CN104196474A - 钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置及其清孔方法 - Google Patents

Abstract

钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置及其清孔方法，清孔装置通过改装原有的压浆管，增加了环形自稳式清孔器或等螺旋自稳式清孔器、第一三通接头、止回阀、第二三通接头、空气压缩机等设备，实现了压浆管不仅能用于注浆，还用能用于清孔。清孔方法是在钻孔灌注桩二次清孔完成之后，混凝土灌注之前，将压缩空气通入到压浆管，经过环形自稳式清孔器或等螺旋自稳式清孔器从孔底喷射出来，并与泥浆、沉渣形成三相流，在气举作用下，三相流沿着桩孔上升，使孔底残余沉渣浮起在一个稳定的高度，在首斗混凝土进入导管，并从导管底部排出前，关闭空气压缩机。本发明将改装后的压浆管管路与二次清孔工艺结合使用，保证混凝土灌注时桩孔孔底基本不存在沉渣。

Description

钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置及其清孔方法

技术领域

本发明涉及钻孔灌注桩的清孔技术领域，具体涉及一种钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置及其清孔方法。

背景技术

随着钻孔灌注桩工艺和设备能力的提高，桩径、桩长和入岩深度都在不断的增加，这就使清孔环节面临更高的要求。目前，解决孔底沉渣普遍采用二次清孔工艺，一次清孔安排在成孔后，下钢筋笼之前，二次清孔安排在混凝土灌注之前。从桩基施工实践看，沉渣厚度控制的效果往往不太理想，其主要原因主要有两点：一是桩的长度越来越长，各类辅助作业时间相应较长，孔底沉渣容易淤积；二是施工使用泥浆很难达标，泥浆质量较差，含砂率高，下沉速度快。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为了克服目前钻孔灌注桩工艺清孔效果不理想、无法彻底清除孔底沉渣的问题，提供一种钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置及其清孔方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，至少包括环形自稳式清孔器、空气压缩机、压浆管、止回阀以及注浆头，所述环形自稳式清孔器包括环状管体，环状管体上设有一断开口，该断开口作为环形自稳式清孔器的进风口两端，且环状管体上布置有若干风口；所述压浆管的一端通过高压软管与空气压缩机相连，所述压浆管的另一端、止回阀的一端、注浆头的一端通过第一三通接头相连，所述止回阀的另一端通过第二三通接头与环形自稳式清孔器的进风口两端相连。

按上述方案，所述风口沿环状管体管周方向呈梅花型开孔，风口直径沿环形自稳式清孔器的进风口两端逐渐减小（保证每个风口的风压基本一致）。

按上述方案，所述止回阀的通过方向为自压浆管通向环形自稳式清孔器（由上往下即仅允许）。

按上述方案，所述环形自稳式清孔器通过绑扎或者焊接在钢筋笼内侧。

按上述方案，所述环形自稳式清孔器的环状管体的外径略小于钢筋笼的内径。

按上述方案，所述空气压缩机的风压低于所述注浆头的橡胶开裂压力。

本发明还提供了一种上述钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置进行清孔的方法，包括以下步骤：

1）一次清孔完成后，环形自稳式清孔器绑扎或者焊接在钢筋笼内侧并随钢筋笼下放到桩孔内，环形自稳式清孔器的底端距离桩孔底部50~100mm，压浆管在下钢筋笼的过程中注满清水，用于平衡压浆管内部和外部的压力差；

2）将空气压缩机与压浆管通过高压软管连接，并检查管路的密封性；

3）二次清孔完成后，开启空气压缩机，送风到压浆管，开启止回阀，空气与泥浆、沉渣形成气体、固体和液体三相流，三相流沿着桩孔上升；

4）空气压缩机压力表读数稳定，孔底沉渣在气举作用下悬浮在恒定的高度；

5）首斗混凝土进入导管后，从导管底部排出前，关闭空气压缩机。

按上述方案，所述环形自稳式清孔器替换为等螺旋自稳式清孔器，所述等螺旋自稳式清孔器包括螺旋形管体，螺旋形管体的一端密封、另一端作为等螺旋自稳式清孔器的进风口，且螺旋形管体上布置有若干风口；所述等螺旋自稳式清孔器的进风口与止回阀的另一端相连。

