CN111749239A - 一种人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置及人工挖孔桩孔施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桩基孔挖设技术领域，尤其是一种人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置及人工挖孔桩孔施工方法，经过结合人工挖孔桩待挖孔桩基地位点的选择和安装，并结合立柱、防护棚、卷扬机、盛土器、伸缩护壁、防护端板、井底以及集水坑、排水管、爬梯、送风管、护壁前端等部件以及部件之间的连接关系的设置，能够有效避免人工挖孔桩施工过程中雨水以及坠入物坠入到人工挖孔桩孔内，保证了施工人员的安全；同时装置结构简单，护壁效果较优，使得经过护壁前端与伸缩护壁之间的固定连接，伸缩护壁的可伸缩护壁操作，使得经过伸缩护壁防护已经挖设完成的井壁，改善了传统采用混凝土浇筑过程的难度较大，浇筑防护周期较长等缺陷，提高防护安全性。

Description

一种人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置及人工挖孔桩 孔施工方法

技术领域

本发明涉及桩基孔挖设技术领域，尤其是一种人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置及人工挖孔桩孔施工方法。

背景技术

在桩基人工挖孔桩施工过程中，为了防止孔壁坍塌，通常每向下挖一定深度，需要在桩孔内壁上浇筑一层混凝土，但是挖孔过程中经常会遇到流沙层，而流沙层比较松散，而且渗水，常规的护壁无法进行浇筑，即使浇筑了也容易造成坍塌，导致无法进行正常挖孔施工，还容易引起安全事故。目前，对于上述缺陷，采用的是高压灌浆或者植筋的方法进行加固。高压灌浆是在桩孔四周从地面上钻孔穿过流沙层，然后从钻孔中下钢管进行注浆，使得桩孔周围的流沙层凝固成整体，高压灌浆法存在局限性，灌浆程度难以量化，使得灌浆效果不理想；采用植入筋的方式，由于钢筋的刚度不够，容易弯曲，护壁效果也不理想。

鉴于此，现有技术中有研究者对人工挖孔桩流沙层钢管护壁加固施工方法进行了研究，例如专利申请号为201811359516.X中所公开的：浇注人工挖孔桩地面层混凝土井圈、浇筑若干层钢筋混凝土护壁、锤入第一层钢管、锤入第二层钢管、重复钢管插入与护壁浇注方法，直到通过流沙层等步骤，使得操作简单，保证质量，钢管排列准确、能够有效进行预防、封堵。再例如专利申请号为201510430375.6中所公开的：第一，在地表层或地基上挖孔，在孔口施工直形砼护壁至软弱土层；第二，使用一定直径的钢管探测软弱土层的深度；第三，定制钢护筒并编号；所述钢护筒的长度值为软弱土层的深度值与一深度附加值的和，所述钢护筒的外径值为人工挖孔桩的外径值与一外径附加值的和，所述钢护筒的内径值等于人工挖孔桩的外径值；第四，所述钢护筒的内侧壁上焊接加劲箍，所述钢护筒的上端开口处沿圆周向等距焊接四个吊环；第五，将钢护筒吊装定位在直形砼护壁内；第六，将钢护筒下压入软弱土层，直到钢护筒的底端的深度值大于软弱土层最底层的深度值，所述钢护筒底端的深度值与软弱土层最底层的深度值之差值为深度附加值；第七，人工清理软弱土层；第八，按常规方法继续向下挖孔并施工护壁；第九，在开挖的孔内安装钢筋笼；第十，向开挖的孔内浇砼。简单易行，不需要特殊机械，对工期及工程造价基本无影响，保证地层中夹杂软弱土层的人工挖孔桩基础顺利进行，保证桩基工程的施工安全和质量。再例如：专利号为201520002410.X公开了人工挖孔桩孔口安全防护装置，由孔口安全防护网与孔口防坠落混凝土圈、护壁与提升装置组成的；其中，孔口安全防护网由孔口安全防护网立柱与孔口安全防护网布组成的。本实用新型的有益效果是可以避免人工挖孔桩施工过程中雨水及坠物坠落到人工挖孔桩孔内，伤及人工挖孔桩孔内施工作业人员，可确保人工挖孔桩孔内施工作业安全。

可见，对于人工挖孔桩方面已经得到了广泛的研究。可是，现有技术中关于人工挖孔桩护壁技术中采用的护壁装置结构复杂，操作不便，使得在护壁浇筑混凝土层时的难度较大，同时护壁设置结构不合理，导致会影响人工挖孔桩孔内操作，影响工作效率；而且，对于在人工挖孔桩挖孔过程中，难免会有地下水渗透到已经挖成的人工挖孔桩内，因此需要不断对已经成型的人工挖孔桩内进行抽水处理，使得停工抽水，造成工期较长。

