CN103696417A

CN103696417A - 一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置及方法

Info

Publication number: CN103696417A
Application number: CN201310704555.XA
Authority: CN
Inventors: 黎明中
Original assignee: China First Metallurgical Group Co Ltd
Current assignee: China First Metallurgical Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: CN103696417B

Abstract

本发明提供一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置及方法。该装置包括环形喷嘴、导水管、泵、介质槽、空压机、及风管。风管及导水管沿着钢筋笼的长度方向固定连接于钢筋笼。风管的一端与所述空压机相连，风管的另一端插入钻孔底部。泵的一端与所述介质槽连接，泵的另一端与所述导水管的一端连接。导水管的另一端与所述环形喷嘴相连。环形喷嘴固定于钢筋笼的底部。本发明根据水下浇灌混凝土的工作原理，采取确保首批混凝土浇灌前孔底无沉渣的技术方法，最终灌注桩桩底也不会有沉渣，改变了以往二次清孔必须置换泥浆的观念。而且解决了以往二次清孔至混凝土浇灌前必然有一段等待时间形成泥渣沉淀的问题，本方法浇筑后的混凝土桩质量更容易保证。

Description

一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑领域桩基施工方法，尤其涉及一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置及方法。

背景技术

随着城市基础设施的不断建设，如桥梁、高层建筑向着跨度大、高度更高上发展，这就要求桩基基础的承载力更高。而钻孔灌注桩是目前应用最为广泛的一种桩基形式，钻孔灌注桩的施工亦在不断地向大直径、超深桩的方向发展，由于受地质条件及周边环境的影响其技术复杂性、施工难度也前所未有。特别是钻孔灌注桩的孔底残渣不能完全保证桩基沉降的控制指标，而现在大部分钻孔灌注桩是以端承桩为主，因此，为了确保设计要求，往往采取了桩基后压浆的补救措施或降低标准。所以钻孔灌注桩的孔底残渣处理是施工中的关建问题之一，目前水下混凝土浇灌的钻孔灌注桩主要采用二次泥浆清孔方法，即第一次沉渣处理是当成孔作业达到预定深度后，并不立即提升钻孔机具，而是原位继续排土作业，直至将孔底附近沉渣清理干净为止，这次处理只能将粗颗粒土清理大部分，之后下钢筋笼和安装浇筑导管，由于这个工序时间较长，处于静止一段时间的泥浆小颗粒沉渣慢慢沉入孔底，这样需进行二次清孔，现在一般采用二种方法，一种采用泥浆泵通过导管压新泥浆置换孔内差泥浆，由于泥沙上返速度慢，排渣能力差，不够彻底，只适合小直径和不深的桩；另一种采用气举反循环的方法，用压风机产生的压缩空气，通过送风管经混合器送到清孔出水管内与孔内泥浆混合，产生出水管内外泥浆重度差，在此作用下，管内泥浆沿出水管上升流动，形成孔外泥浆及沉渣经出水管向上顺管流出桩外，同时不断向孔内补给新泥浆置换，达到清孔的目的，后种方法效果比第一种好。但由于其工作特性对10多米以内的桩效果不好；对大直径桩还需在孔内移动导管才能清除好沉渣，当孔深度较深时，移动导管比较麻烦，另外，实施时需下放安装和提起送风管，增加施工时间，停止工作后提起送风管到安装料斗浇筑混凝土前这段时间可能由于各种原因，还有泥浆沉渣存在，因此，不能完全排除。且因大量泥浆置换，对环境和成本也是个不利的方面。本发明主要是针对上述问题提出了钻孔灌注桩的二次清孔时孔底残渣的解决新方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种混凝土桩质量更好且二次清孔无需置换泥浆的钻孔灌注桩底部二次清孔装置及方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置，它包括环形喷嘴、导水管、泵、介质槽、空压机、及风管，所述风管及导水管沿着钢筋笼的长度方向固定连接于钢筋笼，所述风管的一端与所述空压机相连，所述风管的另一端插入钻孔底部，所述泵的一端与所述介质槽连接，所述泵的另一端与所述导水管的一端连接，所述导水管的另一端与所述环形喷嘴相连，所述环形喷嘴固定于钢筋笼的底部，所述环形喷嘴环绕所述钢筋笼的外壁。

