CN214993774U

CN214993774U - 带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备

Info

Publication number: CN214993774U
Application number: CN202022581460.1U
Authority: CN
Inventors: 徐守田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-12-03
Anticipated expiration: 2030-11-10

Abstract

本实用新型涉及一种带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其目的旨在克服灌注桩施工过程中存在的大量泥浆排放和外运造成的环境污染和桩端沉渣、缩径造成的承载力不足的问题。其结构包括钻/冲孔装置、泥浆循环系统、泥浆分离系统和清渣装置。泥浆循环系统和泥浆分离系统配合工作，利用泥浆粗分离机和泥浆处理机排出大块沉渣，并采用泥浆检测仪对回收泥浆质量进行检测，保证泥浆排出沉渣后的重复利用；清渣装置通过泥浆短循环对桩孔内沉渣进行彻底清理和孔壁加固，实现泥浆不落地，对城市道路卫生环境、文明工地有明显公共社会效益；桩不缩径，钢筋笼不上浮，桩端无沉渣，承载力有效使用；机械设备系统化、自动化，节约人工成本。

Description

带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备

技术领域

本实用新型涉及一种带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，属于建筑施工技术领域。

背景技术

随着国民经济的发展，民用与工业建筑逐步高层化，对桩基础的质量有了更高的要求，灌注桩得到设计单位及建设单位的认可。常见的桩类型为预制桩、混凝土灌注桩。预制桩缺点是：挤土承载力低，桩端不能打入硬质土层和岩石层，桩周围地面易隆起，引起邻桩上浮，容易出现断桩，焊接质量难控制，抗腐蚀能力差；混凝土灌注桩承载力、抗拔、抗剪、耐腐蚀均优于其他桩型，广泛应用于各类高层和高类别建筑工程。

伴随各地创建卫生城市、创建文明城市活动开展，对建筑工地的环境卫生要求越来越高。传统灌注桩因施工工艺限制，每颗桩基成孔作业均需在地面上开挖泥浆池及泥浆循环沟，且钻孔过程中需要不间断的配置液体泥浆，不但增加成本切施工进度慢，这导致施工场地遍布泥浆池及泥浆沟，影响工地环境卫生，泥浆外运过程存在抛洒滴漏，影响城市道路及环境卫生，无法达到卫生、文明工地要求。

专利CN102704873A公开了一种自带泥浆池及泥浆分离装置钻/冲孔灌注桩的施工设备，采用可移动的自带泥浆池解决了每施工一根桩都要在地面上挖一个泥浆池和一条泥浆循环沟，导致施工现场遍布泥浆池和泥浆沟污染环境的技术问题。桩基钻孔至设计深度或钻机下沉困难时，改用桩机自带的冲击锤，锤击使桩孔继续下沉至入岩，通过冲击锤入岩及扩孔，使桩体产生更高的承载力。

但在实际施工过程中，泥浆排放和大量泥浆外运，造成泥浆抛洒滴漏，影响城市道路卫生及导致下水管网淤堵；桩端沉渣不易清除，影响承载力，降低使用效果，增加施工成本；易造成缩径，影响桩身质量和施工效率。

发明内容

本实用新型提出的是一种带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其目的旨在克服灌注桩施工过程中存在的上述不足，改进施工工艺，增加设备功能。

本实用新型的技术解决方案：

带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，结构包括钻/冲孔装置、泥浆循环系统、泥浆分离系统和清渣装置。钻/冲孔装置设于桩孔的上方，进行钻/冲孔作业；泥浆循环系统、泥浆分离系统设于打桩机架2上，所述泥浆分离系统嵌入泥浆循环系统中；桩孔成孔后，清渣装置安装在钻杆接口处，配合完成混凝土灌注。

