CN117026946A - 泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺 - Google Patents

泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺，步骤如下：步骤1）：施工准备：通过履带式承载车带动循环钻孔机移动，并在承载车要施工的位置铺垫钢板，将承载车移动至指定位置，将循环钻孔机与钻孔位置对齐，并预挖设循环池；步骤2）：循环钻孔机清孔：对桩侧土承载力进行验算，确定钢护筒自动的埋置深度，根据埋置深度用循环钻孔机进行预打孔；步骤3）：安装钢护筒：将钢护筒放入打好的孔中，待护筒到达孔底后，调整护筒的位置，保证护筒竖直向上。本发明有效降低塌孔现象，从而避免了泥浆和砂石漏失的情况发生，提高钻孔作业的效率，大大减少了施工的周期。

Description

泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺
技术领域
本发明属于钻孔灌桩技术领域，特别涉及泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺。
背景技术
泵吸式反循环，是指将泥浆由循环池流入钻孔,到孔底同钻渣混合,在真空泵与砂石泵配合下,混合物进入钻头处,由钻管吸出,再经管道排泄到循环池，经过循环池沉淀后，循环流入钻孔；反循环与正循环相比，钻孔速度更快、所需泥浆较少、清孔时间较快等优点。
深水超厚粉砂地层，地质复杂，且地层不稳定，通过以往的泥浆进行钻孔过程中，容易出现连续塌孔现象，需要再对塌孔进行填补，以及砂石、泥浆漏失的情况发生，对钻孔作业造成了严重的拖累，大大提高了施工周期；
经检索申请号为CN201410039344.3的一种双循环钻机钻杆装卸机械手，主要特点是在滑动架上连有升降油顶，在滑动架的一侧设有可折叠的机械臂，通过油顶设有能转向的钳形机械手，滑动架通过滑轨安装在钻机塔架上，在处理过程中有以下问题：当钻管与钻孔机安装完成后，钳形机械手需要松开对钻管的夹持，由于钻管在长期使用过程中，会产生微量形变，当钻机带动新加钻管与之间的钻管进行对接时，会出现对接困难，仍然需要进行人工辅助对接；
在钻孔过程中，由于钻管的长度有限，需要进行及时的加装钻管，现有的钻管加装，通过吊机将吊绳捆扎后的钻管吊起后，与操作工人配合，通过人工将钻管推向钻孔机，并通过人工进行辅助矫正和对接，人工配合吊绳对接和矫正时，钻管的晃动幅度过大，对接精度低，调整时的距离不稳定，造成钻管加装的时间过长，影响钻孔的速度，钻管加装时会导致泥浆的循环流动暂停，长时间的停止，会导致泥浆的均匀性下降，导致泥浆的性能下降。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足，提供泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺，通过对泥浆进行改进，降低塌孔次数，并避免砂石泥浆出现漏失。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺，其特征在于，步骤如下：
步骤1）：施工准备：通过履带式承载车带动循环钻孔机移动，并在承载车要施工的位置铺垫钢板，将承载车移动至指定位置，将循环钻孔机与钻孔位置对齐，并预挖设循环池；
步骤2）：循环钻孔机清孔：对桩侧土承载力进行验算，确定钢护筒自动的埋置深度，根据埋置深度用循环钻孔机进行预打孔；
步骤3）：安装钢护筒：将钢护筒放入打好的孔中，待护筒到达孔底后，调整护筒的位置，保证护筒竖直向上，再通过锤击设备对钢护筒进行锤击，直至钢护筒到达计算深度；
步骤4）：钻孔：在钻孔机底部垫设方木，调节钻孔机的水平位置，将提前制备好的聚合物泥浆加入循环池中，钻孔机先进行正循环慢速钻孔，将聚合物泥浆通过砂石泵，泵送向钻头，聚合物泥浆再经过护筒流入循环池中，待钻头进入地层后，进行反循环钻孔，通过砂石泵将孔中的碎砂石、聚合物泥浆抽出，泵向循环池，循环池中的聚合物泥浆经过沉淀后流回钻孔中，提高钻进速度，钻孔时，通过泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，对钻孔机进行自动上管，直至钻至指定深度，再通过泵吸式反循环钻孔机自动上管机构辅助钻管逐一拆卸作业，直至将钻头提出孔内；
