CN108193685A - 一种桩基清孔装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种桩基清孔装置及方法，它包括出渣横管，所述出渣横管的尾端连接有转换弯管，所述转换弯管的尾端连接有普通导管，所述普通导管的尾端连接有带孔导管，所述带孔导管的末端通过上盖板和下盖板焊接固定有气水混合器，所述气水混合器的内部底端设置有空气透板，射水管道穿过上盖板、空气透板和下盖板；高压气管穿过上盖板和空气透板与气水混合器的下腔室相连通。此装置用于桥梁基础施工过程中桩基的清孔，进而保证施工质量，保证后续的成桩质量。
Description
技术领域
本发明属于桥梁施工技术领域，特别涉及一种桩基清孔装置及方法。
背景技术
桩基清孔是桥梁基础施工中非常重要环节，在钢筋笼安装到位后，如果孔底沉渣达不到要求，还要进行二次清孔。传统的清孔方法主要有两种：第一种，采用正循环直接从护筒孔口抽浆，该方法的缺点是桩底沉渣不容易清干净，影响成桩质量。第二种，采用反循环清孔，直接从导管插入一根风管到导管底部，该方法出渣，由于风管在导管内面，出渣管与导管之间接头直径不一样，直接影响出渣效果，也会影响成桩质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种桩基清孔装置及方法，此装置用于桥梁基础施工过程中桩基的清孔，进而保证施工质量，保证后续的成桩质量。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种桩基清孔装置，它包括出渣横管，所述出渣横管的尾端连接有转换弯管，所述转换弯管的尾端连接有普通导管，所述普通导管的尾端连接有带孔导管，所述带孔导管的末端通过上盖板和下盖板焊接固定有气水混合器，所述气水混合器的内部底端设置有空气透板，射水管道穿过上盖板、空气透板和下盖板；高压气管穿过上盖板和空气透板与气水混合器的下腔室相连通。
所述出渣横管和转换弯管之间通过连接法兰相连，所述转换弯管和普通导管之间通过连接法兰相连，所述普通导管和带孔导管之间通过连接法兰相连。
所述射水管道包括一根主导管，所述主导管的末端连接有两根副导管，两根副导管对称设置在气水混合器内部。
所述空气透板上加工有均布的通气孔，所述空气透板将气水混合器分割成上、下两个腔室；所述高压气管穿过上盖板将高压空气压入下腔室，下腔室的空气经过空气透板进入上腔室，并形成负压。
所述带孔导管的外壁上均布加工有斜孔，所述斜孔的朝向向上，并与带孔导管的中心线呈20°-50°夹角。
所述气水混合器包裹住带孔导管底部所有的斜孔。
所述射水管道与高压水源相连接。
所述高压气管与高压气源相连接。
所述射水管道的端头设置有缩径。
采用任意一种桩基清孔装置的清孔方法，以灌注砼普通导管作为吸泥管，高压气管将压缩空气送至气水混合器下腔室，下腔室高压气体通过空气透板进入带孔导管，在带孔导管中压缩气体膨胀形成大量小气泡，和带孔导管内泥浆液混合，形成一种密度小于泥浆的液气混合物，并在带孔导管内外产生的压差和压气动量的联合作用下，带孔导管外泥浆通过带孔导管底部被吸人管内并不断上升，带动带孔导管内的沉碴一起向上流动，形成三相液流从导管的转换弯头，喷流到出渣横管再到泥浆沉淀池，通过泥浆泵和自流方式及时补充泥浆，保持孔内液面的稳定，形成液流循环，循环液流在管中上升速度很快，形成底部的巨大吸力，将孔底沉碴泛起。
本发明有如下有益效果：
1、通过采用上述的清孔装置，工作过程中，带孔导管与两根射水管道穿过由气水混合器组成的腔室，气水混合器由上、下盖板密封，中间有一道空气透板将气水混合器分离为上下腔室，高压气管穿过上盖板将高压空气压入下腔室，下腔室的空气经过空气透板进入上腔室，上腔室的空气通过导管壁的斜孔进入导管形成负压带动泥浆出碴，射水管端头缩径增加射水压力，对桩底沉碴进行扰动，进而在压差和压气动量的联合作用下，管外泥浆通过导管底部被吸人管内并不断上升，带动孔内的沉碴一起向上流动，形成三相液流从导管的转换弯头9，喷流到出渣横管再到泥浆沉淀池。
