CN114439010A - 一种清孔、灌注施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清孔、灌注施工工艺，它应用于工程建筑领域，其包括以下步骤：S1：设备就位、安装；S2：下放连续管；S3：清孔：连接清孔装置；S4：灌注混凝土：测得的沉渣量合格后，完成清孔，连接灌注装置向桩孔内灌注混凝土，灌注的同时向上抽出连续管使连续管的混凝土出料口始终在灌注混凝土面的下方，直到灌注完成；S5：收连续管，完成灌注桩；本发明首次将清孔和灌注装置设置在同一底盘上用于桩孔灌注桩的施工，实现了智能控制，控制精度高，可保证灌注过程混凝土连续、稳定的注入桩孔内，其成孔密度高、成桩质量好，工作效率高，解决了浇注不连续导致成桩质量降低的技术问题，具有较高的经济价值和社会效益。

Description

一种清孔、灌注施工工艺

技术领域

本发明涉及工程建筑领域，具体的说是一种清孔、灌注施工工艺。

背景技术

灌注桩是在桩孔内放置钢筋笼后、灌注混凝土而作成的桩,已广泛用于高铁桩基、高速公路桩基、建筑物桩基、风力发电桩基等领域，灌注桩的质量直接影响高铁桩基、高速公路桩基、建筑物桩基、风力发电桩基的质量。

目前，钻孔灌注桩的施工工艺为：（1）钻孔成孔后一次清孔；（2）下放钢筋笼；（3）下放导管，导管长2-3米，每节导管之间用密封环密封、二次清孔通过导管完成；（4）测得的沉渣量、粘度和密度等指标符合标准，清孔完成；（5）安放料斗，灌注一定量的混凝土；（6）卸下料斗、上拔导管、拆除导管；（7）再次安放料斗，灌注混凝土、再次卸下料斗、上拔导管、拆除导管，循环往复直到灌注完成；（8）最后卸下料斗、拆除最后几根导管、成桩。

为保证桩基质量，上述灌注混凝土的过程中最底端的导管出口应始终在混凝土面下的2-6米内，所以灌注混凝土一段距离后需要卸下料斗、上拔导管、拆卸一定量的导管，然后继续灌注混凝土、再上拔、拆卸导管直到混凝土灌注完成。

施工过程中，根据桩孔的深度下放导管，导管离桩孔底面2米之内，导管上口连接料斗，料斗容量在1.5M³-5M³之间，混凝土搅拌车把混凝土倒入料斗中，抽出料斗阀门，混凝土通过自身重量下落到桩孔底部，完成料斗内的混凝土下放后卸下料斗、上拔导管和拆除导管，让导管下方的出料口始终在混凝土面的下方2-6米，再次安放料斗，再次灌注混凝土，再次卸下料斗、上拔导管和拆除导管以致循环往复，直至灌注完成。

卸下料斗、上拔导管和拆除导管是造成不能连续灌注混凝土的主要原因。而且以上过程均为人工控制，工人劳动强度大，工作效率低，人为因素多，稍有不慎就会导致灌注的混凝土不连续、混有空气等不良现象发生，导致桩基内部出现裂纹、强度降低、质量受影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种清孔、灌注施工工艺，能将混凝土连续、稳定地注入桩孔内，灌注混凝土的过程中上抽连续管确保混凝土的出料口始终在桩孔内混凝土面的下方，成桩质量有保证。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括以下步骤：S1：设备就位、安装：清孔灌注设备移至桩孔处，翻转灌注架，连续管与灌注头连接；S2：下放连续管：下放连续管至钢筋笼内；S3：清孔：连接清孔装置；S4：灌注混凝土：测得的沉渣量、粘度和密度等指标合格后，完成清孔，连接灌注装置向桩孔内灌注混凝土，灌注的同时向上抽连续管使连续管的混凝土出料口始终在灌注混凝土面的下方，直到灌注完成；S5：收连续管，完成灌注桩。

进一步的，所述S1中清孔灌注设备设置在底盘上，翻转油缸在液压站的作用下使灌注架竖直，所述连续管通过灌注架顶部的导向器、底盘上的滚筒与换向阀连接，所述连续管通过旋转接头与换向阀连接，所述换向阀分别与清孔装置、灌注装置连接。

进一步的，所述S2中在滚筒正转和导向器旋转的作用下连续管沿灌注架向钢筋笼内下放连续管。

进一步的，所述连续管末端的灌注头竖直下放到桩孔底部的钢筋笼内。

进一步的，所述灌注头与钢筋笼之间设有使灌注头竖直下放的扶正器。

进一步的，所述步骤S3包括以下步骤：S31：孔底测量，测得孔底沉渣量；S32：连接清孔装置：孔底泥浆经连续管、换向阀由循环泵送入旋流器内实现泥水分离，分离的水经出水口被送入桩孔内；S33：测得的沉渣量合格后，完成清孔。

进一步的，所述步骤S4中，转动换向阀，使连续管通过换向阀与灌注装置连接。

进一步的，所述步骤S4中，柱塞泵将料斗内的混凝土经出料口、换向阀、连续管和灌注头注入桩孔内，当注入混凝土达到设定值时，控制箱通过传递来的灌注混凝土流量信息控制滚筒反向转动上拔连续管。