其中聚合物泥浆的制备方法如下：
聚合物泥浆包括钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺；
钠质膨润土添加量为聚合物泥浆体积8%-9%；
氢氧化钠添加量为钠质膨润土体积的0.3％-0.5％；
羟丙基甲基纤维素添加量为钠质膨润土体积的0.05％-0.1％；
聚丙烯酰胺的添加量为聚合物泥浆体积的0.002％-0.004％，聚丙烯酰胺为分子量为800-1000万的非速溶水解型；
先将聚丙烯酰胺进行水解，水解比例为：水解聚丙烯酰胺：氢氧化钠：淡水=10 :1: 600，在铁质搅拌筒搅拌水解聚丙烯酰胺全部分散于水中，并放置1-2天；
再将钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、和水解后的聚丙烯酰胺溶液加水搅拌均匀，形成聚合物泥浆；
步骤5）：放置钢筋笼：根据桩孔的深度提前扎设钢筋笼支段，将首段钢筋笼向孔内安装，同时预留一部分钢筋笼高出孔面，再将下一段钢筋笼与首段钢筋笼进行扎接，并在扎接处安装限位架，保证钢筋笼在孔内居中放置，按上述动作将剩余将钢筋笼支段逐一扎接，直至扎好的钢筋笼安装至桩孔中；
步骤6）：浇灌混凝土：通过混凝土导管向孔内从深到浅，逐段灌注混凝土；
步骤7）：拆除护筒：通过拆除装置将护筒拔出。
步骤4）中一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，包括钻孔机、护筒、循环池、钻管、夹取机构，所述钻孔机底侧设有护筒，护筒上设有开口，开口和循环池连通，钻孔机一侧设有夹取机构，夹取机构一侧设有钻管，钻管之间通过螺纹首尾连接；
所述夹取机构包括滑动架、第一电机、导杆、导条、第一丝杠、升降座、第二齿轮箱、第二电机、连接座、转动臂、第一齿轮、第二齿轮、第三电机、第三齿轮箱，所述滑动架和钻孔机一侧固定连接，滑动架顶部设有第一电机，第一电机输出端和第一丝杠连接，第一丝杠两端和滑动架活动连接，滑动架和导杆两端连接，滑动架内壁两侧设有导条，导杆、导条与升降座滑动连接，升降座和第一丝杠通过螺纹连接，升降座一侧设有第二齿轮箱，第二齿轮箱一侧设有第二电机，升降座内侧和连接座活动连接，第二电机输出端通过第二齿轮箱和连接座连接，连接座和转动臂活动连接，转动臂一端设有第一齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，连接座一侧设有第三齿轮箱，第三齿轮箱一侧设有第三电机，第三电机输出端通过第三齿轮箱和第二齿轮连接；
钻孔机进行泵吸反循环钻孔作业时，钻孔机通过外接的砂石泵，将孔底的碎砂石和泥浆泵至循环池，经过循环池沉淀后，泥浆再经过护筒上的开口流回钻孔中，同时在钻孔作业时，需要及时加装钻管，通过夹取机构可以自动进行钻管加装作业；需要对钻管进行加装时，转动臂抓取新钻管，第一电机为丝杠转动提供动力，第一丝杠进而带动升降座在滑动架上滑动，进而带动连接座、转动臂、新钻管移动，调整转动臂的高度，第二电机通过第二齿轮箱为连接座在升降座上转动提供动力，进而带动转动臂、新钻管转动，将新钻管送向钻孔机内，同时第三电机通过第三齿轮箱为第二齿轮转动提供动力，第二齿轮带动第一齿轮转动，进而带动转动臂、新钻管转动，将新钻管转动至竖直状态送向钻孔机内。
优选的，所述转动臂包括第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂、干型滑块、方形滑块、限位腔、圆滑柱、推动板、推动架、限位杆、第二丝杠、第四齿轮箱、第四电机、夹持机构，所述第二连接臂一端、第三连接臂一端均与干型滑块固定连接，干型滑块一端和方形滑块固定连接，第二连接臂另一端设有与干型滑块相对应的滑槽，滑槽一侧设有限位腔，第一连接臂一端与第一齿轮连接，第一连接臂另一端设有与干型滑块相对应的滑槽，滑槽一侧设有限位腔，方形滑块和限位腔滑动连接，第一连接臂与第二连接臂之间、第二连接臂与第三连接臂之间均通过滑槽和干型滑块滑动连接，第一连接臂上的滑槽与第二连接臂上的滑槽呈90度夹角，第一连接臂、第二连接臂的滑槽相邻两侧均设有圆滑柱，圆滑柱和推动板滑动连接，推动板和推动架固定连接，第二连接臂、第三连接臂上均设有方通孔以及与方通孔相邻的第二通孔，方通孔内侧设有一堆限位杆，限位杆之间设有第二丝杠，推动架在方通孔内滑动，推动架和限位杆滑动连接，推动架第二丝杠通过螺纹连接，第二丝杠一端设有第四齿轮箱，第四齿轮箱一侧设有第四电机，第四电机输出端通过第四齿轮箱和第二丝杠连接，第二丝杠两端和方通孔内壁活动连接，第四齿轮箱、第四电机设置于第二通孔内侧，第三连接臂一端设有夹持机构；