基于此，本研究者结合人工挖孔桩孔护壁装置的研究与使用和人工挖孔桩操作过程进行研究，为人工挖孔桩孔护壁装置的安装以及人工挖孔桩挖孔过程提供一种新思路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置及人工挖孔桩孔施工方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

本发明创造的目的之一在于提供人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，包括待挖孔桩的基地，基地挖设孔桩位点；设置在基地上表面，并且设置在挖设孔桩位点边缘的立柱，设置在立柱顶部的防护棚；设置在挖设孔桩位点边缘的护壁前端；固定设置在护壁前端，向待挖孔桩内延伸的伸缩护壁，设置在伸缩护壁端头上的防护端板；设置在立柱上的卷扬机，卷扬机上设置有盛土器，盛土器能够进入待挖孔桩内；沿着待挖设孔桩位点壁设置有爬梯；在待挖设孔桩位点的底部设置有井底，在井底上设置有集水坑；设置有排水管，排水管一端延伸到集水坑内，排水管另外一端与抽水机连通；设置有送风管，送风管一端位于井底上端，送风管另外一端在待挖设孔桩位点外与鼓风机连通；伸缩护壁能够延伸和缩短，实现对挖设孔桩井壁进行防护；所述的护壁前端上设置有定滑轮，绕过定滑轮设置有导线；所述的导线一端连接有照明灯具，能够对挖设孔桩井内提供照明。

为了避免影响挖孔过程的操作，提高挖孔效率，优选，所述的集水坑至井底的高度为h，并且h至少为1m，集水坑直径尺寸占井底直径的十分之一。

为了避免照明灯具的布置，影响人工挖孔操作，优选，所述的防护端板上设置有通孔，通孔内设置有夹持，导线能够穿过通孔，并被夹持夹持固定在通孔端，实现随着防护端板向挖孔桩井内不断延长。

为了避免抽水排水过程，污泥堵塞管道，造成排水不畅，影响人工挖孔操作，优选，所述的排水管位于集水坑端内设置有防护罩，能够避免集水坑内的污泥进入到排水管。

为了能够将外界空气送入到孔井底之后，得到快速的分散均匀，保证井底空气通畅，保证井底瓦斯等气体快速向井口移动排出，提高安全性，优选，所述的送风管位于井底上端的端部上设置有旋转部，旋转部上设置有若干散风孔，所述的散风孔能够在送风管内送风过程，促使旋转部旋转起来，达到送风分散，提高井底通气性。

为了能够保证灌浆浇筑过程，形成良好的护壁结构，提高稳定性，优选，所述的护壁前端与伸缩护壁连接位置上设置有灌浆孔；所述的伸缩护壁位于挖孔桩井壁一侧设置有滑块，滑块能够使得伸缩护壁与挖孔桩井壁之间形成缝隙；所述的灌浆孔灌入的浆液能够沿着缝隙进入到井壁上；所述的防护端板能够抵紧挖孔桩井壁，密封缝隙底部。

本发明创造的目的之二在于提供上述的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置安装方法，包括以下步骤：

(1)在基地上选择待挖设孔桩位点，预先按照直径尺寸挖设至少20cm深，形成桩井；再将护壁前端沿着桩井边缘安装，并在护壁前端上安装伸缩护壁和防护端板；再将立柱设置在桩井边缘，立柱顶端设置有防护棚，并在立柱上设置卷扬机，卷扬机上设置盛土器进入到桩井内；

(2)在桩井的井底上开设集水坑，再将排水管伸入安放至集水坑中，同时将送风管伸入到井底上端；再在防护端板上开设通孔，通孔内设置夹持部件，在护壁前端上设置定滑轮，采用导线绕过定滑轮，使得导线穿过通孔，并被夹持固定在通孔内，在穿过通孔另外一端设置照明灯具；

(3)在桩井井壁上设置爬梯，即可完成防护装置的安装。

安装方法简单，操作方便。

本发明创造的目的之三在于提供一种人工挖孔桩孔施工方法，包括以下步骤：

(1)在基地上选择好待挖设孔桩位点，并按照孔桩施工尺寸要求，预先挖设桩井至20cm深；

(2)将上述的装置按照上述安装方法安装在预先挖设好的桩井上；

(3)再在预先挖设桩井内向下不断挖设，并采用盛土器将挖设过程中的泥土运送到井外，并在挖设过程中，每下挖设1m，将伸缩护壁向井内延伸1m，使得挖设井壁不会在挖设过程中坍塌，持续挖设至桩井满足设计要求。