按上述方案，所述风口沿上段螺旋形管体管周呈向上型开孔，沿下段螺旋形管体管周呈向下型开孔，风口直径沿等螺旋自稳式清孔器的进风口逐渐减小（保证每个风口的风压基本一致）。

本发明还提供了另一种钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置进行清孔的方法，包括以下步骤：

1）一次清孔完成后，等螺旋自稳式清孔器绑扎或者焊接在钢筋笼内侧并随钢筋笼下放到桩孔内，等螺旋自稳式清孔器的底端距离桩孔底部50~100mm，压浆管在下钢筋笼的过程中注满清水，用于平衡压浆管内部和外部的压力差；

2）将空气压缩机与压浆管通过高压软管连接，并检查管路的密封性；

3）二次清孔完成后，开启空气压缩机，送风到压浆管，开启止回阀，空气与泥浆、沉渣形成气体、固体和液体三相流，三相流沿着桩孔上升；

4）空气压缩机压力表读数稳定，孔底沉渣在气举作用下悬浮在恒定的高度；

5）首斗混凝土进入导管后，从导管底部排出前，关闭空气压缩机。

本发明的工作原理：许多钻孔灌注桩采用后注浆技术，需要埋设压浆管；本发明将这些压浆管兼作临灌前气举清孔的通道，由于设计改装了压浆管管路，将环形自稳式清孔器或等螺旋自稳式清孔器、第一三通接头、止回阀、第二三通接头、空气压缩机等装置设备应用于清孔过程中，实现了后压浆管路不仅用于注浆，还用于清孔，使材料得到充分利用。清孔方法是在钻孔灌注桩二次清孔完成之后、混凝土灌注之前，将压缩空气通入到压浆管，经过环形自稳式清孔器或等螺旋自稳式清孔器从桩孔孔底喷射出来，空气与泥浆、沉渣形成三相流，在气举作用下，三相流沿着桩孔上升，使孔底残余沉渣浮起在一个稳定的高度，在首斗混凝土进入导管，并从导管底部排出前，关闭空气压缩机，确保桩底基本不存在沉渣。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将改装后的压浆管管路与二次清孔工艺结合使用，在二次清孔完成后，环形自稳式清孔器或等螺旋自稳式清孔器能够从桩孔孔底喷射压缩空气，并与泥浆、沉渣形成三相流，在气举作用下，三相流沿着桩孔上升，使桩孔孔底残余沉渣浮起在一个稳定的高度，保证了在混凝土灌注时桩孔孔底基本不存在沉渣。

附图说明

图1为本发明实施例1钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置的清孔工作纵剖面结构示意图；

图2为本发明实施例2钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置的清孔工作纵剖面结构示意图；

图中，1-混凝土，2-导管，3-钢筋笼，4-环形自稳式清孔器，5-风口，6-空气压缩机，7-高压软管，8-压浆管，9-第一三通接头，10-止回阀，11-第二三通接头，12-注浆头，13-等螺旋自稳式清孔器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

参照图1所示，本发明所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，至少包括环形自稳式清孔器4、空气压缩机6、压浆管8、止回阀10以及注浆头12，所述环形自稳式清孔器4包括环状管体（呈环形弯曲），环状管体上设有一断开口，该断开口作为环形自稳式清孔器4的进风口两端，且环状管体上按照一定的间距布置有若干风口5（具体为根据桩孔孔底沉渣的特性及灌注桩尺寸布置）；所述压浆管8的一端通过高压软管7与空气压缩机6相连，所述压浆管8的另一端、止回阀10的一端、注浆头12的一端通过第一三通接头9相连，所述止回阀10的另一端通过第二三通接头12与环形自稳式清孔器4的进风口两端相连。