2、带孔导管在工作时，内径是全通畅的，内径可以通过的截面积是不变的，带孔导管上空气斜孔向上有利于负压形成，气水混合器压缩空气通过两个腔室变得整体均匀的压力也有利于液气混合物的形成，射水管道可以搅动底部沉碴，提高出碴功效。
3、通过所述射水管道的缩径能够有效的增加射水压力，对桩底沉碴进行扰动，将而将底部的沉碴扰起。
4、通过所述斜孔的朝向向上，并与带孔导管的中心线呈20°-50°夹角。通过所述的斜孔方便在带孔导管内部形成负压。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的带孔导管底部局部放大结构图。
图3为本发明的上盖板俯视图。
图4为本发明的高压气管在带孔导管内部布置结构图。
图5为本发明的连接法兰结构示意图。
图6为本发明的带孔导管局部放大结构示意图。
图7为本发明的带孔导管展开结构图。
图8为本发明的空气透板结构图。
图中：带孔导管1、射水管道2、高压气管3、气水混合器4、上盖板5、空气透板6、下盖板7、连接法兰8、转换弯管9、出渣横管10、普通导管11、斜孔12、通气孔13。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
参见图1-8，一种桩基清孔装置，它包括出渣横管10，所述出渣横管10的尾端连接有转换弯管9，所述转换弯管9的尾端连接有普通导管11，所述普通导管11的尾端连接有带孔导管1，所述带孔导管1的末端通过上盖板5和下盖板7焊接固定有气水混合器4，所述气水混合器4的内部底端设置有空气透板6，射水管道2穿过上盖板5、空气透板6和下盖板7；高压气管3穿过上盖板5和空气透板6与气水混合器4的下腔室相连通。通过采用上述的清孔装置，工作过程中，带孔导管1与两根射水管道2穿过由气水混合器4组成的腔室，气水混合器4由上、下盖板密封，中间有一道空气透板6将气水混合器4分离为上下腔室，高压气管穿过上盖板将高压空气压入下腔室，下腔室的空气经过空气透板进入上腔室，上腔室的空气通过导管壁的斜孔进入导管形成负压带动泥浆出碴，射水管端头缩径增加射水压力，对桩底沉碴进行扰动，进而在压差和压气动量的联合作用下，管外泥浆通过导管底部被吸人管内并不断上升，带动孔内的沉碴一起向上流动，形成三相液流从导管的转换弯头9，喷流到出渣横管再到泥浆沉淀池。
进一步的，所述出渣横管10和转换弯管9之间通过连接法兰8相连，所述转换弯管9和普通导管11之间通过连接法兰8相连，所述普通导管11和带孔导管1之间通过连接法兰8相连。通过连接法兰8保证了连接效率。
进一步的，所述射水管道2包括一根主导管，所述主导管的末端连接有两根副导管，两根副导管对称设置在气水混合器4内部。通过所述的射水管道2能够对桩底沉碴进行扰动。
进一步的，所述空气透板6上加工有均布的通气孔13，所述空气透板6将气水混合器4分割成上、下两个腔室；所述高压气管3穿过上盖板5将高压空气压入下腔室，下腔室的空气经过空气透板6进入上腔室，并形成负压。
进一步的，所述带孔导管1的外壁上均布加工有斜孔12，所述斜孔12的朝向向上，并与带孔导管1的中心线呈20°-50°夹角。通过所述的斜孔12方便在带孔导管1内部形成负压。
进一步的，所述斜孔12采用与中心线呈45°夹角。
进一步的，所述气水混合器4包裹住带孔导管1底部所有的斜孔12。通过所述的斜孔12能够将气水混合器4内部的高压气体送入到带孔导管1的内部，进而通过斜孔12进入带孔导管1形成负压带动泥浆出碴。
进一步的，所述射水管道2与高压水源相连接。通过所述的高压水源能够提供高压水，进而将孔底的沉碴进行扰动。
进一步的，所述高压气管3与高压气源相连接。通过高压气源能够给气水混合器4提供高压气体，进而通过高压气体在带孔导管1内部形成负压，进而通过吸力的作用将孔内部的泥浆和沉碴吸起进而排出到出渣横管10。
进一步的，所述射水管道2的端头设置有缩径。通过所述的缩径能够有效的增加射水压力，对桩底沉碴进行扰动，将而将底部的沉碴扰起。
