CN203145866U - 灌注桩二次清孔设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及清孔设备的技术领域，公开了灌注桩二次清孔设备，包括泥浆泵，以及通过旋转泥浆、将含有沉渣的泥浆进行浆渣分离的旋流器，泥浆泵与旋流器通过软管连接，旋流器连接有置于桩孔的孔口液面下的砼灌注导管，旋流器中具有供泥浆旋转的倒置锥形液腔，旋流器下端设有供泥浆中沉渣排出的出渣口，软管、砼灌注导管以及出渣口分别连通液腔。二次清孔设备采用了旋流器，利用旋流器锥形液腔产生离心力，分离大小颗粒的方式进行渣浆分离泥浆被泵入孔底前将泥浆中的粗颗粒预先排出，进行浆渣有效分离，清孔效果好，大大节约灌注桩的清孔时间，处理工艺简单，占地面积小，安装简单，人工搬移，运行能力强，运行费用低。

Description

灌注桩二次清孔设备

技术领域

本实用新型涉及清孔设备的技术领域，尤其涉及灌注桩二次清孔设备。 

背景技术

随着高层、超高层建筑物的日益增多，大直径、超深灌注桩（指桩径φ≥1500mm、孔深L≥50m的灌注桩）的使用越来越广泛，其具有成孔直径大、单桩单柱、单桩承载能力大以及桩身质量要求高等特征。 

由于在灌注桩的施工过程中，桩孔中会出现大量的沉渣，这些沉渣会沉淀在桩孔的底部，从而会阻碍灌注桩的施工以及灌注桩的质量等，实际施工过程中，一般都利用清孔设备对灌注桩的桩孔进行二次清孔操作，以清除灌注桩的桩孔孔底的沉渣。 

现有技术中，一般采用正循环以及反循环工艺对灌注桩的桩孔进行清孔操作。 

如图1所示，为采用正循环工艺对灌注桩二次清孔的原理示意图。泥浆泵5泵送的泥浆通过砼灌注导管3送到灌注桩的桩孔1底部悬浮，该泥浆可以携带桩孔1底部的沉渣，然后，携带了沉渣的泥浆通过砼灌注导管3与桩孔1内壁之间的环状空间返回沉淀池7；从而，沉渣则沉淀在深沉池7中，优质泥浆测流入泥浆池2中，再反复循环使用。采用该正循环工艺进行清孔操作，需要使用泥浆泵5，且需要定期对沉淀池7中的沉渣进行清理；由于桩孔1的内径较大以及桩孔1超深，从而对进行循环的泥浆的性能要求较高，且清孔的时间较长，清孔效果也差，难以保证桩孔1底部的沉渣满足规范要求。 

如图2所示，为采用反循环工艺对灌注桩二次清孔的原理示意图。其利用专用的反循环泥浆泵5的抽吸作用，在砼灌注导管3内腔造成负压状态，在大 气压力作用下，处在砼灌注导管3与桩孔1内壁之间环状空间中的泥浆流向桩孔1底部，被吸入砼灌注导管3中，随即上升至地面的沉淀池7中，沉渣沉淀在沉淀池7中，优质泥浆则流经泥浆池2，再返回桩孔1中重复循环。该反循环清孔过程中，所需的设备的管路布设较复杂，现场操作专业性强，具有一定的难度；同时，由于单各灌注桩的施工时间长，有的灌注桩施工时间约15天，桩孔1内沉渣厚度大，加上桩孔1直径大、桩孔1深，清孔时会抽排出超大量的废浆、废渣，给现场文明施工管理带来困难，并大大增加泥浆外运费用。。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供灌注桩二次清孔设备，旨在解决现有技术中的清孔设备结构复杂、操作不便、清孔时间较长、清孔效果差以及施工不环保的问题。 

本实用新型是这样实现的，灌注桩二次清孔设备，包括用于抽排灌注桩桩孔内含有沉渣的泥浆的泥浆泵，以及通过旋转泥浆、将含有沉渣的泥浆进行浆渣分离的旋流器，所述泥浆泵与所述旋流器通过软管连接，所述旋流器连接有置于所述桩孔的孔口液面下的砼灌注导管，所述旋流器中具有供泥浆旋转的倒置锥形液腔，所述旋流器下端设有供泥浆中沉渣排出的出渣口，所述软管、砼灌注导管以及出渣口分别连通所述液腔。 