第四电机通过第四齿轮箱为第二丝杠转动提供动力，第二丝杠进而带动推动架在限位杆上滑动，进而通过推动板带动圆滑柱移动，进而调整干型滑块相对滑槽的位置，使得第三连接臂在第二连接臂的竖直方向上滑动，也能使得第二连接臂在第一连接臂的水平方向上滑动，进而可以对夹持机构进行四个方向上的微调，在夹持机构夹持新钻管与钻孔机进行对接安装过程中进行微调，保证钻管的安装更加准确。
优选的，所述夹持机构包括移动座、同步块、凸条、第三丝杠、第五电机、推拉齿条、固定块、第一电动推杆、第三齿轮、第一连接杆、第二连接杆、夹头，所述同步块两侧均与凸条固定连接，第三连接臂上设有滑动孔，滑动孔内壁上设有凹槽，同步块和滑动孔滑动连接，凸条和凹槽滑动连接，第三丝杠两端和滑动孔活动连接，第三丝杠和同步块通过螺纹连接，第五电机输出端和第三丝杠一端连接，第五电机和第三连接臂一端连接，同步块两端分别与两组移动座固定连接，每组移动座一侧设有推拉齿条，推拉齿条内侧和固定块滑动连接，固定块和移动座固定连接，固定块一侧设有第一电动推杆，第一电动推杆输出端和推拉齿条连接，推拉齿条两侧均与第三齿轮啮合，第三齿轮内侧和第一连接杆端部连接，第一连接杆一端和移动座活动连接，第一连接杆另一端分别和两组对称的夹头活动连接，第二连接杆一端和移动座活动连接，第二连接杆另一端分别和两组夹头活动连接；
第一电动推杆为推拉齿条移动提供动力，推拉齿条进而带动第三齿轮转动，进而带动第一连接杆转动，同时带动第二连接杆转动，并带动夹头移动，使得夹头加紧或松开对钻管的夹持，第五电机为第三丝杠转动提供动力，第三丝杠进而带动同步块和凸条移动，凸条在凹槽内滑动，同步块带动移动座、夹头移动，调整夹头相对第五电机的距离，提高夹头的夹持范围。
优选的，所述夹持机构还包括导向臂、导向轮，所述导向臂上设有若干导向轮，将其中一组移动座上的夹头替换为导向臂和导向轮，导向轮在夹持钻管时，导向轮的车轮中心线与钻管中间外圆面垂直。
优选的，一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构还包括延伸台、第二电动推杆、固定杆、转动板，所述延伸台和钻孔机底部固定连接，延伸台一侧和转动板活动连接，转动板一侧设有与钻管对应的半圆开口，转动板一侧设有固定杆，固定杆和第二电动推杆一端活动连接，第二电动推杆另一端与钻孔机活动连接。
本发明与现有技术相比较有益效果表现在：
1）通过对聚合物泥浆的成分和含量进行改进，大幅提高泥浆的黏度，有效在钻孔内提高泥浆的承压能力，从而有效降低塌孔现象，以及泥浆和砂石漏失的情况，提高钻孔作业的效率，大大减少了施工的周期；
2）对钻管进行加装时，夹头与导向臂、导向轮一同夹持钻管，钻管一端与钻孔机安装连接后，夹头松开，钻孔机带动钻管另一端与前一组加装的钻管一端进行连接，当钻管向下移动时，导向轮为钻管提供导向支撑，同时导向臂和导向轮可以再第三连臂的带动下靠近钻管与钻管的连接处，对微量形变的钻管提供夹持导向，使得钻管与钻管之间能够顺利对接，无需人工辅助对接，同时避免钻管发生晃动，可以更快完成安装；
3）第二丝杠进而带动推动架在限位杆上滑动，进而通过推动板带动圆滑柱移动，进而调整干型滑块相对滑槽的位置，使得第三连接臂在第二连接臂的竖直方向上滑动，也能使得第二连接臂在第一连接臂的水平方向上滑动，进而可以对夹持机构进行四个方向上的微调，在夹持机构夹持新钻管与钻孔机进行对接安装过程中进行微调，使得对接精度提升，同时夹持的稳定性更高，避免了晃动幅度过大，从而提高钻管的加装速度，大大降低钻管加装的时间，提高钻孔速度的同时，减少泥浆停止循环的间隔时间，从而保证泥浆的性能。
附图说明
附图1是本发明一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构结构示意图；
附图2是本发明一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构中夹取机构结构示意图；
附图3是本发明一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构中转动臂结构示意图；
