CN209099991U - 一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，包括空压机、工作平台、导管和风管，还设有钢护筒、通水管、水泵、渣篮和三头多孔器，导管为倒L型，其长臂垂直安装于孔壁之中,其短壁与长臂连通并且端口与渣篮相连，风管和通水管从倒L型导管的顶端伸入其长臂中，风管上端与空压机相连，下端与三头多孔器相连，通水管上端与水泵相连，下端接入导管外淤泥沉渣层中，水泵与渣篮相连，相比于传统清孔方式，本实用新型装置清孔彻底，满足沉渣要求；设有三头多孔器，配合通水管下端接入导管外淤泥沉渣层中，气压与水压协作，充分搅动淤泥沉渣，反循环清孔效率大大提高；通过渣篮的设置，过滤后将水重新打入，废渣重新利用、处理方便。

Description

一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置

技术领域

本实用新型涉及建筑施工领域，具体涉及一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置。

背景技术

近年来随着大型工业、民用建筑、高层建筑等工程的涌现，钻孔灌注桩以适应性强、承载力大、成本适中、施工简便等特点成为建筑工程经常采用的基础形式。其中，在桩孔的施工建设过程中，桩孔底部的沉渣如果不彻底清除，那么在施工浇筑过程中就容易产生不均匀沉降，甚至有可能发生基柱整体沉降量过大的情况，非常影响施工质量。

施工过程中灌注桩要求入强风化岩，沉孔后沉渣较多。而钻孔灌注桩清孔的传统方法主要有旋挖钻机回钻清孔、正循环清孔、泵吸反循环清孔。钻机回钻清孔速度快但清渣不彻底，不能满足沉渣要求；正循环清孔效率低，清渣不彻底；泵吸反循环清孔受泵的扬程限制，效率低。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，解决了现有技术中清渣不彻底不满足要求、效率低下、泵吸反循环系统受泵扬程限制的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，包括空压机、工作平台、孔壁、导管和风管，所述气动反循环清孔装置还设有钢护筒、通水管、水泵、渣篮和三头多孔器，所述导管为倒L型，倒L型导管的长臂垂直安装于孔壁之中,倒L型导管的短壁与长臂连通并且端口与渣篮相连；风管和通水管从倒L型导管的顶端伸入其长臂中，倒L型导管下端接入淤泥沉渣层中，风管上端与空压机相连，风管下端与三头多孔器相连，通水管上端与水泵相连，通水管下端接入倒L型导管外淤泥沉渣层中，水泵与渣篮相连，钢护筒固定于所述工作平台下部。

所述风管上端与所述空压机相连，所述风管下端与所属三头多孔器相连，所述通水管上端与所述水泵相连，所述通水管下端接入所述倒L型导管外淤泥沉渣层中，所述水泵与所述渣篮相连，所述钢护筒固定于所述工作平台下部。

作为上述方案的改进，所述渣篮中部设有过滤层，所述水泵与所属渣篮下部相连。

作为上述方案的改进，所述通水管下端在接入所述倒L型导管外淤泥沉渣层中时可设置1至3个分支。

作为上述方案的改进，所述三头多孔器为中空结构，采用奥氏体不锈钢材质，壁厚不小于4mm，与风管的连接方式为满焊。

作为上述方案的改进，所述倒L型导管、风管和通水管均采用不锈钢材质。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，具备以下有益效果：

(1)相比于传统旋挖钻机回钻清孔方法，本实用新型装置清孔彻底，满足沉渣要求。

(2)相比于传统正循环清孔，本实用新型装置，设有三头多孔器，配合通水管下端接入倒L型导管外淤泥沉渣层中，气压与水压协作，充分搅动淤泥沉渣，反循环清孔效率大大提高。

(3)通过渣篮的设置，过滤后将水重新打入地下淤泥层，废渣重新利用、处理方便。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型三头多孔器示意图。

图中：1、空压机，2、工作平台，3、钢护筒，4、孔壁，5、导管，6、风管，7、通水管，8、水泵，9、渣篮，10、三头多孔器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，本实用新型提供一种技术方案，使用气动反循环方式，应用于水利灌桩柱进行清孔，本实用新型的一种实施方式如图1所示，包括空压机1、工作平台2、导管5和风管6，此为本领域项目工程的基础设置，本实用新型的用于水利灌装柱的气动反循环清孔装置所述气动反循环清孔装置还创造性的设有钢护筒3、通水管7、水泵8、渣篮9和三头多孔器10。