所述风口5沿环状管体管周方向呈梅花型开孔，风口5直径沿环形自稳式清孔器4的进风口两端逐渐减小（保证每个风口5的风压基本一致）。

所述止回阀10的通过方向为自压浆管8通向环形自稳式清孔器4（由上往下）。

所述环形自稳式清孔器4通过绑扎或者焊接在钢筋笼3内侧，工作时钢筋笼3设置于桩孔内，环形自稳式清孔器4的底端距离桩孔底部50~100mm。

所述环形自稳式清孔器4的环状管体的外径略小于钢筋笼3的内径。

所述空气压缩机6的风压低于所述注浆头12的橡胶开裂压力，确保空气压缩机6的风压不会将注浆头12的橡胶压开；空气压缩机6的风压视桩孔孔深而定，一般不大于1.0MPa，注浆头12的橡胶开裂压力不小于1.5MPa。

实施例1提供的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置进行清孔的方法，清孔工作包括以下步骤：

1）一次清孔完成后，环形自稳式清孔器4绑扎或者焊接在钢筋笼3内侧并随钢筋笼3下放到桩孔内，环形自稳式清孔器4的底端距离桩孔底部50~100mm，压浆管8在下钢筋笼3的过程中注满清水，用于平衡压浆管8内部和外部的压力差；

2）将空气压缩机6与压浆管8通过高压软管7连接，并检查管路的密封性；

3）二次清孔完成后，开启空气压缩机6，送风到压浆管8，开启止回阀10，空气与泥浆、沉渣形成气体、固体和液体三相流，三相流沿着桩孔上升；

4）空气压缩机6压力表读数稳定，孔底沉渣在气举作用下悬浮在恒定的高度；

5）首斗混凝土1进入导管2后，从导管2底部排出前，关闭空气压缩机6。

实施例2

参照图2所示，实施例2与实施例1的区别在于，将实施例1中的环形自稳式清孔器4替换为等螺旋自稳式清孔器13，所述等螺旋自稳式清孔器13包括螺旋形管体（呈螺旋形弯曲），螺旋形管体的一端密封、另一端作为等螺旋自稳式清孔器13的进风口，且螺旋形管体上按照一定的间距布置有若干风口5（具体为根据桩孔孔底沉渣的特性及灌注桩尺寸布置）；所述等螺旋自稳式清孔器13的进风口与止回阀10的另一端相连，所述止回阀10的通过方向为自压浆管8通向等螺旋自稳式清孔器13的进风口。

所述风口5沿上段螺旋形管体管周呈向上型开孔，沿下段螺旋形管体管周呈向下型开孔，风口5直径沿等螺旋自稳式清孔器13的进风口逐渐减小（保证每个风口5的风压基本一致）。

实施例2提供的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置进行清孔的方法，包括以下步骤：

1）一次清孔完成后，等螺旋自稳式清孔器13绑扎或者焊接在钢筋笼3内侧并随钢筋笼3下放到桩孔内，等螺旋自稳式清孔器13的底端距离桩孔底部50~100mm，压浆管8在下钢筋笼3的过程中注满清水，用于平衡压浆管8内部和外部的压力差；