附图4是本发明一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构中转动臂内部结构示意图；
附图5是附图4中A处放大图；
附图6是本发明一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构中第三连接臂内部结构示意图；
附图7是本发明一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构中导向结构示意图；
图中：1、钻孔机；2、护筒；3、循环池；4、钻管；5、夹取机构；51、滑动架；52、第一电机；53、导杆；54、导条；55、第一丝杠；56、升降座；57、第二齿轮箱；58、第二电机；59、连接座；501、转动臂；61、第一连接臂；62、第二连接臂；63、第三连接臂；64、干型滑块；65、方形滑块；66、限位腔；67、圆滑柱；68、推动板；69、推动架；601、限位杆；602、第二丝杠；603、第四齿轮箱；604、第四电机；605、夹持机构；71、移动座；72、同步块；73、凸条；74、第三丝杠；75、第五电机；76、推拉齿条；77、固定块；78、第一电动推杆；79、第三齿轮；701、第一连接杆；702、第二连接杆；703、夹头；704、导向臂；705、导向轮；502、第一齿轮；503、第二齿轮；504、第三电机；505、第三齿轮箱；8、延伸台；81、第二电动推杆；82、固定杆；83、转动板。
具体实施方式
为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1-7，对本发明的技术方案进一步具体说明。
实施例1：
泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺，步骤如下：
步骤1）：施工准备：通过履带式承载车带动循环钻孔机移动，并在承载车要施工的位置铺垫钢板，将承载车移动至指定位置，将循环钻孔机与钻孔位置对齐，并预挖设循环池；
步骤2）：循环钻孔机清孔：对桩侧土承载力进行验算，确定钢护筒自动的埋置深度，根据埋置深度用循环钻孔机进行预打孔；
步骤3）：安装钢护筒：将钢护筒放入打好的孔中，待护筒到达孔底后，调整护筒的位置，保证护筒竖直向上，再通过锤击设备对钢护筒进行锤击，直至钢护筒到达计算深度；
步骤4）：钻孔：在钻孔机底部垫设方木，调节钻孔机的水平位置，将提前制备好的聚合物泥浆加入循环池中，钻孔机先进行正循环慢速钻孔，将聚合物泥浆通过砂石泵，泵送向钻头，聚合物泥浆再经过护筒流入循环池中，待钻头进入地层后，进行反循环钻孔，通过砂石泵将孔中的碎砂石、聚合物泥浆抽出，泵向循环池，循环池中的聚合物泥浆经过沉淀后流回钻孔中，提高钻进速度，钻孔时，通过泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，对钻孔机进行自动上管，直至钻至指定深度；
其中聚合物泥浆的制备方法如下：
聚合物泥浆包括钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺；
钠质膨润土添加量为聚合物泥浆体积8%；
氢氧化钠添加量为钠质膨润土体积的0.4％；
羟丙基甲基纤维素添加量为钠质膨润土体积的0.075％；
聚丙烯酰胺的添加量为聚合物泥浆体积的0.003％，聚丙烯酰胺为分子量为800-1000万的非速溶水解型；
先将聚丙烯酰胺进行水解，水解比例为：水解聚丙烯酰胺：氢氧化钠：淡水=10 :1: 600，在铁质搅拌筒搅拌水解聚丙烯酰胺全部分散于水中，并放置1.5天；
再将钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、和水解后的聚丙烯酰胺溶液加水搅拌均匀，形成聚合物泥浆；
搅拌后的聚合物泥浆的相对密度1.3g/cm³，黏度26.4pa·s，含沙率3%，胶体率95.6%，酸碱度为9；
步骤5）：放置钢筋笼：根据桩孔的深度提前扎设钢筋笼支段，将首段钢筋笼向孔内安装，同时预留一部分钢筋笼高出孔面，再将下一段钢筋笼与首段钢筋笼进行扎接，并在扎接处安装限位架，保证钢筋笼在孔内居中放置，按上述动作将剩余将钢筋笼支段逐一扎接，直至扎好的钢筋笼安装至桩孔中，再通过泵吸式反循环钻孔机自动上管机构辅助钻管逐一拆卸作业，直至将钻头提出孔内；
步骤6）：浇灌混凝土：通过混凝土导管向孔内从深到浅，逐段灌注混凝土；