进一步地，所述旋流器包括外壳，所述液腔设于所述外壳中，所述外壳上端设有用于连接所述砼灌注导管的溢流口，所述外壳侧壁设有用于连接所述软管的进浆口，所述出渣口设于所述外壳下端，所述进浆口及所述出渣口分别连通所述液腔。 

进一步地，所述外壳包括呈倒置锥形的锥形壳以及连接在锥形壳上端呈空心状的筒状壳，所述液腔形成与所述锥形壳中，所述溢流口设于所述筒状壳上端，所述进浆口设于所述锥形壳侧壁，所述出渣口设于所述锥形壳下端。 

进一步地，沿所述锥形壳侧壁向外延伸有外切于所述锥形壳的进浆管，所 述进浆口设于所述进浆管中。 

进一步地，所述筒状壳上端向外延伸设有溢流管，所述溢流口设于所述溢流管中。 

与现有技术相比，本实用新型的二次清孔设备采用了旋流器，利用旋流器锥形液腔产生离心力，分离大小颗粒的方式进行渣浆分离泥浆被泵入孔底前将泥浆中的粗颗粒预先排出，进行浆渣有效分离，清孔效果好，大大节约灌注桩的二次清孔时间，处理工艺简单，占地面积小，安装简单，人工搬移，运行能力强，运行费用低。 

附图说明

图1是现有技术中采用正循环工艺对灌注桩进行二次清孔的原理示意图； 

图2是现有技术中采用反循环工艺对灌注桩进行二次清孔的原理示意图； 

图3是本实用新型实施例提供的灌注桩二次清孔设备处于工作状态时的结构示意图。 

图4是本实用新型实施例提供的旋流器的主视示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述。 

如图3～4所示，为本实用新型提供的一个较佳实施例。 

在施工工地中，经常需要施工大直径、超深的灌注桩，灌注桩成孔完成以后，桩孔1的底部会沉淀大量的沉渣，本实施例提供的灌注桩二次清孔设备用于清除桩孔1底部的沉渣。 

本实施例中的灌注桩二次清孔设备包括泥浆泵5以及旋流器6，泥浆泵5 用于抽排灌注桩桩孔1内含有沉渣的泥浆，且泥浆泵5连接有管道，该管道延伸在泥浆池2中，当然，泥浆池2中也设置了共沉渣沉淀的沉淀池7，由于沉渣比泥浆重，所以沉淀池7位于泥浆池2下。旋流器6通过软管4连接在泥浆泵5上，该旋流器6可以将进入其中的泥浆进行旋转，从而使得含有沉渣的泥浆进行浆渣分离，其内部设有呈倒锥形的液腔67，含有沉渣的泥浆可以在该液腔67中进行旋转，其下端设有出渣口64，分离出来的沉渣可以通过该出渣口64排出外部，进入落入沉淀池7中；旋流器6上端还连接有砼灌注导管3，上述的软管4、出渣口64以及砼灌注导管3都连通液腔67，砼灌注导管3一端连接在旋流器6上，另一端延伸到桩孔1的孔口液面下，这样，从旋流器6中出来的泥浆通过该砼灌注导管3进入桩孔1中，接着泥浆则通过砼灌注导管3与桩孔1侧壁之间的间隙流至泥浆池2中，由泥浆泵5的作用，再一次进入旋流器6中。 

利用上述的二次清孔设备对灌注桩进行清孔，其具有以下特点： 

1）、采用旋流器6，可以大大节约灌注桩的清孔时间，大大提高单机施工效率，例如，对于直径为φ1200mm、孔深30m左右的桩孔1，一般清孔时间约需至少6h～8h，采用泥浆旋流器6后，清孔时间可大大缩短为2h～3h； 

