CN108086322B - 去泥皮装置以及使用该装置提高灌注桩承载力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种去泥皮装置以及使用该装置提高灌注桩承载力的方法，包括内管体和设置在所述内管体外部的外环管体，所述外环管体上具有一封闭的空腔，所述空腔通过水管与高压水泵连接，所述外环管体的外壁上沿周向设置有多个喷嘴，所述多个喷嘴与所述空腔连通；本发明的方法包括在向桩基内灌注混凝土的过程中用去泥皮装置将桩基孔壁上的泥皮冲洗掉，冲洗下来的泥皮随着上升的砼面升至桩基孔顶部被排出。本发明大大提高了整个摩擦桩与土体之间的摩阻力，减少或者消除了日后桩基的沉降，且桩基与桩基周围土体很好地固化结合形成为结构牢固的整体，这就使得桩基的承载力得到了大大的提升，降低了桩基的横向变形和纵向变形。

Description

去泥皮装置以及使用该装置提高灌注桩承载力的方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，更为具体地，涉及一种钻孔灌注桩孔壁的去泥皮装置以及使用该装置提高灌注桩承载力的方法。

背景技术

灌注桩是房屋、桥梁、水利水坝等建筑普遍采用的桩基础结构。现有的钻孔灌注桩的施工方法为：首先，测量定位，埋设钢护筒，接着在钢护筒内对中钻头，开动钻机向下掘进成孔井，桩孔形成后，第一次清孔；然后在桩孔内放入钢筋笼，钢筋笼完成后，第二次清孔；之后在钢筋笼内放置导管，安装砼漏斗，再灌注首批砼，然后通过测绳控制砼灌注高度，拆除导管直至砼灌注至设计要求的高程；桩头浮浆层厚度通常控制在0.5-1m，拔出护筒，施工完成。

上述钻孔灌注桩的施工方法主要存在以下几个缺点：第一，钻孔桩成孔过程中，要进行泥浆护壁。如果不进行泥浆护壁，那么钻孔周围的土体就会塌孔掉入桩孔内，因此必须采用泥浆护壁以在桩孔壁上形成泥皮。泥皮在桩基砼灌注过程中始终存在，隔离了砼与桩周围土体的固结，影响了桩基的承载力，降低桩基的使用寿命；第二，钢筋笼在安装过程中有可能擦上孔壁，钢筋笼上粘有泥土，降低了桩的质量；第三，摩擦桩有可能因承载力不足而必须采用后压浆措施。后压浆工艺不但成本高，掺有外加剂水泥浆的使用量较大，而且其提高摩擦桩的承载力的效果不大，还会造成原料的浪费。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种去泥皮装置，以解决现有技术钻孔灌注桩因泥皮的存在而影响灌注桩承载力的问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现的：

一种去泥皮装置，包括内管体和设置在所述内管体外部的外环管体，所述外环管体上具有一封闭的空腔，所述空腔通过水管与高压水泵连接，所述外环管体的外壁上沿周向设置有多个喷嘴，所述多个喷嘴与所述空腔连通。

优选的是，所述外环管体与所述内管体通过多组加强筋组连接，每组所述加强筋组包括两根对称设置的加强筋。

优选的是，所述多个喷嘴等间距设置在所述外环管体上且所述喷嘴为口径由内至外逐渐增大的喇叭状喷嘴。

优选的是，所述外环管体的外侧面上对称地设置有多组吊环组，每组所述吊环组包括两个对称设置的吊环。

优选的是，所述空腔内设置有多根水管，所述多根水管沿所述空腔的周向等间距设置。

本发明的另一个目的是提供一种用上述去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，包括如下步骤：

S1；测量放样定桩位，在桩位处埋设护筒，在所述护筒内钻桩基孔，在钻桩基孔过程中采用泥浆护壁；

S2：清孔，然后安装钢筋笼和导管，在所述导管上套设所述去泥皮装置的内管体，所述去泥皮装置高于所述导管底端的高度；

S3：向所述导管内灌注首批混凝土，首批混凝土从所述导管进入到所述桩基孔内，桩基孔内的砼面上升至将所述导管底部埋设在其中；

S4：继续向桩基孔内灌注混凝土，与此同时开启所述高压水泵，高压水从所述水管进入到所述空腔中，再通过所述多个喷嘴喷射到所述桩基孔的孔壁上冲洗泥皮，所述去泥皮装置边冲洗边随着桩基孔内的砼面上升而上升；

S5：连续向所述导管中灌注混凝土以使得所述桩基孔内的砼面不断上升，所述桩基孔中被冲洗下来的泥皮与泥浆一起成为桩头浮浆层被不断上升的砼面逐渐挤压上升，当砼面升至设计要求的高程处时，停止灌注混凝土，同时关闭高压水泵，拆除所述护筒和所述去泥皮装置，施工结束。

