CN104695879A - 一种桩孔冲洗抽砂淸孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种桩孔冲洗抽砂淸孔方法，淸孔时先将含碎石的泥浆通过吸浆泵吸出过滤后循环使用，减少泥浆外运工作量，并节省造浆数量；然后利用置换原理，用清水置换泥浆，将泥浆浓度迅速降低，加快细砂沉淀速度，利用清水冲起孔底沉渣，通过吸浆泵直接将其抽出孔，减少上浮沉淀过程，加快了清孔速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁桩基桩孔的施工装置，尤其是一种对已成孔桩孔在灌注混凝土前进行淸孔的方法。
背景技术
冲击钻做为一种传统的岩层地质桩基础成孔设备，其主要适用于中小直径岩层地区桩基施工，在超大直径桩基成孔中使用，存在进尺慢、清孔速度慢、泥浆及钻渣外运量大、设备投入多等问题，且超大直径端承桩孔底沉渣厚度容易超标。但在某些地质条件下，如一种跨江的悬索桥，主塔桩基紧邻江边，主塔桩基为直径超过2.5米的超大直径桩基坎岩桩，受水位和地质条件影响，需要采用冲击钻施工。如何提高淸孔速度，保证施工进度，并保证成孔质量，是在超大直径桩基成孔中使用冲击钻施工的情况下需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桩孔淸孔方法，适用于全岩层或部分岩层的大直径端承桩桩基清空，解决此类桩孔淸孔速度慢、泥浆钻渣外运量大、设备投入多等问题。
本发明的技术方案如下：
一种桩孔冲洗抽砂淸孔方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在桩孔附近设置一个储存泥浆的泥浆筒，在泥浆筒上方设置一个过滤筛，将所述过滤筛固定在一过滤筛支架上，并使过滤筛一端高一端低倾斜设置，且过滤筛低一端的边缘位于所述泥浆筒的边缘之外；
(2)在冲击钻的把杆上通过手拉葫芦悬挂一吸浆泵，将所述吸浆泵悬置于桩孔内，吸浆泵连接一出浆管；
(3)在所述泥浆筒一侧设置一三脚架，三脚架的支撑点上通过手拉葫芦悬挂一送浆泵；所述送浆泵连接一送浆管；
(4)筛砂：桩孔成孔后，将钻头放停距离孔底40-50公分的位置；将所述吸浆泵放入桩孔内泥浆液面以下，将出浆管的出口置于所述过滤筛上方；将所述送浆泵悬置于所述泥浆筒内，将送浆管的管口伸入桩孔底部；同时启动吸浆泵和送浆泵，带有沉渣的泥浆通过出浆管运送至过滤筛过滤，被过滤的泥浆流入泥浆筒，再通过送浆泵送至桩基底部，将孔底沉渣冲起并使其向上悬浮，再被吸浆泵吸出过滤，如此循环进行出渣，当发现过滤上不再有砂子被过滤后，出渣过程结束；
(5)抽浆：将吸浆泵放至桩孔底部，将出浆管的管口放置到一存浆池，将送浆泵置于江水中，将送浆管的管口置于桩孔口液面附近；同时启动吸浆泵和送浆泵，吸浆泵将桩孔内泥浆抽出，泥浆储存在存浆池内，送浆泵同时向桩孔内补水，使抽浆速度和补水速度一致，避免孔内水位降低导致塌孔，直至吸浆泵出浆管口流出的不是泥浆而是清水，此时桩孔内只有清水和少量细砂，停止抽浆；
(6)冲洗：保持吸浆泵位于桩孔底部，将出浆管的管口移至江水处；保持送浆泵位于江水内，将送浆管的管口放至桩孔底部；同时启动吸浆泵和送浆泵，进行冲洗抽砂，待吸浆泵的出浆管管口出水中没有细沙和石子时，检测孔底沉淀厚度，达到要求标准后，停止冲洗，淸孔过程结束。