所述钻/冲孔装置包括钻机1，打桩机架2，钻杆3，钻头4和冲击锤17。钻机1、钻杆3和钻头4依次相连，冲击锤17通过钢丝绳和滑轮组与钻机1、打桩机架2相连接。

所述泥浆分离系统包括泥浆粗分离机12、泥浆沉淀池13和泥浆处理机14。泥浆粗分离机12安装在打桩机架2上方，与泥浆沉淀池13连接；泥浆沉淀池13后方设有泥浆处理机14；泥浆循环系统将泥浆从桩孔中抽出后，经过泥浆粗分离机12初步分离泥浆和大颗粒泥土沉渣，初步分离后的泥浆流入泥浆沉淀池13，经泥浆处理机14处理后，流回泥浆循环系统。

所述泥浆循环系统结构包括出浆管5、反循环泵6、自带泥浆池7、正循环泵8、吸浆口9、切换阀11。所述自带泥浆池7安装在打桩机架2下方，自带泥浆池7连通泥浆沉淀池13，所述正循环泵8设于自带泥浆池7内部，正循环泵8通过管道连接吸浆口9；出浆管5一端与钻机连接，另一端通过切换阀11与反循环泵6连接，转换阀11控制泥浆的流向。

所述清渣装置包括泥浆泵18、导管19和清渣筒20。清渣筒20与桩孔护筒连接，导管19顶部安装泥浆泵18。

作为优选方案，所述泥浆粗分离机12结构包括进浆口12-1，链轴12-2，网式链板12-3，电机12-4，齿轮12-5，粗分离机支架12-6。粗分离机支架12-6安装在打桩机架2上方；进浆口12-1连接反循环泵6；电机12-4和齿轮12-5传动连接，链轴12-2穿过网式链板12-3的套筒，共同构成传送带。所述网式链板12-3下方为泥浆沉淀池13。

作为优选方案，所述泥浆处理机14可拆卸地安装在泥浆沉淀池13后方，泥浆处理机14可独立工作。

作为优选方案，所述自带泥浆池7内部设有泥浆检测仪15，检测自带泥浆池7内泥浆是否合格；前端设有泥浆流量控制阀7-1，与吸浆口9连接。

作为优选方案，所述桩孔处设有护筒10，护筒10顶部内侧设有止水圈10-1；护筒10上方设有泥浆回收筒16，所述泥浆回收筒16底部设有止水槽16-1，护筒10与泥浆回收筒16通过止水圈10-1和止水槽16-1配合连接，泥浆回收筒16位于地面以上。泥浆回收筒16内泥浆重量产生正压力作用于桩孔壁上，平衡桩孔壁与泥浆重量比产生的负压力，避免桩孔缩径和塌孔。

作为优选方案，所述清渣筒20包括拦渣网20-1，泥浆旋流管20-2，旋流喷嘴20-3，泥浆回收管20-4。拦渣网20-1可拆卸地安装在清渣筒20底孔内侧，泥浆旋流管20-2和泥浆回收管20-4共同连接所述导管19，连接处分别设有阀门，控制导管19泥浆流向；泥浆旋流管20-2上设有若干个旋流喷嘴20-3。

一种带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其施工方法包括以下步骤：

1）按照图纸放线，确定桩位坐标，将灌注桩施工设备移动至桩位，护筒下沉，钻头4和冲击锤17配合切土下沉；

2）在自带泥浆池7中配置泥浆，开启泥浆循环系统和泥浆分离系统；泥浆通过出浆管5、反循环泵6进入泥浆粗分离机12，进行初步分离，泥浆落入泥浆粗分离机12下方的泥浆沉淀池13；沉淀后的泥浆清液流回自带泥浆池7，检测合格后经流量控制阀7-1流回桩孔循环使用；泥浆粗分离机12和泥浆处理机14处理得到的沉渣集中储存处理；

3）桩孔成孔后，桩机移入下一桩位，下钢筋笼并安装所述清渣装置；开启泥浆泵18，桩孔内泥浆及沉渣经导管19吸入泥浆漩流管20-2，经旋流喷嘴20-3顺时针喷出，流入拦渣网20-1进行过滤；