施工方法简单，操作方便。

优选，所述的伸缩护壁向井内延伸时，还在伸缩护壁与桩井井壁之间浇注混凝土层。采用安装护壁结构的方法与浇筑混凝土方法相结合，保证了井壁结构的稳定性。

为了改善稳定性，增强护壁结构的强度，避免井壁坍塌，优选，所述的混凝土层厚度为5-10cm。

与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：

本发明创造中的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，经过结合人工挖孔桩待挖孔桩基地位点的选择和安装，并结合立柱、防护棚、卷扬机、盛土器、伸缩护壁、防护端板、井底以及集水坑、排水管、爬梯、送风管、护壁前端等部件以及部件之间的连接关系的设置，能够有效避免人工挖孔桩施工过程中雨水以及坠入物坠入到人工挖孔桩孔内，保证了施工人员的安全；同时装置结构简单，护壁效果较优，使得经过护壁前端与伸缩护壁之间的固定连接，伸缩护壁的可伸缩护壁操作，使得经过伸缩护壁防护已经挖设完成的井壁，改善了传统采用混凝土浇筑过程的难度较大，浇筑防护周期较长等缺陷，提高了防护安全性。

本发明创造经过将防护端板上开设通孔以及夹持，将照明灯具经过导线以及护壁前端上的定滑轮绕过设置，使得导线穿过防护端板上的通孔设置，使得布局合理，避免了在挖孔过程中影响井底的操作；结合井底上的集水坑挖设，使得挖设过程中地下水渗入到集水坑中，经过排水管将集水坑中的水排出到井外，并且结合集水坑结构的设置，保证人工挖孔桩孔的挖设时，其泥土干燥性，避免泥土受到渗水影响而垮塌，提高了施工安全性。尤其是经过集水坑尺寸的限制，避免了集水坑尺寸过大而影响人工挖孔桩孔的挖设工作，降低了挖孔桩挖设的难度。

经过送风管位于井底上端的端部上设置有旋转部，旋转部上设置有若干散风孔，所述的散风孔能够在送风管内送风过程，促使旋转部旋转起来，达到送风分散，提高井底通气性；而且还能够保证井内底部的空气分散均匀性，使得空气从底部向上排出井内的瓦斯等气体，保证了施工过程的安全性。

经过护壁前端与伸缩护壁连接位置上设置有灌浆孔；所述的伸缩护壁位于挖孔桩井壁一侧设置有滑块，滑块能够使得伸缩护壁与挖孔桩井壁之间形成缝隙；所述的灌浆孔灌入的浆液能够沿着缝隙进入到井壁上；所述的防护端板能够抵紧挖孔桩井壁，密封缝隙底部；实现采用伸缩护壁进行伸缩护壁的同时，能够结合少量的混凝土层的护壁，增强了对人工挖孔桩孔护壁工作，增强了护壁强度。

附图说明

图1为人工挖孔桩孔防护装置整体结构示意图。

图2为图1中送风管结构示意图。

图3为图1防护壁局部结构示意图。

1-防护棚2-立柱3-卷扬机4-盛土器5-照明灯具6-导线7-伸缩护壁8-防护端板9-井底10-集水坑11-排水管12-爬梯13-基地14-送风管15-护壁前端16-灌浆孔8.1-通孔8.2-夹持14.1-旋转部14.2-散风孔。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

如图1-3所示，在某些实施例中，人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，包括待挖孔桩的基地13，基地13挖设孔桩位点；设置在基地13上表面，并且设置在挖设孔桩位点边缘的立柱2，设置在立柱2顶部的防护棚1；设置在挖设孔桩位点边缘的护壁前端15；固定设置在护壁前端15，向待挖孔桩内延伸的伸缩护壁7，设置在伸缩护壁7端头上的防护端板8；设置在立柱2上的卷扬机3，卷扬机3上设置有盛土器4，盛土器4能够进入待挖孔桩内；沿着待挖设孔桩位点壁设置有爬梯12；在待挖设孔桩位点的底部设置有井底9，在井底9上设置有集水坑10；设置有排水管11，排水管11一端延伸到集水坑10内，排水管11另外一端与抽水机连通；设置有送风管14，送风管14一端位于井底9上端，送风管14另外一端在待挖设孔桩位点外与鼓风机连通；伸缩护壁7能够延伸和缩短，实现对挖设孔桩井壁进行防护；所述的护壁前端15上设置有定滑轮，绕过定滑轮设置有导线6；所述的导线6一端连接有照明灯具5，能够对挖设孔桩井内提供照明。