2）、使用旋流器6后，泥浆中的粗颗粒等沉渣可以及时被排出，减少了沉渣重复循环进入桩孔1，且泥浆性能得到改善，清孔效果好，工程验收抽芯检测结果显示，使用旋流器6清孔后，桩身孔底沉渣均较大低于设计和规范要求； 

3）、处理工艺简单。采用上述的二次清孔设备对灌注桩进行二次清孔时，只需要在泥浆循环系统中处于地面的软管4中接入旋流器6，即可实现浆渣分离，其处理工艺简单；同时，管理便利，只需安排人员巡查运行状况，及时清理旋流器6出渣口64的出渣情况； 

4）、泥浆旋流器6装置体积小，占地面积小，安装简单，人工搬移，运行能力强，运行费用低； 

5）、旋流器6成套装置采购费用约2000～3000元，使用时间长，性价比 高。 

本实施例中，上述的旋流器6包括外壳，该外壳中设有上述的呈倒置锥形的液腔67，外壳的上端设有用于连接砼灌注导管3的溢流口，外壳侧壁设有用于连接软管4的进浆口，外壳下端设有上述供沉渣流出的出渣口64，溢流口、进浆口及出渣口64分别连通液腔67。 

上述的旋流器6的工作过程如下： 

当泥浆泵5抽取的泥浆通过软管4及进浆口进入到液腔67中，其具有一定压力和流速，这样，泥浆进入液腔67后，则会以很快的速度沿液腔67内壁旋转，产生强烈的三维椭圆强旋转剪切湍流运动，由于粗颗粒与细颗粒之间存在粒度差（或密度差），其受到的离心力、向心浮力、液体曳力等大小不同，在离心力和重力的作用下，粗颗粒克服水力阻力向器壁运动，并在自身重力的共同作用下，沿着液腔67内壁螺旋向下运动，细而小的颗粒及大部分泥浆则因所受的离心力小，未及靠近液腔67内壁，即随泥浆做回转运动，在后续泥浆的推动下，颗粒粒径由液腔67中心向内壁越来越大，形成分层排列。随着泥浆从旋流器6的进浆口不断流入，流动断面越来越小，在外层泥浆收缩压迫之下，含有大量细小颗粒的内层泥浆不得不改变方向，转而向上运动，形成内旋流，自溢流口排出，通过砼灌注导管3，进入桩孔1底部；而粗大颗粒则继续沿液腔67内壁螺旋向下运动，形成外旋流，最终外壳下端的出渣口64排出，成为沉渣，从而达到泥浆浆渣分离的目的和效果。 

上述中的外壳包括呈倒锥形的锥形壳66以及连接在锥形壳66上端呈空心状的筒状壳65，液腔67形成在锥形壳66中，溢流口设于筒状壳65上端，进浆口设于锥形壳66侧壁，出渣口64设于锥形壳66下端。 

具体地，沿锥形壳66侧壁向外延伸有外切于锥形壳66的进浆管63，上述的进浆口设于进浆管63中，这样，通过进浆口进来的泥浆才可以形成较为较大的切向力，环绕液腔67内壁转动，形成螺旋运动。 

筒状壳65上端向外延伸设有溢流管62，溢流口设于溢流管62中，这样， 液腔67向上运动的泥浆可以通过该溢流口，进而流入砼灌注导管3，进入到桩孔1底部。 

上述利用灌注桩施工工艺流程如下： 

先利用外部设备冲击成孔至设计的入岩深度，再进行一次情况，接着制作钢筋笼，并将钢筋笼放置在桩孔1中，在灌注桩的桩孔1中下砼灌注导管3，接着安放旋流器6，利用旋流器6形成的二次情况设备对灌注桩的桩孔1进行二次清孔，在清孔的过程中，检查旋流器6的排渣情况，当二次清孔完毕后，测量桩孔1孔底的沉渣情况，在灌注桩桩孔1中灌注水下砼，成桩，并将旋流器6收起，清洗，维护。 

