CN103711119A - 一种钻孔桩泥浆风动防沉循环系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明是钻孔桩泥浆风动防沉循环系统及使用方法，其结构是安装施工平台上安放空压机，三通连接器连接由孔高压风管形成的主送风管路，高压通风钢(软）管及高压通风软管配重设在钻孔内，高压通风钢管、钢筋笼固定在施工平台上，高压通风钢管与三通连接器、主送风管路及空压机连接，高压通风软管与孔壁的间距不小于50cm，且与孔底应保持在40~50cm，高压通风软管根数放置2~3根。本发明的优点在于：解决了泥浆静止状态下部分颗粒因重力作用下沉至孔底，而对桩基混凝土质量产生影响的问题。该系统投入小，操作简单，能够大大提高桩基混凝土灌注质量。

Description

一种钻孔桩泥浆风动防沉循环系统及使用方法

技术领域

本发明涉及的是一种钻孔桩泥浆风动防沉循环系统及使用方法，属于桥梁钻孔桩施工技术领域，具体适用于泥浆中粉砂含量高，且清孔后粉砂沉淀快的桥梁钻孔桩施工。

背景技术

桥梁施工中，当钻孔地质为石质岩层时，岩石破碎后极易产生细小颗粒；或当钻孔桩造浆材料受地域和施工环境影响，无法采用优质造浆材料，而采用的造浆粘土中含有极细粉砂颗粒时，这些细小颗粒在清孔中常常不能被彻底置换或清理。因而，自清孔完成至混凝土灌注的这段时间内，泥浆中细小颗粒逐渐沉淀，导致孔底沉碴厚度增大。沉碴厚度增大不但增大混凝土在孔底流动阻力，出现拔球后混凝土灌注不顺畅现象。另一方面，也会出现沉碴被混凝土推挤至桩基底部某一点，造成桩底局部混凝土灌注质量缺陷，影响桩基承载力问题。

发明内容

本发明提出的是一种钻孔桩泥浆风动防沉循环系统及使用方法，其目的旨在克服现有技术所存在的上述桥梁钻孔桩施工中的缺陷，可使泥浆在清孔后至灌注前的这段时间里处于扰动状态，泥浆内部一些粉砂颗粒处于悬浮状态，从而防止泥浆静止，而因重力作用下沉至孔底，导致孔底沉

碴增厚。

本发明的技术解决方案：钻孔桩泥浆风动防沉循环系统，其结构包括高压通风钢管，高压通风软管配重， 空压机，钢筋笼，孔壁，施工平台，三通连接器，主送风管路，其中安装施工平台上安放空压机，三通连接器连接由孔高压风管形成的主送风管路，高压通风钢管及高压通风软管配重设在钻孔内，高压通风钢管、钢筋笼固定在施工平台上，高压通风钢管与三通连接器、主送风管路及空压机连接，高压通风软管与孔壁的间距不小于50cm，且与孔底应保持在40~50cm，高压通风软管根数放置2~3根。

使用方法，包括如下步骤：

1）钻孔完成后，安装施工平台，安放空压机及清孔设备进行一清，一清完成后，拆除孔内清孔设备，按设计及工艺要求下放钢筋笼并与施工平台进行固定，钢筋笼下放完成后，安装二次清孔设备进行二次清孔。

2）钻孔桩二次清孔完成的各项清孔指标满足规范要求后，立即下放孔内高压通风钢(软）管及高压通风软管配重2，钻孔桩孔口部分的高压通风钢管1固定在施工平台上，同时连接三通连接器7、主送风管路8及空压机3，随后将通风钢(软）管与连接器进行连接，所有连接完成后，即可开启空压机下孔内送风。随后拆除清孔风管路。