上述人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置在使用过程的安装方法，包括以下步骤，即就是安全以下步骤进行使用安装。

(1)在基地上选择待挖设孔桩位点，预先按照直径尺寸挖设至少20cm深，形成桩井；再将护壁前端沿着桩井边缘安装，并在护壁前端上安装伸缩护壁和防护端板；再将立柱设置在桩井边缘，立柱顶端设置有防护棚，并在立柱上设置卷扬机，卷扬机上设置盛土器进入到桩井内；

(2)在桩井的井底上开设集水坑，再将排水管伸入安放至集水坑中，同时将送风管伸入到井底上端；再在防护端板上开设通孔，通孔内设置夹持部件，在护壁前端上设置定滑轮，采用导线绕过定滑轮，使得导线穿过通孔，并被夹持固定在通孔内，在穿过通孔另外一端设置照明灯具；

(3)在桩井井壁上设置爬梯，即可完成防护装置的安装。

在某些实施例中，所述的集水坑10至井底9的高度为h，并且h至少为1m，集水坑10直径尺寸占井底9直径的十分之一。降低了集水坑尺寸过大，使得渗水过程中造成积水坑壁发生坍塌的缺陷，同时也避免了集水坑尺寸过大，影响施工人员在井底的施工，提高了安全性。

在某些实施例中，所述的防护端板8上设置有通孔8.1，通孔8.1内设置有夹持8.2，导线6能够穿过通孔8.1，并被夹持8.2夹持固定在通孔8.1端，实现随着防护端板8向挖孔桩井内不断延长。实现了对导线一端头固定，提高稳定性。

在某些实施例中，所述的排水管11位于集水坑10端内设置有防护罩，能够避免集水坑10内的污泥进入到排水管11。防止污泥进入到排水管内堵塞，提高了排水通畅性。

在某些实施例中，所述的送风管14位于井底9上端的端部上设置有旋转部14.1，旋转部14.1上设置有若干散风孔14.2，所述的散风孔14.2能够在送风管14内送风过程，促使旋转部14.1旋转起来，达到送风分散，提高井底9通气性。实现旋转分散空气，避免井内瓦斯气体的聚集，降低施工风险。

在某些实施例中，所述的护壁前端15与伸缩护壁7连接位置上设置有灌浆孔16；所述的伸缩护壁7位于挖孔桩井壁一侧设置有滑块，滑块能够使得伸缩护壁7与挖孔桩井壁之间形成缝隙；所述的灌浆孔16灌入的浆液能够沿着缝隙进入到井壁上；所述的防护端板8能够抵紧挖孔桩井壁，密封缝隙底部。实现伸缩护壁与混凝土层结合防护，提高了防护的安全性。

在某些实施例中，一种人工挖孔桩孔施工方法，包括以下步骤：

(1)在基地上选择好待挖设孔桩位点，并按照孔桩施工尺寸要求，预先挖设桩井至20cm深；

(2)将上述的装置按照上述安装方法安装在预先挖设好的桩井上；

(3)再在预先挖设桩井内向下不断挖设，并采用盛土器将挖设过程中的泥土运送到井外，并在挖设过程中，每下挖设1m，将伸缩护壁向井内延伸1m，使得挖设井壁不会在挖设过程中坍塌，持续挖设至桩井满足设计要求。