在上述的施工过程中，还需要主要以下操作要点： 

1）、旋流器6的安放 

（1）、钢筋笼、砼灌注导管3下入后，安装二次清孔设备，包括：泥浆泵5、泥浆旋流器6及软管4等； 

（2）、孔口灌注导管连接，要求密封紧密； 

（3）、旋流器6安装前，检查出渣阀门、接口等位置的完好状况，确保旋流器6正常工作； 

（4）、旋流器6的溢流口与砼灌注导管3相连，进浆口用软管4与泥浆泵5连接，形成旋流器6泥浆循环系统，接口用铁丝绑扎牢靠； 

（5）、旋流器6安装完成后，进行系统检查，如：检查各管口联接位置的牢固程度，用铁丝扎牢绑紧，防止脱落；检查整体连接的密封性，防止清孔时，泥浆发生渗漏； 

（6）、旋流器6安装要求操作迅速，以减少桩孔1底沉渣积聚； 

（7）、旋流器6出渣口64下挖设沉淀池7，防止排出岩渣四溢外流。 

2）、旋流器6清孔 

（1）、二次清孔时，采用泥浆正循环清孔，清孔前对泥浆池2、沉淀池7、循环沟进行清渣，并调整泥浆性能； 

（2）、清孔过程中，不断置换孔内泥浆，直至灌注水下混凝土； 

（3）、清孔时，对旋流器6底出渣口64排出的沉渣及时进行清理； 

（4）、清孔过程中，派专人注意旋流器6工作状态，及时排除故障，特别注意出渣口64是否堵塞，保证正常工作；如出现旋流器6进浆口吸入块石、牡蛎壳及水泥块等较大异物时，会使进浆速度降低，应立即予以清除；旋流器6如果进口泥浆中的固相粗颗粒含量过高，或出渣口64的阀门调节过小，会使旋流器6过载，导致出渣口64堵塞，可通过调节底部阀门，以保持底部排渣通畅； 

（5）、二次清孔时，定期测试桩孔1内泥浆指标和桩孔1底部沉渣厚度；浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.20，含砂率不大于6%，黏度不大于28s；孔底沉渣须满足设计和规范要求。 

3）、旋流器6的清理及维护 

（1）、灌注砼完成后，旋流器6拆除后转入下一根桩的施工； 

（2）、旋流器6使用完成后，派专人进行清理，清除液腔67的沉积物，保持良好使用状态； 

（3）、旋流器6液腔67受粗颗粒长时间的高速撞击，容易受损局部变薄，如不能满足正常使用则予以调换。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.灌注桩二次清孔设备，其特征在于，包括用于抽排灌注桩桩孔内含有沉渣的泥浆的泥浆泵，以及通过旋转泥浆、将含有沉渣的泥浆进行浆渣分离的旋流器，所述泥浆泵与所述旋流器通过软管连接，所述旋流器连接有置于所述桩孔的孔口液面下的砼灌注导管，所述旋流器中具有供泥浆旋转的倒置锥形液腔，所述旋流器下端设有供泥浆中沉渣排出的出渣口，所述软管、砼灌注导管以及出渣口分别连通所述液腔。 

2.如权利要求1所述的灌注桩二次清孔设备，其特征在于，所述旋流器包括外壳，所述液腔设于所述外壳中，所述外壳上端设有用于连接所述砼灌注导管的溢流口，所述外壳侧壁设有用于连接所述软管的进浆口，所述出渣口设于所述外壳下端，所述进浆口及所述出渣口分别连通所述液腔。 

3.如权利要求2所述的灌注桩二次清孔设备，其特征在于，所述外壳包括呈倒置锥形的锥形壳以及连接在锥形壳上端呈空心状的筒状壳，所述液腔形成与所述锥形壳中，所述溢流口设于所述筒状壳上端，所述进浆口设于所述锥形壳侧壁，所述出渣口设于所述锥形壳下端。 

4.如权利要求3所述的灌注桩二次清孔设备，其特征在于，沿所述锥形壳侧壁向外延伸有外切于所述锥形壳的进浆管，所述进浆口设于所述进浆管中。 

5.如权利要求3或4所述的灌注桩二次清孔设备，其特征在于，所述筒状壳上端向外延伸设有溢流管，所述溢流口设于所述溢流管中。 

Images