本发明适用于全岩层或部分岩层的大直径端承桩桩基清空，不适用于有流沙和淤泥层的桩基清空。
本发明将泥浆中的碎石过滤后泥浆循环使用，减少泥浆外运工作量，并节省造浆数量；利用清水冲起孔底沉渣，然后利用吸浆泵直接将其抽出孔，减少上浮沉淀过程；利用置换原理，用清水置换泥浆，将泥浆浓度迅速降低，加快细砂沉淀速度，加快清孔速度，利用水位差原理，使孔内水位和出浆泵出水口控制在2m以内，最大利用出浆泵功率。
以一个直径超过2.5米的超大直径桩孔为例，采用本发明每孔清孔时间由4天缩短为1天，孔底沉渣厚度由5cm，减少至5-10mm，泥浆稠度由1.1减少至1.0接近于清水。可见，本发明可加快桩基施工进度，保证施工质量，节省施工成本。本发明的实施，使冲击钻在超大直径端承桩施工中得以广泛应用，能取得很好的社会和经济效益。
附图说明
图1是本发明淸孔时的筛砂方式示意图；
图2是本发明淸孔时的抽砂方式示意图；
图3是本发明淸孔时的冲洗方式示意图。
具体实施方式
桩孔成孔后，灌注混凝土前，需要对桩孔进行淸孔。淸孔过程包括筛砂、抽浆、冲洗。如图1、图2、图3所示，本发明的实施步骤如下：
(1)在桩孔1附近设置一个储存泥浆的泥浆筒2，在泥浆筒2上方设置一个过滤筛3，将所述过滤筛3固定在一过滤筛支架4上，并使过滤筛一端高一端低倾斜设置，且过滤筛3较低一端的边缘位于所述泥浆筒2的边缘之外；
(2)在冲击钻5的把杆上通过手拉葫芦悬挂一吸浆泵6，将所述吸浆泵6悬置于桩孔1内，吸浆泵6连接一出浆管7；
(3)在所述泥浆筒2一侧设置一三脚架8，三脚架8的支撑点上通过手拉葫芦悬挂一送浆泵9，所述送浆泵9连接一送浆管10；
(4)筛砂：参见图1，桩孔成孔后，将冲击钻5的钻头11放停距离桩孔1底部40-50公分的位置；将吸浆泵6放入桩孔内泥浆液面以下，将出浆管7的出口置于所述过滤筛3上方；将送浆泵9悬置于所述泥浆筒2内，将送浆管10的管口伸入桩孔1底部；同时启动吸浆泵6和送浆泵9，带有沉渣的泥浆通过出浆管运送至过滤筛3过滤，被过滤的泥浆流入泥浆筒，再通过送浆泵送至桩基底部，将孔底沉渣冲起并使其向上悬浮，再被吸浆泵吸出过滤，如此循环进行出渣，当发现过滤上不再有砂子被过滤后，出渣过程结束；
(5)抽浆：参见图2，将吸浆泵6放至桩孔底部，将出浆管7的管口放置到一存浆池12，将送浆泵置于江水13中，将送浆管10的管口置于桩孔口液面附近；同时启动吸浆泵6和送浆泵9，吸浆泵将桩孔内泥浆抽出，泥浆储存在存浆池内，送浆泵同时向桩孔内补水，使抽浆速度和补水速度一致，避免孔内水位降低导致塌孔，直至吸浆泵出浆管口流出的不是泥浆而是清水，此时桩孔内只有清水和少量细砂，停止抽浆；
(6)冲洗：参见图3，保持吸浆泵6位于桩孔1底部，将吸浆泵的出浆管7管口移至江水13处；保持送浆泵9位于江水13中，将送浆管的送浆管10管口放至桩孔1底部；同时启动吸浆泵6和送浆泵9，进行冲洗抽砂，待吸浆泵出浆管管口出水中没有细沙和石子时，检测孔底沉淀厚度，达到要求标准后，停止冲洗，淸孔过程结束。
以下通过一具体实施例，对本发明的方法进一步说明。本实施例中，采用冲击钻对一直径2.5米的超大直径坎岩桩桩孔进行冲孔施工，成孔后，采用本发明的方法进行淸孔。
泥浆筒2设置：
运用装载机铲运2方造浆粘土堆放在距离桩孔3米处，开挖岩石面位置，修整成直径为3米圆柱基础，将直径为2.5米钢筒作为泥浆筒坐落在圆柱基础上，使泥浆筒下缘切入泥土中，保证泥浆不会从泥浆筒下缘流失。