步骤7）：拆除护筒：通过拆除装置将护筒拔出。
步骤4）中一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，包括钻孔机1、护筒2、循环池3、钻管4、夹取机构5，所述钻孔机1底侧设有护筒2，护筒2上设有开口，开口和循环池3连通，钻孔机1一侧设有夹取机构5，夹取机构5一侧设有钻管4，钻管4之间通过螺纹首尾连接；
所述夹取机构5包括滑动架51、第一电机52、导杆53、导条54、第一丝杠55、升降座56、第二齿轮箱57、第二电机58、连接座59、转动臂501、第一齿轮502、第二齿轮503、第三电机504、第三齿轮箱505，所述滑动架51和钻孔机1一侧固定连接，滑动架51顶部设有第一电机52，第一电机52输出端和第一丝杠55连接，第一丝杠55两端和滑动架51活动连接，滑动架51和导杆53两端连接，滑动架51内壁两侧设有导条54，导杆53、导条54与升降座56滑动连接，升降座56和第一丝杠55通过螺纹连接，升降座56一侧设有第二齿轮箱57，第二齿轮箱57一侧设有第二电机58，升降座56内侧和连接座59活动连接，第二电机58输出端通过第二齿轮箱57和连接座59连接，连接座59和转动臂501活动连接，转动臂501一端设有第一齿轮502，第一齿轮502和第二齿轮503啮合，连接座59一侧设有第三齿轮箱505，第三齿轮箱505一侧设有第三电机504，第三电机504输出端通过第三齿轮箱505和第二齿轮503连接；
钻孔机1进行泵吸反循环钻孔作业时，钻孔机1通过外接的砂石泵，将孔底的碎砂石和泥浆泵至循环池3，经过循环池3沉淀后，泥浆再经过护筒2上的开口流回钻孔中，同时在钻孔作业时，需要及时加装钻管4，通过夹取机构5可以自动进行钻管4加装作业；需要对钻管4进行加装时，转动臂501抓取新钻管4，第一电机52为丝杠转动提供动力，第一丝杠55进而带动升降座56在滑动架51上滑动，进而带动连接座59、转动臂501、新钻管4移动，调整转动臂501的高度，第二电机58通过第二齿轮箱57为连接座59在升降座56上转动提供动力，进而带动转动臂501、新钻管4转动，将新钻管4送向钻孔机1内，同时第三电机504通过第三齿轮箱505为第二齿轮503转动提供动力，第二齿轮503带动第一齿轮502转动，进而带动转动臂501、新钻管4转动，将新钻管4转动至竖直状态送向钻孔机1内。
所述转动臂501包括第一连接臂61、第二连接臂62、第三连接臂63、干型滑块64、方形滑块65、限位腔66、圆滑柱67、推动板68、推动架69、限位杆601、第二丝杠602、第四齿轮箱603、第四电机604、夹持机构605，所述第二连接臂62一端、第三连接臂63一端均与干型滑块64固定连接，干型滑块64一端和方形滑块65固定连接，第二连接臂62另一端设有与干型滑块64相对应的滑槽，滑槽一侧设有限位腔66，第一连接臂61一端与第一齿轮502连接，第一连接臂61另一端设有与干型滑块64相对应的滑槽，滑槽一侧设有限位腔66，方形滑块65和限位腔66滑动连接，第一连接臂61与第二连接臂62之间、第二连接臂62与第三连接臂63之间均通过滑槽和干型滑块64滑动连接，第一连接臂61上的滑槽与第二连接臂62上的滑槽呈90度夹角，第一连接臂61、第二连接臂62的滑槽相邻两侧均设有圆滑柱67，圆滑柱67和推动板68滑动连接，推动板68和推动架69固定连接，第二连接臂62、第三连接臂63上均设有方通孔以及与方通孔相邻的第二通孔，方通孔内侧设有一堆限位杆601，限位杆601之间设有第二丝杠602，推动架69在方通孔内滑动，推动架69和限位杆601滑动连接，推动架69第二丝杠602通过螺纹连接，第二丝杠602一端设有第四齿轮箱603，第四齿轮箱603一侧设有第四电机604，第四电机604输出端通过第四齿轮箱603和第二丝杠602连接，第二丝杠602两端和方通孔内壁活动连接，第四齿轮箱603、第四电机604设置于第二通孔内侧，第三连接臂63一端设有夹持机构605；
第四电机604通过第四齿轮箱603为第二丝杠602转动提供动力，第二丝杠602进而带动推动架69在限位杆601上滑动，进而通过推动板68带动圆滑柱67移动，进而调整干型滑块64相对滑槽的位置，使得第三连接臂63在第二连接臂62的竖直方向上滑动，也能使得第二连接臂62在第一连接臂61的水平方向上滑动，进而可以对夹持机构605进行四个方向上的微调，在夹持机构605夹持新钻管4与钻孔机1进行对接安装过程中进行微调，保证钻管4的安装更加准确。