3）高压通风软管的下放过程中与孔壁的间距不小于50cm，且与孔底应保持在40~50cm，软管根数根据孔径可放置2~3根。

4）接通空压机，压风、风量按下式进行控制：

式中的

—清空后泥浆比重

v₁—清空后泥浆体积

v₂—通风后孔内空气体积

5）灌注桩首批混凝土输送到墩位后，立即停风，迅速拆除孔内高压通风钢管，拔球灌注水下混凝土。

本发明的优点在于：解决了泥浆静止状态下部分颗粒因重力作用下沉至孔底，而对桩基混凝土质量产生影响的问题。该系统投入小，操作简单，能够大大提高桩基混凝土灌注质量。

附图说明

图1是钻孔桩泥浆风动防沉循环系统的结构示意图。

图中的1是高压通风钢(软）管，2是高压通风软管配重， 3是空压机，4是钢筋笼，5是孔壁，6是施工平台，7是三通连接器（各口设置闸阀），8是主送风管路。

具体实施方式

对照附图1，钻孔桩泥浆风动防沉循环系统，其结构包括高压通风钢(软）管1，高压通风软管配重2， 空压机3，钢筋笼4，孔壁5，施工平台6，三通连接器（各口设置闸阀）7，主送风管路8，其中安装施工平台6上安放空压机3，三通连接器7连接由孔高压风管形成的主送风管路8，高压通风钢(软）管1及高压通风软管配重2设在钻孔内，高压通风钢管1、钢筋笼4固定在施工平台6上，高压通风钢管1与三通连接器7、主送风管路8及空压机3连接，高压通风软管1与孔壁5的间距不小于50cm，且与孔底应保持在40~50cm，高压通风软管根数放置2~3根。

施工平台一般采用钢制，主要作为钢筋笼吊挂、水下灌注混凝土导管支架及施工操作，一般设置于钻孔桩钢护筒顶面；钢筋笼大小按照图纸尺寸工厂加工，与孔壁间的距离通过安装保护层垫块进行控制；主送风管通过三通连接器（各口设置闸阀）连接的孔高压风管形成通风管路，将空压机生产的高压风送至孔内使孔扰动孔内泥浆，防止泥浆静止状态下泥浆内细小颗粒在重力影响下沉淀于孔底。

钻孔桩泥浆风动防沉循环的使用方法，包括如下步骤：

1）钻孔完成后，安装施工平台6，安放空压机3及清孔设备进行一清，一清完成后，拆除孔内清孔设备，按设计及工艺要求下放钢筋笼4并与施工平台6进行固定，钢筋笼4下放完成后，安装二次清孔设备进行二次清孔。

2）钻孔桩二次清孔完成的各项清孔指标满足规范要求后，立即下放孔内高压通风钢(软）管1及高压通风软管配重2，钻孔桩孔口部分的高压通风钢管1固定在施工平台6上，同时连接三通连接器7、主送风管路8及空压机3，随后将高压通风钢(软）管1与连接器7进行连接，所有连接完成后，即可开启空压机下孔内送风。随后拆除清孔风管路。

3）高压通风软管的下放过程中与孔壁5的间距不小于50cm，且与孔底应保持在40~50cm，高压通风软管根数根据孔径可放置2~3根。

4）接通空压机3，压风、风量按下式进行控制：

式中的

—清空后泥浆比重

v₁—清空后泥浆体积

v₂—通风后孔内空气体积

5）灌注桩首批混凝土输送到墩位后，立即停风，迅速拆除孔内高压通风钢管1，拔球灌注水下混凝土。

实施例

广东省连州至怀集公路水下特大桥，其下部结构采用单桩独柱结构，施工中大部分钻孔采用泥浆风动防沉循环系统，桩低质量得到了有效保证。下面以水下桥38#墩和45#墩进行对比说明。

水下桥38#墩桩径2.8m，桩长35m,设计为柔性桩。桩基成孔采用冲击成孔。桩基成孔后采用泥浆分离器气举反循环清孔。一清完成后下放钢筋笼进行二次清孔。二次清孔泥浆指标如下：比重1.05、含砂率0.4%，孔底沉渣2cm，检查合格后进行混凝土浇筑前各项施工准备工作。2小时后首车混凝土发车，经现场对孔底沉渣进行测定，测定结果已远远超过规范要求值达到15cm，为确保桩基质量，现场立即停止混凝土搅拌，重新进行清孔，降低孔底沉渣厚度至规范要求值5cm以内。同时立即组织混凝土搅拌、运输灌注水下混凝土。