优选的是，所述去泥皮装置用起吊装置吊装以使得所述去泥皮装置在所述桩基孔内上升或下降。

优选的是，所述桩基孔内的砼面将所述导管的底部埋设0.8-1.0m深后，再开启所述高压水泵。

优选的是，所述去泥皮装置上升的速度与所述桩基孔内的砼面上升速度一致。

优选的是，所述去泥皮装置的外环管体的外壁与所述钢筋笼的加劲圈钢筋之间的距离不超过30cm，且从所述高压水泵进入到所述水管内的水的压强不小于0.8MPa。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明在施工过程中去泥皮装置将桩基孔壁上的泥皮冲洗掉，冲洗下来的泥皮随着上升的砼面升至桩基孔顶部被排出，这就使得桩基的外周与桩基孔壁上土体很好地固化结合，大大提高了整个摩擦桩与土体之间的摩阻力，减少或者消除了日后桩基的沉降，提高了桩基础结构物结构的耐久性；本发明制得的桩基与桩基周围土体很好地固化结合形成为结构牢固的整体，这就使得桩基的承载力得到了大大的提升，降低了桩基的横向变形和纵向变形，极大地提高了桩基的使用寿命，且桩基的直径越大用本发明的方法制备的桩基的承载力提高越大，这些都是后压浆工艺无法做到的。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为本发明去泥皮装置的结构示意图；

图2为本发明提高灌注桩承载力的方法的流程图；

图3为本发明实施例提高灌注桩承载力的施工结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

见图1，本发明提供一种去泥皮装置，包括内管体101和设置在内管体101外部的外环管体102。外环管体102包括内环管道和设置在内环管道外的外环管道，内环管道的两端分别与外环管道的两端封闭连接以在内环管道和内环管道之间形成一封闭的空腔103。内管体101与外环管体102通过多组加强筋组连接，每组加强筋组包括两根对称设置的加强筋104，在本实施例中，该加强筋104可由钢筋制成，即将钢筋的一端与外环管体102的内环管道的内壁焊接在一起，钢筋的另一端与内管体101上相应的外壁焊接在一起。空腔103内设置有耐高压水管105，耐高压水管105从空腔103顶部伸入至空腔103中，耐高压水管105与高压水泵连接。在实际使用中，可以根据桩基直径大小，设置多根耐高压水管105，多根耐高压水管105沿空腔103的周向等间距设置。外环管体102的外管壁上沿周向设置有多个喷嘴106，多个喷嘴106在外管体101上等间距设置，多个喷嘴106与空腔103连通。为了使得每个喷嘴106喷出的水柱辐射的面积更大，喷嘴106设置为口径由内至外逐渐增大的喇叭状喷嘴。外管体102的顶面上还设置有多组吊环组，每组吊环组包括两个对称设置的吊环107。多组吊环组均通过钢丝绳与起吊装置连接以方便起吊装置在将去泥皮装置吊起上升或下降时保持去泥皮装置的始终与水平方向保持平行。

见图2，本发明还提供一种用上述去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，包括如下步骤：

S1；测量放样定桩位，在桩位处埋设护筒，在护筒内钻桩基孔，在钻桩基孔过程中采用泥浆护壁；

S2：清孔，然后安装钢筋笼和导管，在导管上套设去泥皮装置的内管体，去泥皮装置高于导管底端的高度；

S3：向导管内灌注首批混凝土，首批混凝土从导管进入到桩基孔内，桩基孔内的砼面上升至将导管底部埋设在其中；

S4：继续向桩基孔内灌注混凝土，与此同时开启所述高压水泵，高压水从水管进入到空腔中，再通过所述多个喷嘴喷射到桩基孔的孔壁上冲洗泥皮，去泥皮装置边冲洗边随着桩基孔内的砼面上升而上升；

S5：连续向导管中灌注混凝土以使得桩基孔内的砼面不断上升，桩基孔中被冲洗下来的泥皮与泥浆一起成为桩头浮浆层被不断上升的砼面逐渐顶推上升，当砼面升至设计要求的高程处时，停止灌注混凝土，同时关闭高压水泵，拆除护筒和去泥皮装置，施工结束。

下面结合某市政工程的直径为2.8m，深度为40m的大直径摩擦桩为例对本发明的方法进行说明，本发明的方法具体为：

如图3所示，首先测量放样确定该灌注桩的中心位置，然后埋设钢护筒1，钢护筒1的埋设要求为钢护筒1的轴线与灌注桩的轴线重合，钢护筒1一般埋入土体内3-5m深，其埋设深度也可以与灌注桩的深度一致，钢护筒1顶部一般高于地面30-50cm，在本实施例中，钢护筒1埋入土体内的深度为4m，其顶部高于地面30cm。之后用旋挖钻机在钢护筒1内钻挖成桩基孔2，在钻孔过程中，采用粘土泥浆护壁，在本实施例护壁的泥皮为粘性土层，泥浆比重为1.15，稠度为18s。