在实施过程中，开孔后打入本装置的地下部分，设立孔壁4，将导管5垂直安装于孔壁4之中，随后安装钢护筒3，安装于地面下导管5的上部，用于固定本装置，在地面上设立工作平台2，便于工作、施工，所述导管5为倒L型，倒L型导管5的长臂垂直安装于孔壁4之中,倒L型导管5的短壁与长臂连通并且端口与渣篮9相连；风管6和通水管7从倒L型导管5的顶端伸入其长臂中，倒L型导管5下端接入淤泥沉渣层中，实现清孔的淤泥导出过程，风管6和通水管7安装于所述倒L型导管5中，使用空压机1作为本实用新型的动力装置，所述风管6上端与所述空压机1相连，风管6下端与三头多孔器10相连，所述通水管7上端与所述水泵8相连，所述通水管7下端接入所述倒L型导管5外淤泥沉渣层中，通水管7下端在接入所述倒L型导管5外淤泥沉渣层中时可设置1至3个分支(本实施例中设置为1个分支)，所述水泵8与所述渣篮9相连，渣篮9中部设有过滤层，经渣篮9过滤后的废液层位于渣篮9下部，所述水泵8与渣篮9下部的废液层相连。水泵8将废液通过通水管7打入时，到达通水管7底端时仍存在一定大小的压力，通水管7直接接入淤泥沉渣层中，可将淤泥沉渣层的固体颗粒搅拌、打碎并与液体混合，有利于反循环工作过程的实施，提高了反循环工作过程的效率。

本实用新型原理：空压机1将压缩空气输进风管6,空气经风管6底部排出和泥浆形成气液混合物。孔底沉渣在喷出气体的冲击作用下悬浮起来,由于管内、外液体的密度差,孔内泥浆、空气、沉渣的三相流沿倒L型导管5向上运行,被排出孔口,进入接渣篮9。过滤出泥浆中的沉渣后,过滤后的泥浆又重新进入孔内，反复循环直至孔底沉渣厚度达到规范要求。

参见图1,风管6底部到孔内泥浆顶面深度为h1，从孔内泥浆顶面到倒L型导管5内泥浆顶面高度差为h2,倒L型导管5内三相流密度为ρn,倒L型导管5外液体密度为ρw,则作用与风管6底部液面上内外液体柱压力差为：

ΔP＝ρw*h1-ρn(h1+h2)＝(ρw-ρn)h1-ρn*h2……①

正是这个压力差,驱动倒L型导管5内风管6底口以上的三相流沿倒L型导管5上升,并克服循环过程中的各种阻力,形成反循环。考虑到供气管道的压力损失,故空气压力应按下式计算:

ΔP＝ρn*h1/102+Ps……②

式中:Ps供气管道压力损失,一般取0.05～0.1MPa。

由①式可以看出,管外泥浆密度ρw和h1、h2相对稳定的情况下,降低三相流的密度ρn(通过增大压气量实现)将提高驱动气举反循环的压力差,因此送往孔内的空气流量和压力是影响气举反循环排渣能力的重要参数；h1越大，h2越小则压力差越大，所以当孔内缺浆时不能形成反循环，应保持孔内泥浆面达到合适高度从而增大h1减小h2；ρw为三相流密度，当孔内泥浆固相所占比例较大时也不能形成反循环，只有在ρw相对小的情况下，增大ρw与ρn的差值才能提高清孔效率。

由②式可以看出，空压机1的选择应有P确定，主要受h1和ρn控制。当孔较深，泥浆比重较大时所需的压力较大。因此要根据工程的实际桩长计算P确定空压机1型号；尽最大的可能减小Ps，应经常检查风管6是否漏气，接头处是否严密使压力损失减到最小。

参阅图2，示出了本实用新型三头多孔器10结构，所述三头多孔器10结构安装于风管6下端的淤泥沉渣层中，所述三头多孔器10为中空结构，采用奥氏体不锈钢材质，壁厚不小于4mm，与风管6的连接方式为满焊，具有三个分支，每个分支上开设有多个小孔，空压机1将气体压入后，通过风管6进入所述三头多孔器10中，气体通过多个小孔排除三头多孔器10，加大了与淤泥沉渣层的接触面积，利于淤泥沉渣在气体的冲击下悬浮起来，进而有利于反循环过程的进行，提高反循环过程的效率。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于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它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，包括空压机、工作平台、导管和风管，其特征在于，所述气动反循环清孔装置还设有钢护筒、通水管、水泵、渣篮和三头多孔器；

所述导管为倒L型，所述倒L型导管的长臂垂直安装于孔壁之中,所述倒L型导管的短壁与长臂连通并且端口与所述渣篮相连，所述风管和所述通水管从所述倒L型导管的顶端伸入其长臂中，所述倒L型导管下端接入淤泥沉渣层中，所述风管上端与所述空压机相连，所述风管下端与所述三头多孔器相连，所述通水管上端与所述水泵相连，所述通水管下端接入所述倒L型导管外淤泥沉渣层中，所述水泵与所述渣篮相连，所述钢护筒固定于所述工作平台下部。

2.根据权利要求1所述的用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，其特征在于，所述渣篮中部设有过滤层，所述水泵与所述渣篮下部相连。

3.根据权利要求1所述的用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，其特征在于，所述通水管下端在接入所述倒L型导管外淤泥沉渣层中时可设置1至3个分支。

4.根据权利要求1所述的用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，其特征在于，所述三头多孔器为中空结构，采用奥氏体不锈钢材质，壁厚不小于4mm，与风管的连接方式为满焊。

5.根据权利要求1所述的用于水利灌桩柱的气动反循环清孔装置，其特征在于，所述倒L型导管、风管和通水管均采用不锈钢材质。