同样水下桥左幅45#墩桩径2.8m，桩长52m,设计为摩擦桩。桩基成孔采用冲击成孔。桩基成孔后采用泥浆分离器气举反循环清孔。一清完成后下放钢筋笼进行二次清孔。二次清孔泥浆指标如下：比重1.06、含砂率0.6%，孔底沉渣4cm，

二次清孔完成的各项清孔指标满足规范要求后，立即安装泥浆风动防沉循环系统。孔内通风管采用3根φ50×2.5mm钢管，钢管之间采用丝扣连接，管底口距孔底45cm，且与孔壁之间距离保持在80cm。三根通风管通过施工平台上特制钢板夹箍悬吊并固定在施工平台上，主送风管通过三通连接器和孔内通风管连接，连接器各分口上设置闸阀。通风管路连接好后检查各部件间连接牢固及可靠性，检查无误后，开始通风，风压控制在0.6~0.8MPa，同时关闭清孔供风系统，拆除清孔风管路。

首车混凝土搅拌发车后，现场测定孔底沉渣5cm，泥浆比重1.06、含砂率0.6%。在车辆抵达施工现场前30min时，由于连接器上设置闸阀，循环时可调节各风管内风量；拆除时逐根关闭闸阀，并逐根拆除，确保在拆除前两根风管时，孔内仍在通风扰动泥浆。由于各管之间采用强有力的丝扣连接，拆除时根据起吊设备及工作空间，可多节一起拆除，大大缩短了拆除时间。拆除后经现场测量孔底沉渣厚度仍为5cm。

通过现场总结及优化30m以内桩基采用高压通风软管，为防止高压送风后软管在孔内摆动，在软管底口增设了配重，在冲击钻机自带2.5t卷扬机提升人工配合进行拆除，大大提高了工作效率。

在水下特大桥桩基础钻孔桩施工过程中由于采用了泥浆风动防沉循环系统大大提高了桩基成桩质量，尤其是桩底沉渣及桩底混凝土质量。经无损检测在使用泥浆风动防沉循环系统灌注的桩基，桩底基本无缺陷，合格率达100%。

Claims (2)

1.钻孔桩泥浆风动防沉循环系统，其特征是包括高压通风钢管，高压通风软管配重， 空压机，钢筋笼，孔壁，施工平台，三通连接器，主送风管路，其中安装施工平台上安放空压机，三通连接器连接由孔高压风管形成的主送风管路，高压通风钢管及高压通风软管配重设在钻孔内，高压通风钢管、钢筋笼固定在施工平台上，高压通风钢管与三通连接器、主送风管路及空压机连接，高压通风软管与孔壁的间距不小于50cm，且与孔底应保持在40~50cm，高压通风软管根数放置2~3根。

2.如权利要求1所述的钻孔桩泥浆风动防沉循环的使用方法，其特征是包括如下步骤：

1）钻孔完成后，安装施工平台，安放空压机及清孔设备进行一清，一清完成后，拆除孔内清孔设备，按设计及工艺要求下放钢筋笼并与施工平台进行固定，钢筋笼下放完成后，安装二次清孔设备进行二次清孔；

2）钻孔桩二次清孔完成的各项清孔指标满足规范要求后，立即下放孔内高压通风钢管及高压通风软管配重，钻孔桩孔口部分的高压通风钢管固定在施工平台上，同时连接三通连接器、主送风管路及空压机，随后将通风钢管与连接器进行连接，所有连接完成后，即可开启空压机下孔内送风；随后拆除清孔风管路；

3）高压通风软管的下放过程中与孔壁的间距不小于50cm，且与孔底应保持在40~50cm，高压通风软管根数根据孔径可放置2~3根；

4）接通空压机，压风、风量按下式进行控制：

式中的—清空后泥浆比重

v₁—清空后泥浆体积

v₂—通风后孔内空气体积

5）灌注桩首批混凝土输送到墩位后，立即停风，迅速拆除孔内高压通风钢管，拔球灌注水下混凝土。

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