桩基孔2完成后，进行第一次清孔。清孔后在桩基孔2内安装钢筋笼3，再安装导管4，导管4的底端距离孔底一般为30-50cm，在本实施例中，导管4的底端距离孔底40cm。导管4安装好后，将去泥皮装置10上的两个吊环107分别与一根钢丝绳5连接，每根钢丝绳5再分别与卷扬机6上的铁扁担7的一端连接，调整两根钢丝绳5使得铁扁担7和去泥皮装置10与水平方向始终保持平行。启动卷扬机6将去泥皮装置10的内管体101套设在导管4上，去泥皮装置10顺着导管4放入到桩基孔2中，卷扬机6将去泥皮装置10下放至其离导管4的底端为0.8-1.0m处，在本实施例中，将去泥皮装置10下放至其离导管4的底端为1m处。为了使得去泥皮装置10喷出的水柱冲洗效果更好，外环管体102的外壁接近钢筋笼3的加劲圈钢筋，两者之间的距离不超过30cm。在导管4的顶端安装漏斗8，将泵车9中的混凝土从漏斗8向导管4中灌注，首批混凝土顺着导管4进入到桩基孔2的孔底，当用测绳测得桩基孔2内的混凝土将导管4底端埋设0.8-1.0m深时，启动真空泵11，在本实施例中，则是将导管4底端埋设1m深时，启动真空泵11。真空泵11通过耐高压水管105将高压水泵入至去泥皮装置10的空腔103中，空腔103中的水再从外环管体102上的多个喷嘴106喷出喇叭状水柱冲洗桩基孔2孔壁上的泥皮。从真空泵11进入到耐高压水管105中的水的压力不小于0.8MPa，具体的根据实际情况而定，在本实施例中，水的压力为1MPa。

去泥皮装置10边冲洗孔壁边被卷扬机6向上提起缓慢上升，去泥皮装置10上升的速度与桩基孔内的砼面上升的速度一致。经去泥皮装置10冲洗下来的泥皮和泥浆一起成为桩头浮浆层12被不断上升的砼面13顶推上升。连续向导管4中灌注混凝土直至砼面13上升至设计的高程处时，停止灌注混凝土，随即关闭真空泵11，停止喷水，拆除漏斗8和顶部的导管4。启动卷扬机6，将去泥皮装置10提升至桩基孔2外，拔去钢护筒1，施工结束，清洗去泥皮装置10和顶部的导管4。养护28天后，经超声波检测该桩位A类桩，对该桩进行高应变和摩擦测试，结果显示该桩的承载能力比同类桩高于20％。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的去泥皮装置以及使用该装置提高灌注桩承载力的方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的去泥皮装置以及使用该装置提高灌注桩承载力的方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述去泥皮装置包括内管体和设置在所述内管体外部的外环管体，所述外管环体与所述内管体通过加强筋组链接，所述外环管体上具有一封闭的空腔，所述空腔通过水管与高压水泵连接，所述外环管体的外壁上沿周向设置有多个喷嘴，所述多个喷嘴与所述空腔连通；包括如下步骤：

S1；测量放样定桩位，在桩位处埋设护筒，在所述护筒内钻桩基孔，在钻桩基孔过程中采用泥浆护壁；

S2：清孔，然后安装钢筋笼和导管，在所述导管上套设所述去泥皮装置的内管体，所述去泥皮装置高于所述导管底端的高度；

S3：向所述导管内灌注首批混凝土，首批混凝土从所述导管进入到所述桩基孔内，桩基孔内的砼面上升至将所述导管底部埋设在其中；

S4：继续向桩基孔内灌注混凝土，与此同时开启所述高压水泵，高压水从所述水管进入到所述空腔中，再通过所述多个喷嘴喷射到所述桩基孔的孔壁上冲洗泥皮，所述去泥皮装置边冲洗边随着桩基孔内的砼面上升而上升；

S5：连续向所述导管中灌注混凝土以使得所述桩基孔内的砼面不断上升，所述桩基孔中被冲洗下来的泥皮与泥浆一起成为桩头浮浆层被不断上升的砼面逐渐顶推上升，当砼面升至设计要求的高程处时，停止灌注混凝土，同时关闭高压水泵，拆除所述护筒和所述去泥皮装置，施工结束。

2.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述外环管体与所述内管体通过多组加强筋组连接，每组所述加强筋组包括两根对称设置的加强筋。

3.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述多个喷嘴等间距设置在所述外环管体上且所述喷嘴为口径由内至外逐渐增大的喇叭状喷嘴。

4.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述外环管体的外侧面上对称地设置有多组吊环组，每组所述吊环组包括两个对称设置的吊环。

5.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述空腔内设置有多根水管，所述多根水管沿所述空腔的周向等间距设置。

6.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述去泥皮装置用起吊装置吊装以使得所述去泥皮装置在所述桩基孔内上升或下降。

7.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述桩基孔内的砼面将所述导管的底部埋设0.8-1.0m深后，再开启所述高压水泵。

8.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述去泥皮装置上升的速度与所述桩基孔内的砼面上升速度一致。

9.如权利要求1所述的利用去泥皮装置提高灌注桩承载力的方法，其特征在于，所述去泥皮装置的外环管体的外壁与所述钢筋笼的加劲圈钢筋之间的距离不超过30cm，且从所述高压水泵进入到所述水管内的水的压强不小于0.8MPa。