采用任意一种桩基清孔装置的清孔方法，以灌注砼普通导管11作为吸泥管，高压气管3将压缩空气送至气水混合器4下腔室，下腔室高压气体通过空气透板6进入带孔导管1，在带孔导管1中压缩气体膨胀形成大量小气泡，和带孔导管1内泥浆液混合，形成一种密度小于泥浆的液气混合物，并在带孔导管1内外产生的压差和压气动量的联合作用下，带孔导管1外泥浆通过带孔导管1底部被吸人管内并不断上升，带动带孔导管1内的沉碴一起向上流动，形成三相液流从导管的转换弯头9，喷流到出渣横管10再到泥浆沉淀池，通过泥浆泵和自流方式及时补充泥浆，保持孔内液面的稳定，形成液流循环，循环液流在管中上升速度很快，形成底部的巨大吸力，将孔底沉碴泛起。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种桩基清孔装置，其特征在于：它包括出渣横管（10），所述出渣横管（10）的尾端连接有转换弯管（9），所述转换弯管（9）的尾端连接有普通导管（11），所述普通导管（11）的尾端连接有带孔导管（1），所述带孔导管（1）的末端通过上盖板（5）和下盖板（7）焊接固定有气水混合器（4），所述气水混合器（4）的内部底端设置有空气透板（6），射水管道（2）穿过上盖板（5）、空气透板（6）和下盖板（7）；高压气管（3）穿过上盖板（5）和空气透板（6）与气水混合器（4）的下腔室相连通。
2.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述出渣横管（10）和转换弯管（9）之间通过连接法兰（8）相连，所述转换弯管（9）和普通导管（11）之间通过连接法兰（8）相连，所述普通导管（11）和带孔导管（1）之间通过连接法兰（8）相连。
3.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述射水管道（2）包括一根主导管，所述主导管的末端连接有两根副导管，两根副导管对称设置在气水混合器（4）内部。
4.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述空气透板（6）上加工有均布的通气孔（13），所述空气透板（6）将气水混合器（4）分割成上、下两个腔室；所述高压气管（3）穿过上盖板（5）将高压空气压入下腔室，下腔室的空气经过空气透板（6）进入上腔室，并形成负压。
5.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述带孔导管（1）的外壁上均布加工有斜孔（12），所述斜孔（12）的朝向向上，并与带孔导管（1）的中心线呈20°-50°夹角。
6.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述气水混合器（4）包裹住带孔导管（1）底部所有的斜孔（12）。
7.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述射水管道（2）与高压水源相连接。
8.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述高压气管（3）与高压气源相连接。
9.根据权利要求1所述一种桩基清孔装置，其特征在于：所述射水管道（2）的端头设置有缩径。
10.采用权利要求1-9任意一种桩基清孔装置的清孔方法，其特征在于：以灌注砼普通导管（11）作为吸泥管，高压气管（3）将压缩空气送至气水混合器（4）下腔室，下腔室高压气体通过空气透板（6）进入带孔导管（1），在带孔导管（1）中压缩气体膨胀形成大量小气泡，和带孔导管（1）内泥浆液混合，形成一种密度小于泥浆的液气混合物，并在带孔导管（1）内外产生的压差和压气动量的联合作用下，带孔导管（1）外泥浆通过带孔导管（1）底部被吸人管内并不断上升，带动带孔导管（1）内的沉碴一起向上流动，形成三相液流从导管的转换弯头（9），喷流到出渣横管（10）再到泥浆沉淀池，通过泥浆泵和自流方式及时补充泥浆，保持孔内液面的稳定，形成液流循环，循环液流在管中上升速度很快，形成底部的巨大吸力，将孔底沉碴泛起。
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