上述方案中，所述导水管与所述环形喷嘴通过三通管连通。

上述方案中，所述介质槽为水槽，所述泵为涡流泵。

上述方案中，所述介质槽为泥浆槽，所述泵为泥浆泵。

上述方案中，所述风管固定于钢筋笼的内壁，所述导水管固定于钢筋笼的外壁。

一种钻孔灌注桩底部二次清孔的方法，它包括以下步骤：

1）钻孔完成后利用钻孔桩机清孔系统完成第一次沉渣清除；

2）在满足孔内泥浆指标的情况下，将导水管及风管沿着钢筋笼的长度方向固定连接于钢筋笼，然后和钢筋笼一起下放到孔内；

3）将环形喷嘴固定于钢筋笼的底部，所述环形喷嘴环绕所述钢筋笼的外壁，所述导水管的一端与所述环形喷嘴相连；

4）通过环形喷嘴喷出高压介质，使再次沉淀于孔底的沉渣泛起，同时再利用风管喷出高压气体搅动孔内下段泥浆，让孔内沉渣物往上分散到孔内泥浆中，持续10-20分钟；

5）在这种状态下将首批混凝土浇灌，高压介质和高压气体喷出工作一直持续到混凝土由浇灌导管底部排出为止；

6）首批混凝土浇灌完后将浇灌导管底部埋进，后续按有关水下浇灌混凝土的规定进行直到设计桩顶标高止，即孔底泛起的沉渣随着浇灌混凝土过程的进行被顶至桩顶面以上随泥浆从孔口排出桩外。

上述方案中，所述风管的一端与空压机相连，风管的另一端插入钻孔底部。

上述方案中，所述导水管的一端与泵的一端连接，所述泵的另一端与介质槽连接。

上述方案中，所述高压介质为高压水或高压泥浆。

本发明是解决混凝土浇灌时余下沉渣留在孔底后造成桩基沉降及承载力降低的一项施工新技术。具有如下有益效果：

1.根据水下浇灌混凝土的工作原理，采取确保首批混凝土浇灌前孔底无沉渣的技术方法，最终灌注桩桩底也不会有沉渣，改变了以往二次清孔必须置换泥浆的观念。

2.由于采取的清泥渣方法与后续混凝土浇灌是无缝衔接，因此，解决了以往二次清孔至混凝土浇灌前必然有一段等待时间形成泥渣沉淀的问题，本方法浇筑后的混凝土桩质量更容易保证。并且，桩顶混凝土浮浆减少，降低了成本。

3.操作方法更简便实用，时间短，效率高、费用少。

4.由于省去了二次清孔需要大量新泥浆补充及作业时间，大大的节省了费用。也省去了二次清孔孔内旧泥浆的排放造成的环境污染问题，维护了企业在社会的形象。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置的结构示意图。

图2为图1的A-A向视图。

图中，1-环形喷嘴，2-导水管，3-涡流泵，4-水槽，5-空压机，6-风管，7-钢筋笼，8-浇灌导管，9-桩孔，10-沉渣，11-单向阀，12-喷头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，其为本发明实施例提供的一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置，它包括环形喷嘴1、导水管2、涡流泵3、水槽4、空压机5、风管6。风管6及导水管2沿着钢筋笼7的长度方向固定连接于钢筋笼7。风管6的一端与空压机5相连，风管6的另一端插入桩孔9底部，涡流泵3的一端与水槽4连接，涡流泵3的另一端与导水管2的一端连接。导水管2的另一端与环形喷嘴1相连。环形喷嘴1固定于钢筋笼7的底部。环形喷嘴1环绕钢筋笼7的外壁。环形喷嘴1上设置有间隔排布的多个喷头12。喷头12及风管6均采用单向阀11控制。导水管2与环形喷嘴1通过三通管连通。可以理解的是，水槽4还可以用泥浆槽替换，当使用泥浆槽的时候，涡流泵3也需要相应替换为泥浆泵。在本实施例中，风管6固定于钢筋笼7的内壁，导水管2固定于钢筋笼7的外壁。