过滤筛3设置：
将网眼8mm尺寸为2x0.7m长方形过滤筛固定在过滤筛支架4上。过滤筛支架4包括两根长度为2m的钢管，和两根长度1.5m的钢管，其中2m长的钢管一根与泥浆筒竖向焊接，另一根直接插在泥浆筒底部的粘泥中，二者间距为0.7m，用一根水平钢管将其连接在一起；2根1.5m钢管安放在泥浆筒外侧，间距为1m，同样采用钢管将二者连接。将过滤筛3绑在过滤筛支架4上，过滤筛3呈一端高一端低倾斜设置，确保过滤筛的低一端至少20公分悬在泥浆筒外侧。
过滤筛3的作用是将泥浆中的碎石过滤出来，泥浆循环使用。为提高过滤效率，可在过滤筛上安装一振捣器14。振捣器14安装在过滤筛3中间。
出浆泵6设置：
采用一功率为15KW的泥浆泵作为出浆泵6，出浆泵6利用手拉葫芦悬挂在钻机把杆上，能调节高度。出浆泵的吸口连接出浆管7。
送浆泵9设置：
采用一功率为15KW的泥浆泵作为送浆泵9，采用3根钢管组成三脚架8，送浆泵9通过一手拉葫芦悬挂在三脚架8下。将手拉葫芦的固定端悬挂在三脚架支撑点上，手拉葫芦的移动端悬挂送浆泵9，送浆泵的吸口连接送浆管10。
为使送浆管10的出口位置保持稳定，可在送浆管的出口处连接一配重块15。
存浆池12设置：
在距离桩孔3米处，修建一存浆池，存浆池的作用是将桩孔内的泥浆临时存放，待下一桩孔施工时使用，以减少泥浆外运量，并保护环境。
通过上述过程，淸孔所需的设备准备工作完成，以下进行淸孔施工。
筛砂：如图1所示，拉动悬挂出浆泵6的手拉葫芦，将出浆泵悬置于桩孔内泥浆液面以下，将出浆管7的出口置于过滤筛3上；拉动三脚架8上悬挂送浆泵9的手拉葫芦，将送浆泵9悬置于泥浆筒2内，将送浆管10的管口伸入桩孔1底部。启动出浆泵6、送浆泵9和过滤筛3上的振捣器14，带有沉渣的泥浆被出浆泵吸出，通过出浆管运送至过滤筛上，在过滤筛的过滤下，泥浆中砂石滚落到泥浆筒外，被过滤的泥浆流入泥浆筒内；泥浆筒内的泥浆通过送浆泵送至桩孔底部，将孔底沉渣冲起并使其向上悬浮，又被出浆泵吸出送到过滤筛过滤，如此循环，直至振动筛上不再有砂子被过滤后，筛砂过程结束。
上述筛砂过程中，可每隔1-2小时，将送浆管提出钻头活动范围，启动钻机，使钻头上下扰动，将孔底部分过厚沉渣冲起，然后将钻头提起，再将送浆管口伸至孔底，如此反复进行出渣。
抽浆：如图2所示，将出浆泵6置于桩孔1底部，将出浆管7的出口置于存浆池12内；将送浆泵9置于江水13中，将送浆管10的管口置于桩孔内靠近泥浆液面附近。将出浆泵6和送浆泵9同时打开，出浆泵6将桩孔内泥浆抽出，泥浆储存在存浆池内，在进行另外桩孔施工时可循环使用，可节省造浆量和泥浆外运工作量；送浆泵9同时向桩孔内补水，使抽浆速度和补水速度一致，避免孔内水位降低导致塌孔，直至出浆管7管口流出的不是泥浆而是清水，此时桩孔内只有清水和少量细砂，抽浆过程完成。
冲洗：如图3所示，保持出浆泵6位于桩孔1底部，将出浆管7管口移至江水13处；保持送浆泵9悬置于江水13中，将送浆管10管口放至桩孔1底部。启动出浆泵6和送浆泵9，进行冲洗抽砂。为提高冲洗效率，可将出浆泵6与出浆管10管口绑在一起放入孔底，这样被冲起孔底沉渣能马上被出浆泵吸出，减少上浮沉淀过程。待出浆管管口出水中没有细沙和石子时，检测孔底沉淀厚度，达到要求标准后，冲洗过程结束。至此，淸孔工作完成。