在某些实施例中，所述的伸缩护壁向井内延伸时，还在伸缩护壁与桩井井壁之间浇注混凝土层。提高安全性，增强护壁强度。

在某些实施例中，所述的混凝土层厚度为5-10cm。避免厚度过厚影响伸缩护壁的安装，也避免厚度过薄，影响护壁强度。

本发明创造未尽事宜参照现有技术中公开的内容以及方法进行操作，本发明创造中描述的相关术语参照现有技术中描述的相关术语加以理解即可；本发明创造未见事宜也可参照本领域常规技术手段以及公知常识等加以实现。例如，井壁为人工挖孔桩孔的孔壁，井底理解为人工挖孔桩孔的孔底等等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，其特征在于，包括待挖孔桩的基地(13)，基地(13)挖设孔桩位点；设置在基地(13)上表面，并且设置在挖设孔桩位点边缘的立柱(2)，设置在立柱(2)顶部的防护棚(1)；设置在挖设孔桩位点边缘的护壁前端(15)；固定设置在护壁前端(15)，向待挖孔桩内延伸的伸缩护壁(7)，设置在伸缩护壁(7)端头上的防护端板(8)；设置在立柱(2)上的卷扬机(3)，卷扬机(3)上设置有盛土器(4)，盛土器(4)能够进入待挖孔桩内；沿着待挖设孔桩位点壁设置有爬梯(12)；在待挖设孔桩位点的底部设置有井底(9)，在井底(9)上设置有集水坑(10)；设置有排水管(11)，排水管(11)一端延伸到集水坑(10)内，排水管(11)另外一端与抽水机连通；设置有送风管(14)，送风管(14)一端位于井底(9)上端，送风管(14)另外一端在待挖设孔桩位点外与鼓风机连通；伸缩护壁(7)能够延伸和缩短，实现对挖设孔桩井壁进行防护；所述的护壁前端(15)上设置有定滑轮，绕过定滑轮设置有导线(6)；所述的导线(6)一端连接有照明灯具(5)，能够对挖设孔桩井内提供照明。

2.如权利要求1所述的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，其特征在于，所述的集水坑(10)至井底(9)的高度为h，并且h至少为1m，集水坑(10)直径尺寸占井底(9)直径的十分之一。

3.如权利要求1所述的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，其特征在于，所述的防护端板(8)上设置有通孔(8.1)，通孔(8.1)内设置有夹持(8.2)，导线(6)能够穿过通孔(8.1)，并被夹持(8.2)夹持固定在通孔(8.1)端，实现随着防护端板(8)向挖孔桩井内不断延长。

4.如权利要求1所述的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，其特征在于，所述的排水管(11)位于集水坑(10)端内设置有防护罩，能够避免集水坑(10)内的污泥进入到排水管(11)。

5.如权利要求1所述的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，其特征在于，所述的送风管(14)位于井底(9)上端的端部上设置有旋转部(14.1)，旋转部(14.1)上设置有若干散风孔(14.2)，所述的散风孔(14.2)能够在送风管(14)内送风过程，促使旋转部(14.1)旋转起来，达到送风分散，提高井底(9)通气性。

6.如权利要求1所述的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置，其特征在于，所述的护壁前端(15)与伸缩护壁(7)连接位置上设置有灌浆孔(16)；所述的伸缩护壁(7)位于挖孔桩井壁一侧设置有滑块，滑块能够使得伸缩护壁(7)与挖孔桩井壁之间形成缝隙；所述的灌浆孔(16)灌入的浆液能够沿着缝隙进入到井壁上；所述的防护端板(8)能够抵紧挖孔桩井壁，密封缝隙底部。

7.如权利要求1-6任一项所述的人工挖孔桩孔机械高压灌浆施工防护装置安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在基地上选择待挖设孔桩位点，预先按照直径尺寸挖设至少20cm深，形成桩井；再将护壁前端沿着桩井边缘安装，并在护壁前端上安装伸缩护壁和防护端板；再将立柱设置在桩井边缘，立柱顶端设置有防护棚，并在立柱上设置卷扬机，卷扬机上设置盛土器进入到桩井内；

(2)在桩井的井底上开设集水坑，再将排水管伸入安放至集水坑中，同时将送风管伸入到井底上端；再在防护端板上开设通孔，通孔内设置夹持部件，在护壁前端上设置定滑轮，采用导线绕过定滑轮，使得导线穿过通孔，并被夹持固定在通孔内，在穿过通孔另外一端设置照明灯具；

(3)在桩井井壁上设置爬梯，即可完成防护装置的安装。

8.一种人工挖孔桩孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在基地上选择好待挖设孔桩位点，并按照孔桩施工尺寸要求，预先挖设桩井至20cm深；

(2)将权利要求1-6任一项所述的装置按照权利要求7所述的安装方法安装在预先挖设好的桩井上；

(3)再在预先挖设桩井内向下不断挖设，并采用盛土器将挖设过程中的泥土运送到井外，并在挖设过程中，每下挖设1m，将伸缩护壁向井内延伸1m，使得挖设井壁不会在挖设过程中坍塌，持续挖设至桩井满足设计要求。

9.如权利要求8所述的人工挖孔桩孔施工方法，其特征在于，所述的伸缩护壁向井内延伸时，还在伸缩护壁与桩井井壁之间浇注混凝土层。

10.如权利要求9所述的人工挖孔桩孔施工方法，其特征在于，所述的混凝土层厚度为5-10cm。

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