本发明还提供一种钻孔灌注桩底部二次清孔的方法，它包括以下步骤：

1）钻孔完成后利用钻孔桩机清孔系统完成第一次沉渣清除；

2）在满足孔内泥浆指标的情况下，将导水管2（Φ25-30）及风管6（Φ50）沿着钢筋笼7的长度方向固定连接于钢筋笼7，然后随钢筋笼将其下放到桩孔9内；

3）将环形喷嘴1固定于钢筋笼7的底部，环形喷嘴1环绕钢筋笼7的外壁，导水管2的一端与环形喷嘴1相连；

4）启动涡流泵3并通过环形喷嘴1的喷头12喷出高压水（<0.8Mpa），使再次沉淀于孔底的沉渣泛起超过底部一段高度（>3m)，同时再启动空压机5并利用风管6喷出高压气体(<0.7Mpa），本实施例为空气搅动孔内下段泥浆，让孔内沉渣物往上分散到孔内泥浆中，孔底基本没有沉渣，此时在孔口可以观察到孔内泥浆面有很多气泡时，说明已达到清理孔底沉渣的目的，时间一般持续10-20分钟即可，可以理解的是，本实施例中的高压水还可以替换为高压泥浆；

5）在这种状态下将首批混凝土浇灌，高压水和高压气体喷出工作一直持续到混凝土由浇灌导管8底部排出为止，可以通过涡流泵和空压机上的压力表压力值突然上升判断停机的标准(即混凝土埋住了喷嘴）。

6）首批混凝土浇灌完后将浇灌导管8底部埋进2m左右，后续按有关水下浇灌混凝土的规定进行直到设计桩顶标高止，即孔底泛起的沉渣随着浇灌混凝土过程的进行被顶至桩顶面以上随泥浆从孔口排出桩外。

需要说明的是，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

1.一种钻孔灌注桩底部二次清孔装置，其特征在于，它包括环形喷嘴、导水管、泵、介质槽、空压机、及风管，所述风管及导水管沿着钢筋笼的长度方向固定连接于钢筋笼，所述风管的一端与所述空压机相连，所述风管的另一端插入钻孔底部，所述泵的一端与所述介质槽连接，所述泵的另一端与所述导水管的一端连接，所述导水管的另一端与所述环形喷嘴相连，所述环形喷嘴固定于钢筋笼的底部，所述环形喷嘴环绕所述钢筋笼的外壁。

2.如权利要求1所述的钻孔灌注桩底部二次清孔装置，其特征在于，所述导水管与所述环形喷嘴通过三通管连通。

3.如权利要求1所述的钻孔灌注桩底部二次清孔装置，其特征在于，所述介质槽为水槽，所述泵为涡流泵。

4.如权利要求1所述的钻孔灌注桩底部二次清孔装置，其特征在于，所述介质槽为泥浆槽，所述泵为泥浆泵。

5.如权利要求1所述的钻孔灌注桩底部二次清孔装置，其特征在于，所述风管固定于钢筋笼的内壁，所述导水管固定于钢筋笼的外壁。

6.一种钻孔灌注桩底部二次清孔的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）钻孔完成后利用钻孔桩机清孔系统完成第一次沉渣清除；

7.如权利要求6所述的钻孔灌注桩底部二次清孔的方法，其特征在于，所述风管的一端与空压机相连，风管的另一端插入钻孔底部。

8.如权利要求6所述的钻孔灌注桩底部二次清孔的方法，其特征在于，所述导水管的一端与泵的一端连接，所述泵的另一端与介质槽连接。

9.如权利要求6所述的钻孔灌注桩底部二次清孔的方法，其特征在于，所述高压介质为高压水或高压泥浆。