4）沉渣清零后，导管19连接混凝土加料斗灌注混凝土，桩孔内泥浆流回清渣筒20；将泥浆处理机14拆卸并转移安装在桩孔附近，泥浆回收管20-4通过泥浆处理机14连接至自带泥浆池7；开启泥浆泵18，切换阀门至泥浆回收管20-4，将剩余泥浆进行处理并引流回自带泥浆池7中；

5）混凝土灌注浇筑完成后，提起清渣筒20和拦渣网20-1，沉渣自动落下。

本实用新型的有益效果：

1）泥浆自行处理循环回收利用，实现泥浆不落地，对城市道路卫生环境、文明工地有明显公共社会效益；

2）桩不缩径，钢筋笼不上浮，桩端无沉渣，承载力有效使用；

3）机械设备系统化、自动化，节约人工成本。

附图说明

附图1是带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备结构示意图。

附图2是灌注桩施工设备冲击锤结构示意图。

附图3是泥浆分离系统的泥浆粗分离机结构示意图。

附图4是清渣装置的立面结构示意图。

附图5是清渣装置的结构俯视图。

附图6是清渣装置的施工工艺演示图。

附图中1是钻机，2是打桩机架，3是钻杆，4是钻头，5是出浆管，6是反循环泵，7是自带泥浆池，7-1是泥浆流量控制阀，8是正循环泵，9是吸浆口，10是护筒，10-1是止水圈，11是切换阀，12是泥浆粗分离机，12-1是进浆口，12-2是链轴，12-3是网式链板，12-4是电机，12-5是齿轮，12-6是粗分离机支架，13是泥浆沉淀池，14是泥浆处理机，15是泥浆检测仪，16是泥浆回收筒，16-1是止水槽，17是冲击锤，18是泥浆泵，19是导管，20是清渣筒，20-1是拦渣网，20-2是泥浆旋流管，20-3是旋流喷嘴，20-4是泥浆回收管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步解释说明。

对照附图1，带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，结构包括钻/冲孔装置、泥浆循环系统、泥浆分离系统和清渣装置。钻/冲孔装置包括钻机1，打桩机架2，钻杆3，钻头4和冲击锤17。钻机1、钻杆3和钻头4依次相连，位于桩孔正上方。桩孔处设有护筒10，护筒10顶部内侧设有止水圈10-1；护筒10上方设有泥浆回收筒16，所述泥浆回收筒16底部设有止水槽16-1，护筒10与泥浆回收筒16通过止水圈10-1和止水槽16-1配合连接，泥浆回收筒16位于地面以上。泥浆回收筒16内泥浆重量产生正压力作用于桩孔壁上，平衡桩孔壁与泥浆重量比产生的负压力，避免桩孔缩径和塌孔。

泥浆分离系统包括泥浆粗分离机12、泥浆沉淀池13和泥浆处理机14。泥浆粗分离机12安装在打桩机架2上方，与泥浆沉淀池13连接；泥浆沉淀池13后方设有泥浆处理机14；泥浆循环系统将泥浆从桩孔中抽出后，经过泥浆粗分离机12初步分离泥浆和大颗粒泥土沉渣，初步分离后的泥浆流入泥浆沉淀池13，经泥浆处理机14处理后，流回泥浆循环系统。泥浆处理机14可拆卸地安装在泥浆沉淀池13后方，泥浆处理机14可独立工作。

泥浆循环系统结构包括出浆管5、反循环泵6、自带泥浆池7、正循环泵8、吸浆口9、切换阀11。所述自带泥浆池7安装在打桩机架2下方，自带泥浆池7连通泥浆沉淀池13，所述正循环泵8设于自带泥浆池7内部，正循环泵8通过管道连接吸浆口9；出浆管5一端与钻机连接，另一端通过切换阀11与反循环泵6连接，转换阀11控制泥浆的流向。自带泥浆池7内部设有泥浆检测仪15，检测自带泥浆池7内泥浆是否合格；自带泥浆池7前端设有泥浆流量控制阀7-1，与吸浆口9连接。