此后可下放钢筋笼准备进行混凝土灌注。下方钢筋笼后，再次测量孔底沉淀厚度，如果沉淀厚度不超过1cm，且钢筋笼四周没有沉淀，可进行混凝土灌注；如果沉淀厚度超过1cm，或钢筋笼四周有沉淀，可采用上述冲洗方式再次冲洗。
上述实施例，采用本发明每孔清孔时间由原来的4天缩短为1天，孔底沉渣厚度由5cm，减少至5-10mm，孔内泥浆稠度由1.1减少至1.0，接近于清水。
Claims (5)
1.一种桩孔冲洗抽砂淸孔方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在桩孔附近设置一个储存泥浆的泥浆筒，在泥浆筒上方设置一个过滤筛，将所述过滤筛固定在一过滤筛支架上，并使过滤筛一端高一端低倾斜设置，且过滤筛低一端的边缘位于所述泥浆筒的边缘之外；
(2)在冲击钻的把杆上通过手拉葫芦悬挂一吸浆泵，将所述吸浆泵悬置于桩孔内，吸浆泵连接一出浆管；
(3)在所述泥浆筒一侧设置一三脚架，三脚架的支撑点上通过手拉葫芦悬挂一送浆泵；所述送浆泵连接一送浆管；
(4)筛砂：桩孔成孔后，将钻头放停距离孔底40-50公分的位置；将所述吸浆泵放入桩孔内泥浆液面以下，将出浆管的出口置于所述过滤筛上方；将所述送浆泵悬置于所述泥浆筒内，将送浆管的管口伸入桩孔底部；同时启动吸浆泵和送浆泵，带有沉渣的泥浆通过出浆管运送至过滤筛过滤，被过滤的泥浆流入泥浆筒，再通过送浆泵送至桩基底部，将孔底沉渣冲起并使其向上悬浮，再被吸浆泵吸出过滤，如此循环进行出渣，当发现过滤上不再有砂子被过滤后，出渣过程结束；
(5)抽浆：将吸浆泵放至桩孔底部，将出浆管的管口放置到一存浆池，将送浆泵置于江水中，将送浆管的管口置于桩孔口液面附近；同时启动吸浆泵和送浆泵，吸浆泵将桩孔内泥浆抽出，泥浆储存在存浆池内，送浆泵同时向桩孔内补水，使抽浆速度和补水速度一致，避免孔内水位降低导致塌孔，直至吸浆泵出浆管口流出的不是泥浆而是清水，此时桩孔内只有清水和少量细砂，停止抽浆；
(6)冲洗：保持吸浆泵位于桩孔底部，将出浆管的管口移至江水处；保持送浆泵位于江水内，将送浆管的管口放至桩孔底部；同时启动吸浆泵和送浆泵，进行冲洗抽砂，待吸浆泵的出浆管管口出水中没有细沙和石子时，检测孔底沉淀厚度，达到要求标准后，停止冲洗，淸孔过程结束。
2.根据权利要求1所述的桩孔冲洗抽砂淸孔方法，其特征在于：所述过滤筛支架包括两根长度为2m的钢管，和两根长度1.5m的钢管，其中2m长的钢管一根与泥浆筒竖向焊接，另一根直接插在泥浆筒底部的粘泥中，二者间距为0.7m，用一根水平钢管将其连接在一起；2根1.5m钢管安放在泥浆筒外侧，间距为1m，同样采用水平钢管将二者连接；将过滤筛绑在过滤筛支架上。
3.根据权利要求1所述的桩孔冲洗抽砂淸孔方法，其特征在于：在过滤筛中部设一振捣器。
4.根据权利要求1所述的桩孔冲洗抽砂淸孔方法，其特征在于：在所述送浆管的出口处连接一配重块。
5.根据权利要求1所述的桩孔冲洗抽砂淸孔方法，其特征在于：在步骤(4)所述的筛砂过程中，每隔1-2小时，将送浆管提出钻锤活动范围，启动钻机，使钻锤上下扰动，将孔底部分过厚沉渣冲起，然后将钻头提起，再将送浆管口伸至孔底，如此反复进行出渣。
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