2）将空气压缩机6与压浆管8通过高压软管7连接，并检查管路的密封性；

3）二次清孔完成后，开启空气压缩机6，送风到压浆管8，开启止回阀10，空气与泥浆、沉渣形成气体、固体和液体三相流，三相流沿着桩孔上升；

4）空气压缩机6压力表读数稳定，孔底沉渣在气举作用下悬浮在恒定的高度；

5）首斗混凝土1进入导管2后，从导管2底部排出前，关闭空气压缩机6。

实施例2中，等螺旋自稳式清孔器13适用于直径和孔深更大的钻孔灌注桩，桩孔孔底沉渣环境更复杂，与之匹配的空气压缩机6的额定风压也更大。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：至少包括环形自稳式清孔器（4）、空气压缩机（6）、压浆管（8）、止回阀（10）以及注浆头（12），所述环形自稳式清孔器（4）包括环状管体，环状管体上设有一断开口，该断开口作为环形自稳式清孔器（4）的进风口两端，且环状管体上布置有若干风口（5）；所述压浆管（8）的一端通过高压软管（7）与空气压缩机（6）相连，所述压浆管（8）的另一端、止回阀（10）的一端、注浆头（12）的一端通过第一三通接头（9）相连，所述止回阀（10）的另一端通过第二三通接头（12）与环形自稳式清孔器（4）的进风口两端相连。

2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：所述风口（5）沿环状管体管周方向呈梅花型开孔，风口（5）直径沿环形自稳式清孔器（4）的进风口两端逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：所述止回阀（10）的通过方向为自压浆管（8）通向环形自稳式清孔器（4）。

4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：所述环形自稳式清孔器（4）通过绑扎或者焊接在钢筋笼（3）内侧。

5.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：所述环形自稳式清孔器（4）的环状管体的外径略小于钢筋笼（3）的内径。

6.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：所述空气压缩机（6）的风压低于所述注浆头（12）的橡胶开裂压力。

7.根据权利要求1~6任意之一所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置进行清孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）一次清孔完成后，环形自稳式清孔器（4）绑扎或者焊接在钢筋笼（3）内侧并随钢筋笼（3）下放到桩孔内，环形自稳式清孔器（4）的底端距离桩孔底部50~100mm，压浆管（8）在下钢筋笼（3）的过程中注满清水，用于平衡压浆管（8）内部和外部的压力差；

2）将空气压缩机（6）与压浆管（8）通过高压软管（7）连接，并检查管路的密封性；

3）二次清孔完成后，开启空气压缩机（6），送风到压浆管（8），开启止回阀（10），空气与泥浆、沉渣形成气体、固体和液体三相流，三相流沿着桩孔上升；

4）空气压缩机（6）压力表读数稳定，孔底沉渣在气举作用下悬浮在恒定的高度；

5）首斗混凝土（1）进入导管（2）后，从导管（2）底部排出前，关闭空气压缩机（6）。

8.根据权利要求1~5任意之一所述的所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：所述环形自稳式清孔器（4）替换为等螺旋自稳式清孔器（13），所述等螺旋自稳式清孔器（13）包括螺旋形管体，螺旋形管体的一端密封、另一端作为等螺旋自稳式清孔器（13）的进风口，且螺旋形管体上布置有若干风口（5）；所述等螺旋自稳式清孔器（13）的进风口与止回阀（10）的另一端相连。

9.根据权利要求8所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置，其特征在于：所述风口（5）沿上段螺旋形管体管周呈向上型开孔，沿下段螺旋形管体管周呈向下型开孔，风口（5）直径沿等螺旋自稳式清孔器（13）的进风口逐渐减小。

10.根据权利要求8~9任意之一所述的钻孔灌注桩临灌前气举清孔装置进行清孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）一次清孔完成后，等螺旋自稳式清孔器（13）绑扎或者焊接在钢筋笼（3）内侧并随钢筋笼（3）下放到桩孔内，等螺旋自稳式清孔器（13）的底端距离桩孔底部50~100mm，压浆管（8）在下钢筋笼（3）的过程中注满清水，用于平衡压浆管（8）内部和外部的压力差；

2）将空气压缩机（6）与压浆管（8）通过高压软管（7）连接，并检查管路的密封性；

3）二次清孔完成后，开启空气压缩机（6），送风到压浆管（8），开启止回阀（10），空气与泥浆、沉渣形成气体、固体和液体三相流，三相流沿着桩孔上升；

4）空气压缩机（6）压力表读数稳定，孔底沉渣在气举作用下悬浮在恒定的高度；

5）首斗混凝土（1）进入导管（2）后，从导管（2）底部排出前，关闭空气压缩机（6）。