进一步的，混凝土的灌注与上拔连续管同时进行。

进一步的，在灌注混凝土的过程中，灌注头下部的振动棒将灌注的混凝土振实。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

本发明首次将清孔装置和灌注装置均设置在同一底盘上用于桩孔灌注桩的施工，可单独用于清孔，也可单独用于灌注，还可用于清孔和灌注，设备就位只要安装一次即可实现清孔或/和灌注的功能，省去了多次拆卸、安装的繁琐。清孔过程在循环泵的作用下经连续管将桩孔内沉渣抽出，灌注过程在柱塞泵的作用下经连续管将混凝土注入桩孔，滚筒的正反转可实现连续管的下放和上抽。

整个工艺过程实现了智能控制，控制精度高，可保证灌注过程混凝土连续、稳定的注入桩孔内，桩孔内混凝土密度高、成桩质量好，工作效率高，彻底解决了浇注不连续导致成桩质量降低的技术问题，具有较高的经济价值和社会效益，为行业发展做出了贡献，有大力推广的必要。

附图说明

图1是本发明的施工工艺流程图；

图2是本发明清孔灌注一体设备的俯视结构示意图；

图3是本发明主要控制原理结构示意图；

图4是本发明清孔过程的施工示意图；

图5是本发明灌注过程的施工示意图。

其中，1、底盘；2、导向器；3、循环泵；4、旋流器；4-1、进料管；4-2、出水口；5、控制箱；6、支座；7、液压站；8、司钻室；9、连续管；10、灌注架；11、混凝土出料管；12、搅拌笼；13、料斗；14、柱塞泵；15、软线软管滚筒；16、换向阀；17、滚筒；18、位置传感器； 19、流量传感器；20、翻转油缸；21、出料口；22、灌注头；23、钢筋笼；24、扶正器； 25、振动棒；26、储料箱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

一种清孔、灌注施工工艺，如图1-5所示，其包括以下步骤：

S1：设备就位、安装：清孔灌注设备移至桩孔处，可单独用于清孔或单独用于灌注，也可用于清孔和灌注。如图1所示，所述清孔装置和灌注装置均设置在底盘1上，设备就位后，在液压站7的作用下翻转油缸20动作，带动灌注架10翻转，使与底盘1可转动连接、水平放置在底盘1上的灌注架10慢慢地转动至竖直状态，然后，将连续管9与灌注头22连接。

S2：下放连续管：向桩孔内下放钢筋笼23，之后如图3所示，在控制箱5内控制器的作用下，滚筒17正转、导向器2内的旋转电机工作导向器2旋转，盘绕在滚筒17上的连续管9慢慢地沿灌注架10向下移动，直到将连续管9下放至钢筋笼23内，所述导向器2设置在灌注架10的顶部在连续管9下放或上抽的过程能有效改变连续管9的运动方向。在连续管9的下放过程中，当连续管9末端设置的位置传感器18测得的位置信息达到设定值时，滚筒17和导向器停止动作，连续管9下放完成。

如图4和图5所示，所述连续管9的末端设有灌注头22，为防止下放连续管9的过程中灌注头22倾斜，在灌注头22与钢筋笼23之间设置扶正器24，保证灌注头22始终处于竖直状态，顺利实现清孔和灌注。

如图1所示，所述连续管9通过灌注架10顶部的导向器2、底盘1上的滚筒17与换向阀16连接，盘旋在滚筒17上的连续管9通过旋转接头与换向阀16连接，旋转接头的设置顺利实现了转向阀16与连续管9之间的连接，通过换向阀16实现连续管9与清孔装置或灌注装置的连接，顺利实现清孔和混凝土的灌注。

S3：清孔：连续管9下放完成后，控制箱5内控制器的作用下命令换向阀16动作，连续管9与清孔装置连接。 如图4所示，所述清孔装置包括连接孔底的连续管9、换向阀16和旋流器4，清孔过程中，如图3所示，控制箱5内的控制器命令换向阀16与清孔装置接通，同时，开启循环泵3将孔底泥浆经连续管9、换向阀16送入旋流器4内实现泥水分离，分离的水经出水口4-2被送入桩孔内。

清孔过程中，所述循环泵3将桩孔内带有沉渣的泥浆以一定的压力经连续管9、换向阀16、进料管4-1、切向送入旋流器4内，在旋流器4的圆柱腔内产生高速旋转流场，泥浆中泥的组分在旋流场的作用下沿轴向向下运动的同时沿径向向外运动，到达锥体段后沿器壁向下运动，经出泥口排入储存箱26内；泥浆中水的组分向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一向上运动的内涡旋，经出水口4-2排出送入桩孔再次循环利用。这样，水资源得到了合理利用，更加有利于将更多的沉渣从孔底抽出，清孔过程中，不断取样测得沉渣量，进行二次清孔，直到测得的孔底内沉渣量、密度、粘度和含沙率等指标达到要求后，停止清孔，启动灌注装置向桩孔内灌注混凝土。

