体钻孔，所产生的部分泥土可直接在泥浆收集池3造浆、或者在泥浆池中进行造浆，同时在后续灌注高压泥浆或灌注砼时，高压淤泥浆或混凝土所顶出的泥浆均导入泥浆收集池3中，再由第一泥浆泵15抽入至泥浆池中待用，形成循环使用，从而减少了废浆的产生甚至无废浆产生，节省了废浆外运成本。

所述长螺旋钻杆2采用数个短螺旋钻杆通过钻杆连接法兰依次连接而成，考虑到其内中空用于注浆用，因此，在钻杆连接法兰的位置设密封件，又或如直接在长螺旋钻杆2的中空腔内设置钻杆内注浆铁管，以减少钻杆连接法兰的密封件设置。在该长螺旋钻杆2的顶部设置螺旋钻电机动力头4，为长螺旋钻杆2提供动力源；而在该长螺旋钻杆2的底部通过注浆管转向轴承座9连接钻头1，避免在钻头1或长螺旋钻杆2转动时其内的钻杆内注浆铁管产生扭折。

图1中，所述泥浆池为两个并列设置的第一泥浆池6、第二泥浆池7，且第一泥浆池6、第二泥浆池7顶部相通，所述第一泥浆泵15接入至第一泥浆池6中，在该第一泥浆池6中设有泥浆搅拌机8，该泥浆搅拌机8使得制浆的浆体均匀，且可防止泥浆沉淀；在第二泥浆池7中设第二泥浆泵16，该第二泥浆泵16采用大功率的泥浆泵，其也可辅助制浆、冲浆、排浆，使得浆体均匀，及防止泥浆沉淀。所述第一泥浆泵15因起泥浆转运用，所以采用小功率泥浆泵即可。在使用时，所述第一泥浆泵15、第二泥浆泵16及高压泥浆泵5的吸浆管口应设置过滤网筐，以过滤粗、大等杂质，避免其对泵本身、钻头1的运作产生影响，以提高泥浆泵、钻头1的使用寿命，同时，过滤淤泥浆中的杂质，也避免了大量废浆的产生，提高了淤泥浆的利用率。实际作业中，泥浆泵可为多个，根据注浆管的孔径及实际注浆速度而定。

使用时，钻机本体钻孔，同时，由泥浆收集池3或第一泥浆池6制浆，泥浆收集池3通过第一泥浆泵15输送至第一泥浆池6中，设立两个泥浆池的好处是，可以将其中一个泥浆池作为沉淀池，去掉大块渣土，避免影响灌注泥浆效果。当钻孔至设计深度后，高压泥浆泵5开启向长螺旋钻杆2输送高压淤泥浆，由钻头1部输入至桩孔内，边提升钻杆边注浆，注浆的同时，将持续顶出泥浆直接导入至泥浆收集池3中进行循环，直至钻头提出地面为止。之后下钢筋笼即可。灌注砼，由混凝土所顶出的淤泥浆也导入至泥浆收集池3中进行循环造浆。

对于钻机本体的设置，如图2所示，该钻机包括有底盘10，及底盘10上设置的配电箱、主卷扬机13和副卷扬机14，在底盘10上设置有用于支撑长螺旋钻杆2和钻头1的臂架11，该臂架11与底盘10之间设置斜撑12，又或同时采用横撑进行支撑，主卷扬机13通过钢丝绳与驱动长螺旋钻杆2的动力头连接。该钻机可根据传统的螺旋钻机进行改装，比如由传统的KQ-125型的潜水钻机进行改装。在所述底盘10底部设置有履带、液压支腿或枕木，用于钻机的行走，及作业支撑定位。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种长螺旋钻机注浆护壁成孔法，其特征在于，该方法包括以下步骤，

3）、放入钢筋笼至设计位置，并灌注砼成桩；

2.根据权利要求1所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔法，其特征在于：所述第1）步骤中螺旋钻孔所产生的部分泥土用于淤泥造浆用。

3.根据权利要求1所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔法，其特征在于：在钻孔前，先由钻头对准桩点进行定位，并调平。

4.根据权利要求1所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔法，其特征在于：在螺旋钻孔、注高压淤泥浆的同时，清理桩孔口泥土以保证桩孔口清洁。

5.根据权利要求1所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔法，其特征在于：所述灌注高压淤泥浆为采用泥浆泵向桩孔底部进行压力灌注，灌注淤泥浆压力为4MPa～23MPa。

6.一种如权利要求1-5任一所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔系统，用于实现基桩钻孔注浆护壁成孔，其特征在于：包括有，

含有钻头（1）和长螺旋钻杆（2）的钻机本体，所述长螺旋钻杆（2）沿轴向中空；

设置在待钻孔位置旁的泥浆收集池（3）；

用于向桩孔底部进行压力灌注的泥浆池，该泥浆池通过高压泥浆泵（5）与长螺旋钻杆（2）中空部相连通，且在所述泥浆收集池（3）上设置有将其内泥浆引入至泥浆池中的第一泥浆泵（15）。

7.根据权利要求6所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔系统，其特征在于：所述泥浆池为两个并列设置的第一泥浆池（6）、第二泥浆池（7），所述第一泥浆泵（15）接入至所述第一泥浆池（6）中，在该第一泥浆池（6）中设有泥浆搅拌机（8），在所述第二泥浆池（7）中设有第二泥浆泵（16）。

8.根据权利要求6所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔系统，其特征在于：所述长螺旋钻杆（2）为多段钻杆连接而成，在其内设置整段中空管，并在长螺旋钻杆（2）与钻头（1）之间设置注浆管转向轴承座（9）。

9.根据权利要求6所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔系统，其特征在于：所述钻机本体含有底盘（10），及底盘（10）上设置的配电箱、主卷扬机（13）和副卷扬机（14），在底盘（10）上设置有用于支撑长螺旋钻杆（2）和钻头（1）的臂架（11），该臂架（11）与底盘（10）之间设置斜撑（12），主卷扬机（13）通过钢丝绳与驱动长螺旋钻杆（2）的动力头连接。

10.根据权利要求9所述的长螺旋钻机注浆护壁成孔系统，其特征在于：所述底盘（10）底部设置有履带、液压支腿或枕木。