对照附图2，桩基钻孔至设计深度或钻机1下沉困难时，改用桩基自带的冲击锤17，锤击使桩孔继续下沉至入岩，通过冲击锤17入岩及扩孔，使桩体产生更高的承载力。

对照附图3，泥浆粗分离机12结构包括进浆口12-1，链轴12-2，网式链板12-3，电机12-4，齿轮12-5，粗分离机支架12-6。粗分离机支架12-6安装在打桩机架2上方；进浆口12-1连接反循环泵6；电机12-4和齿轮12-5传动连接，链轴12-2穿过网式链板12-3的套筒，共同构成传送带。所述网式链板12-3下方为泥浆沉淀池13。泥浆通过进浆口12-1进入泥浆粗分离机，进行初步分离。

对照附图4-5，清渣装置包括泥浆泵18、导管19和清渣筒20。清渣筒20与桩孔护筒连接，导管19顶部安装泥浆泵18。清渣筒20包括拦渣网20-1，泥浆旋流管20-2，旋流喷嘴20-3，泥浆回收管20-4。拦渣网20-1可拆卸地安装在清渣筒20底孔内侧，泥浆旋流管20-2和泥浆回收管20-4共同连接所述导管19，连接处分别设有阀门，控制导管19泥浆流向；泥浆旋流管20-2上设有若干个旋流喷嘴20-3。

2）在自带泥浆池7中配置泥浆，开启泥浆循环系统和泥浆分离系统；泥浆通过出浆管5、反循环泵6进入泥浆粗分离机12，进行初步分离，泥浆落入泥浆粗分离机12下方的泥浆沉淀池13；沉淀后的泥浆清液流回自带泥浆池7，检测合格后循环使用；泥浆粗分离机12和泥浆处理机14处理得到的沉渣集中储存处理；

3）桩孔成孔后，桩机移入下一桩位，下钢筋笼并安装所述清渣装置；如附图6-A所示，开启泥浆泵18，桩孔内泥浆及沉渣经导管19吸入泥浆漩流管20-2，经旋流喷嘴20-3顺时针喷出，流入拦渣网20-1进行过滤；

5）如附图6-B所示，混凝土灌注浇筑完成后，提起清渣筒20和拦渣网20-1，沉渣自动落下。

实施例1

连云港巨龙花园房地产开发有限公司开发的两栋34层，高100米高层住宅楼，建筑面积地上约3.2万平方米，地下室建筑面积约1万平方米，项目位于连云港市海连东路南，巨龙路东，项目地处巨龙商圈人流密集，开工时正处于连云港市创建文明卫生城市时期。项目设计钻孔灌注桩主桩φ800mm264根，桩长36米，单桩承载力5800KN，地下室桩φ600mm180根，桩长36米，承载力3800KN，要求桩端进入中等风化岩800mm，地下3-5米为杂堆土、老地基石块淤泥15-18米，黏土粉沙层、沙层约10米，强风化及中风化岩根据勘察报告摩阻力计算明显不够，需入岩依靠桩端阻力，最主要嵌入岩石需无沉渣。采用泥浆分离循环灌注桩施工设备及工艺，围护桩450根直径800mm桩长18米，采用汽车反循环钻机。

施工结束后，检测单位静载检验12根桩承载力均公寓12000KN，下沉15mm-20mm，属于受压回弹，卸载后桩回弹5mm，证明桩端嵌入中等风化岩且桩底无沉渣，声波检测小应变为一类桩，经建设方会同质监站监理等有关部门一次验收合格。