S4：灌注混凝土：测得的沉渣量、密度、粘度和含沙率等指标合格后，如图3所示，控制箱5内的控制器向转向阀16发出命令，使连续管9通过换向阀16与灌注装置连通，同时断开循环泵3和旋流器4停止清孔，开启柱塞泵14和搅拌笼12，如图1和图5所示，将料斗13内的混凝土推出依次经出料口21、混凝土出料管11、换向阀16、连续管9，经灌注头22注入桩孔内。

当滚筒17正转连续管9沿灌注架10向下运动的时候，可将连续管9慢慢的送入桩孔，当桩孔内注入混凝土达到设定值时，滚筒17反转连续管9沿灌注架10向上运动时，同时流量传感器19工作将测得的流量信息实时传递给控制箱5内的控制器，如图3所示，控制器根据混凝土注入的流量大小，向滚筒17发出命令控制滚筒17的反向转速带动连续管9上升，慢慢的向上抽连续管9，实现了混凝土的灌注与连续管9的上抽同时进行，确保混凝土连续、稳定地送入桩孔内，而且灌注头22的末端始终处于混凝土液面下方的恒定位置，而且整个浇注过程中控制箱5内控制器命令灌注头22下部的振动棒25始终处于工作状态，将浇注的混凝土振密、振实，同时混凝土内的空气被驱赶出混凝土，排向大气，桩基强度增加、成桩质量有保证。

S5：收连续管9：混凝土灌注完成后，控制箱5命令滚筒17反转连续管9上升到指定位置后，滚筒17 断电。

如图5所示，灌注头22下部设有振动棒25，所述振动棒25将灌注的混凝土振实。如图4和图5所示，所述灌注头22和钢筋笼23之间设有扶正器24，所述扶正器24包括设置在钢筋笼23与灌注头22之间的上下两个扶正单元，在两个扶正单元的共同作用下将灌注头22扶正，使灌注头22一直处于竖直状态。

灌注头22外壁上还设有与振动棒25、扶正器连接的控制线、液压软管，该控制线、液压软管通过支座6上的滑轮与底盘1上的软线软管滚筒15连接，所述控制线与控制设备动作的控制电机、控制箱5电连接，所述液压软管与翻转油缸20、扶正器、液压站7等连接，操作人员坐在司钻室8内操作整个设备工作。

最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本发明而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于包括以下步骤：

S1：设备就位、安装：清孔灌注设备移至桩孔处，翻转灌注架（10），连续管（9）与灌注头（22）连接；

S2：下放连续管（9）：向桩孔内下放连续管（9）至钢筋笼（23）内；

S3：清孔：连接清孔装置；

S4：灌注混凝土：测得的沉渣量合格后，完成清孔，连接灌注装置向桩孔内灌注混凝土，灌注的同时向上抽连续管（9）使连续管（9）的混凝土出料口始终在灌注混凝土面的下方，直到灌注完成；

S5：收连续管（9），完成灌注桩。

2.根据权利要求1所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：所述S1中清孔灌注设备设置在底盘（1）上，翻转油缸(20)在液压站(7)的作用下使灌注架(10)竖直，所述连续管(9)通过灌注架(10)顶部的导向器(2)、底盘（1）上的滚筒（17）与换向阀（16）连接，所述连续管（9）通过旋转接头与换向阀（16）连接，所述换向阀（16）分别与清孔装置、灌注装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：所述S2中在滚筒（17）正转和导向器（2）旋转的作用下连续管（9）沿灌注架（10）向钢筋笼（23）内下放连续管（9）。

4.根据权利要求3所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：所述连续管（9）末端的灌注头（22）竖直下放到桩孔底部的钢筋笼（23）内。

5.根据权利要求4所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：所述灌注头（22）与钢筋笼（23）之间设有扶正器（24），扶正器（24）使灌注头（22）处于钢筋笼（23）中心区域内。

6.根据权利要求1所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：

S31：孔底测量，测得孔底沉渣量；

S32：连接清孔装置：孔底泥浆经连续管（9）、换向阀（16）由循环泵（3）送入旋流器（4）内实现泥水分离，分离的水经出水口（4-2）被送入桩孔内；

S33：测得的沉渣量合格后，完成清孔。

7.根据权利要求1所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：所述步骤S4中，转动换向阀（16），使连续管（9）通过换向阀（16）与灌注装置连接。

8.根据权利要求7所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：所述步骤S4中，柱塞泵（14）将料斗（13）内的混凝土经出料口（21）、换向阀（16）、连续管（9）和灌注头（22）注入桩孔内，当注入混凝土达到设定值时，控制箱（5）通过传递来的灌注混凝土流量信息控制滚筒（17）反向转动上拔连续管（9）。

9.根据权利要求8所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：混凝土的灌注与上拔连续管（9）同时进行。

10.根据权利要求9所述的一种清孔、灌注施工工艺，其特征在于：在灌注混凝土的过程中，灌注头（22）下部的振动棒（25）将灌注的混凝土振实。

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