所述夹持机构605包括移动座71、同步块72、凸条73、第三丝杠74、第五电机75、推拉齿条76、固定块77、第一电动推杆78、第三齿轮79、第一连接杆701、第二连接杆702、夹头703，所述同步块72两侧均与凸条73固定连接，第三连接臂63上设有滑动孔，滑动孔内壁上设有凹槽，同步块72和滑动孔滑动连接，凸条73和凹槽滑动连接，第三丝杠74两端和滑动孔活动连接，第三丝杠74和同步块72通过螺纹连接，第五电机75输出端和第三丝杠74一端连接，第五电机75和第三连接臂63一端连接，同步块72两端分别与两组移动座71固定连接，每组移动座71一侧设有推拉齿条76，推拉齿条76内侧和固定块77滑动连接，固定块77和移动座71固定连接，固定块77一侧设有第一电动推杆78，第一电动推杆78输出端和推拉齿条76连接，推拉齿条76两侧均与第三齿轮79啮合，第三齿轮79内侧和第一连接杆701端部连接，第一连接杆701一端和移动座71活动连接，第一连接杆701另一端分别和两组对称的夹头703活动连接，第二连接杆702一端和移动座71活动连接，第二连接杆702另一端分别和两组夹头703活动连接；
第一电动推杆78为推拉齿条76移动提供动力，推拉齿条76进而带动第三齿轮79转动，进而带动第一连接杆701转动，同时带动第二连接杆702转动，并带动夹头703移动，使得夹头703加紧或松开对钻管4的夹持，第五电机75为第三丝杠74转动提供动力，第三丝杠74进而带动同步块72和凸条73移动，凸条73在凹槽内滑动，同步块72带动移动座71、夹头703移动，调整夹头703相对第五电机75的距离，提高夹头703的夹持范围。
所述夹持机构605还包括导向臂704、导向轮705，所述导向臂704上设有若干导向轮705，将其中一组移动座71上的夹头703替换为导向臂704和导向轮705，导向轮705在夹持钻管4时，导向轮705的车轮中心线与钻管4中间外圆面垂直；
对钻管4进行加装时，夹头703与导向臂704、导向轮705一同夹持钻管4，钻管4一端与钻孔机1安装连接后，夹头703松开，钻孔机1带动钻管4另一端与前一组加装的钻管4一端进行连接，当钻管4向下移动时，导向轮705为钻管4提供导向支撑，避免钻管4发生晃动，可以更快完成安装。
一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构还包括延伸台8、第二电动推杆81、固定杆82、转动板83，所述延伸台8和钻孔机1底部固定连接，延伸台8一侧和转动板83活动连接，转动板83一侧设有与钻管4对应的半圆开口，转动板83一侧设有固定杆82，固定杆82和第二电动推杆81一端活动连接，第二电动推杆81另一端与钻孔机1活动连接；
进行加装钻管4时，钻孔机1与之前的钻管4需要先进行分离，分离前，第二电动推杆81通过固定杆82为转动板83在延伸台8上转动提供动力，转动板83进而相互靠近，转动板83上的半圆开口，进而套设在钻管4顶部外侧，防止钻管4下沉和位置偏移，并对钻管4进行固定，便于钻孔机1与钻管4分离，待钻管4加装完成后，转动板83复位，继续钻孔作业。
实施例2
与实施例1不同的是：
聚合物泥浆的制备方法如下：
聚合物泥浆包括钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺；
钠质膨润土添加量为聚合物泥浆体积8.3%；
氢氧化钠添加量为钠质膨润土体积的0.3％；
羟丙基甲基纤维素添加量为钠质膨润土体积的0.05％；
聚丙烯酰胺的添加量为聚合物泥浆体积的0.002％，聚丙烯酰胺为分子量为800-1000万的非速溶水解型；
先将聚丙烯酰胺进行水解，水解比例为：水解聚丙烯酰胺：氢氧化钠：淡水=10 :1: 600，在铁质搅拌筒搅拌水解聚丙烯酰胺全部分散于水中，并放置1.5天；
再将钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、和水解后的聚丙烯酰胺溶液加水搅拌均匀，形成聚合物泥浆；
搅拌后的聚合物泥浆的相对密度1.26g/cm³，黏度25.3pa·s，含沙率2.5%，胶体率95%，酸碱度为8.3。
实施例3：
与实施例1不同的是：
聚合物泥浆的制备方法如下：
聚合物泥浆包括钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺；