实施例2

江苏德源药业有限公司试验楼位于连云港市开发区，设计钻孔灌注桩126根，直径600mm，桩长22米，承载力设计值1800KN。

地质情况，地表上2米杂堆土，淤泥16-18米，1-2米黏土加碎石，1-2米强风化岩麻岩，桩侧摩擦力很小，80%以上靠桩端阻力承受上部荷载。

工程施工结束经过静载试验承载力达4000KN，大应变小应变检测均满足设计要求。

实施例3

连云港新田科技开发有限公司6号厂房位于连云港市经济技术开发区珠江路北云台山路西，设计钻孔灌注桩116根，直径600mm，桩长7-12米，承载力2600KN，根据地质勘察报告地下2米回填杂土3-9米淤泥黏土层很小，下层是强风化岩，桩承载力主要靠桩端阻力和桩入岩石阻力来承受上部荷载，施工结束后，经静压试验承载力达5200KN，大小应变检验均为一类桩，经质监站建设方监理验收合格。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于包括钻/冲孔装置、泥浆循环系统、泥浆分离系统和清渣装置四部分；钻/冲孔装置设于桩孔的上方，进行钻/冲孔作业；泥浆循环系统、泥浆分离系统设于打桩机架（2）上，所述泥浆分离系统嵌入泥浆循环系统中；桩孔成孔后，清渣装置安装在钻杆接口处，配合完成混凝土灌注。

2.根据权利要求1所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述钻/冲孔装置包括钻机（1），钻杆（3），钻头（4）和冲击锤（17）；钻机（1）、钻杆（3）和钻头（4）依次相连，冲击锤（17）通过钢丝绳和滑轮组与钻机（1）、打桩机架（2）相连接。

3.根据权利要求1所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述泥浆分离系统包括泥浆粗分离机（12）、泥浆沉淀池（13）和泥浆处理机（14）；泥浆粗分离机（12）安装在打桩机架（2）上方，与泥浆沉淀池（13）连接；所述泥浆处理机（14）可拆卸地安装在泥浆沉淀池（13）后方。

4.根据权利要求3所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述泥浆粗分离机（12）结构包括进浆口（12-1），链轴（12-2），网式链板（12-3），电机（12-4），齿轮（12-5），粗分离机支架（12-6）；粗分离机支架（12-6）安装在打桩机架（2）上方；进浆口（12-1）连接泥浆循环系统；电机（12-4）和齿轮（12-5）传动连接，链轴（12-2）穿过网式链板（12-3）的套筒，共同构成传送带结构；所述网式链板（12-3）正下方为泥浆沉淀池（13）。

5.根据权利要求1所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述泥浆循环系统结构包括出浆管（5）、反循环泵（6）、自带泥浆池（7）、正循环泵（8）、吸浆口（9）、切换阀（11）；所述自带泥浆池（7）安装在打桩机架（2）下方，自带泥浆池（7）连通泥浆分离系统；所述正循环泵（8）设于自带泥浆池（7）内部，正循环泵（8）通过管道连接吸浆口（9）；出浆管（5）一端与钻机连接，另一端通过切换阀（11）与反循环泵（6）连接，切换阀（11）控制泥浆的流向。

6.根据权利要求5所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述自带泥浆池（7）内部设有泥浆检测仪（15），前端设有泥浆流量控制阀（7-1），与吸浆口（9）连接。

7.根据权利要求1所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述清渣装置包括泥浆泵（18）、导管（19）和清渣筒（20）；清渣筒（20）与桩孔护筒连接，导管（19）顶部安装泥浆泵（18）。

8.根据权利要求7所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述清渣筒（20）包括拦渣网（20-1），泥浆旋流管（20-2），旋流喷嘴（20-3），泥浆回收管（20-4）；拦渣网（20-1）可拆卸地安装在清渣筒（20）底孔内侧，泥浆旋流管（20-2）和泥浆回收管（20-4）共同连接所述导管（19），连接处分别设有阀门，控制导管（19）泥浆流向；泥浆旋流管（20-2）上设有若干个旋流喷嘴（20-3）。

9.根据权利要求1所述的带有泥浆循环、分离、清渣功能的灌注桩施工设备，其特征在于所述桩孔处设有护筒（10），护筒（10）顶部内侧设有止水圈（10-1）；护筒（10）上方设有泥浆回收筒（16），所述泥浆回收筒（16）底部设有止水槽（16-1），护筒（10）与泥浆回收筒（16）通过止水圈（10-1）和止水槽（16-1）配合连接，泥浆回收筒（16）位于地面以上。