钠质膨润土添加量为聚合物泥浆体积8.1%；
氢氧化钠添加量为钠质膨润土体积的0.5％；
羟丙基甲基纤维素添加量为钠质膨润土体积的0.1％；
聚丙烯酰胺的添加量为聚合物泥浆体积的0.004％，聚丙烯酰胺为分子量为800-1000万的非速溶水解型；
先将聚丙烯酰胺进行水解，水解比例为：水解聚丙烯酰胺：氢氧化钠：淡水=10 :1: 600，在铁质搅拌筒搅拌水解聚丙烯酰胺全部分散于水中，并放置1.5天；
再将钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、和水解后的聚丙烯酰胺溶液加水搅拌均匀，形成聚合物泥浆；
搅拌后的聚合物泥浆的相对密度1.35g/cm³，黏度26.9pa·s，含沙率3.4%，胶体率96.2%，酸碱度为10。
现场测试分析：
随机抽吸实施例1-3中的聚合物泥浆进行现场测试，实施例1-3泥浆指标符合泥浆控制指标：相对密度不小1.25，黏度25-28pa·s，含沙率≤4%，胶体率≥95%，酸碱度8-10，搅拌后混合后的的聚合物泥浆不分散、低固相、粘度高，在深水超厚粉砂地层进行钻孔过程中使用此聚合物泥浆进行辅助时，可以在钻孔内提供有效的支撑，避免出现粉砂土层的大量遇水融化，从而避免塌孔现象的反生。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺，其特征在于，步骤如下：
步骤1）：施工准备：通过履带式承载车带动循环钻孔机移动，并在承载车要施工的位置铺垫钢板，将承载车移动至指定位置，将循环钻孔机与钻孔位置对齐，并预挖设循环池；
步骤2）：循环钻孔机清孔：对桩侧土承载力进行验算，确定钢护筒自动的埋置深度，根据埋置深度用循环钻孔机进行预打孔；
步骤3）：安装钢护筒：将钢护筒放入打好的孔中，待护筒到达孔底后，调整护筒的位置，保证护筒竖直向上，再通过锤击设备对钢护筒进行锤击，直至钢护筒到达计算深度；
步骤4）：钻孔：在钻孔机底部垫设方木，调节钻孔机的水平位置，将提前制备好的聚合物泥浆加入循环池中，钻孔机先进行正循环慢速钻孔，将聚合物泥浆通过砂石泵，泵送向钻头，聚合物泥浆再经过护筒流入循环池中，待钻头进入地层后，进行反循环钻孔，通过砂石泵将孔中的碎砂石、聚合物泥浆抽出，泵向循环池，循环池中的聚合物泥浆经过沉淀后流回钻孔中，提高钻进速度，钻孔时，通过泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，对钻孔机进行自动上管，直至钻至指定深度，再通过泵吸式反循环钻孔机自动上管机构辅助钻管逐一拆卸作业，直至将钻头提出孔内；
其中聚合物泥浆的制备方法如下：
聚合物泥浆包括钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺；
钠质膨润土添加量为聚合物泥浆体积8%-9%；
氢氧化钠添加量为钠质膨润土体积的0.3％-0.5％；
羟丙基甲基纤维素添加量为钠质膨润土体积的0.05％-0.1％；
聚丙烯酰胺的添加量为聚合物泥浆体积的0.002％-0.004％，聚丙烯酰胺为分子量为800-1000万的非速溶水解型；
先将聚丙烯酰胺进行水解，水解比例为：水解聚丙烯酰胺：氢氧化钠：淡水=10 : 1 :600，在铁质搅拌筒搅拌水解聚丙烯酰胺全部分散于水中，并放置1-2天；
再将钠质膨润土、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、和水解后的聚丙烯酰胺溶液加水搅拌均匀，形成聚合物泥浆；
步骤5）：放置钢筋笼：根据桩孔的深度提前扎设钢筋笼支段，将首段钢筋笼向孔内安装，同时预留一部分钢筋笼高出孔面，再将下一段钢筋笼与首段钢筋笼进行扎接，并在扎接处安装限位架，保证钢筋笼在孔内居中放置，按上述动作将剩余将钢筋笼支段逐一扎接，直至扎好的钢筋笼安装至桩孔中；
步骤6）：浇灌混凝土：通过混凝土导管向孔内从深到浅，逐段灌注混凝土；
步骤7）：拆除护筒：通过拆除装置将护筒拔出。
2.根据权利要求1所述的泵吸式反循环深水超厚粉砂地层大直径钻孔灌桩施工工艺，其特征在于，所述步骤4）中一种泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，包括钻孔机、护筒、循环池、钻管、夹取机构，所述钻孔机底侧设有护筒，护筒上设有开口，开口和循环池连通，钻孔机一侧设有夹取机构，夹取机构一侧设有钻管，钻管之间通过螺纹首尾连接；
所述夹取机构包括滑动架、第一电机、导杆、导条、第一丝杠、升降座、第二齿轮箱、第二电机、连接座、转动臂、第一齿轮、第二齿轮、第三电机、第三齿轮箱，所述滑动架和钻孔机一侧固定连接，滑动架顶部设有第一电机，第一电机输出端和第一丝杠连接，第一丝杠两端和滑动架活动连接，滑动架和导杆两端连接，滑动架内壁两侧设有导条，导杆、导条与升降座滑动连接，升降座和第一丝杠通过螺纹连接，升降座一侧设有第二齿轮箱，第二齿轮箱一侧设有第二电机，升降座内侧和连接座活动连接，第二电机输出端通过第二齿轮箱和连接座连接，连接座和转动臂活动连接，转动臂一端设有第一齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，连接座一侧设有第三齿轮箱，第三齿轮箱一侧设有第三电机，第三电机输出端通过第三齿轮箱和第二齿轮连接。
3.根据权利要求2所述的泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，其特征在于，所述转动臂包括第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂、干型滑块、方形滑块、限位腔、圆滑柱、推动板、推动架、限位杆、第二丝杠、第四齿轮箱、第四电机、夹持机构，所述第二连接臂一端、第三连接臂一端均与干型滑块固定连接，干型滑块一端和方形滑块固定连接，第二连接臂另一端设有与干型滑块相对应的滑槽，滑槽一侧设有限位腔，第一连接臂一端与第一齿轮连接，第一连接臂另一端设有与干型滑块相对应的滑槽，滑槽一侧设有限位腔，方形滑块和限位腔滑动连接，第一连接臂与第二连接臂之间、第二连接臂与第三连接臂之间均通过滑槽和干型滑块滑动连接，第一连接臂上的滑槽与第二连接臂上的滑槽呈90度夹角，第一连接臂、第二连接臂的滑槽相邻两侧均设有圆滑柱，圆滑柱和推动板滑动连接，推动板和推动架固定连接，第二连接臂、第三连接臂上均设有方通孔以及与方通孔相邻的第二通孔，方通孔内侧设有一堆限位杆，限位杆之间设有第二丝杠，推动架在方通孔内滑动，推动架和限位杆滑动连接，推动架第二丝杠通过螺纹连接，第二丝杠一端设有第四齿轮箱，第四齿轮箱一侧设有第四电机，第四电机输出端通过第四齿轮箱和第二丝杠连接，第二丝杠两端和方通孔内壁活动连接，第四齿轮箱、第四电机设置于第二通孔内侧，第三连接臂一端设有夹持机构。
4.根据权利要求3所述的泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，其特征在于，所述夹持机构包括移动座、同步块、凸条、第三丝杠、第五电机、推拉齿条、固定块、第一电动推杆、第三齿轮、第一连接杆、第二连接杆、夹头，所述同步块两侧均与凸条固定连接，第三连接臂上设有滑动孔，滑动孔内壁上设有凹槽，同步块和滑动孔滑动连接，凸条和凹槽滑动连接，第三丝杠两端和滑动孔活动连接，第三丝杠和同步块通过螺纹连接，第五电机输出端和第三丝杠一端连接，第五电机和第三连接臂一端连接，同步块两端分别与两组移动座固定连接，每组移动座一侧设有推拉齿条，推拉齿条内侧和固定块滑动连接，固定块和移动座固定连接，固定块一侧设有第一电动推杆，第一电动推杆输出端和推拉齿条连接，推拉齿条两侧均与第三齿轮啮合，第三齿轮内侧和第一连接杆端部连接，第一连接杆一端和移动座活动连接，第一连接杆另一端分别和两组对称的夹头活动连接，第二连接杆一端和移动座活动连接，第二连接杆另一端分别和两组夹头活动连接。
5.根据权利要求4所述的泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，其特征在于，所述夹持机构还包括导向臂、导向轮，所述导向臂上设有若干导向轮，将其中一组移动座上的夹头替换为导向臂和导向轮，导向轮在夹持钻管时，导向轮的车轮中心线与钻管中间外圆面垂直。
6.根据权利要求2所述的泵吸式反循环钻孔机自动上管机构，其特征在于，还包括延伸台、第二电动推杆、固定杆、转动板，所述延伸台和钻孔机底部固定连接，延伸台一侧和转动板活动连接，转动板一侧设有与钻管对应的半圆开口，转动板一侧设有固定杆，固定杆和第二电动推杆一端活动连接，第二电动推杆另一端与钻孔机活动连接。
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