CN216664100U - 一种混凝土建筑桩基制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混凝土建筑桩基制备装置，该混凝土建筑桩基制备装置包括长螺旋钻机、泥浆泵和混凝土注入机。钻孔通过泥浆泵泵入的泥浆支撑。基于上述混凝土建筑桩基制备装置的制备方法，通过长螺旋钻机旋出泥土，获得钻孔，然后在拔出螺旋杆的同时注入泥浆，通过泥浆支撑钻孔，防止钻孔塌陷，损坏；接着放入钢筋笼；最后注入混凝土，并将泥浆挤出。与现有技术相比，不会产生大量泥浆，只需预先制备泥浆即可满足需求，且上述泥浆还可重复利用。钢筋笼放入泥浆中，避免钢筋笼因放入混凝土中浇灌时间过长和钻孔太深而无法放入钻孔或无法放入至钻孔底部的问题，从而提高钻孔可钻深度，增大建筑桩基深度。

Description

一种混凝土建筑桩基制备装置

技术领域

本实用新型涉及建筑领域，主要涉及一种在建设初期，用于制备建筑桩基的建筑桩基制备装置。

背景技术

桩基是指在建筑物下面并且支承基础的土体或者岩体。被使用建筑桩基的土层概括为岩石、碎石土、黏性土以及人工填土。天然桩基是不需要人为加固的天然土层。人工桩基需要人为加固处理，常见的有石屑垫层、混合灰土回填再夯实等。不论是天然桩基还是人工桩基，都应该保证具有足够的强度和稳定性，在荷载作用下桩基土不会发生剪切破坏或丧失稳定的情况，不会产生过大的下沉或不均匀沉降变形，这样才能保证建筑的“健康”以及使用人员的安全。

灌注桩成孔方法主要有泥浆护壁成孔、沉管成孔及干作业成孔等几种。在成孔后放置钢筋笼、浇筑混凝土，形成灌注桩。

泥浆护壁成孔指的是通过潜水钻、旋挖钻机、正循环和反循环钻机等设备成孔，在钻孔的过程中注水，钻孔产生的泥土与水混合形成泥浆，泥浆填充在获得的钻孔内。但是通过该方法挖孔，每一立方米的土，会额外制备6至9立方米的泥浆，泥浆量远大于钻孔的体积，此时需将多余的泥浆抽出、干燥和外运处理，多余泥浆量较大，处理过程费时费力，且会对环境造成很大的污染。沉管成孔指的是在钻的孔内添加水泥管等管道，这必将大幅增加成本，提高操作难度。

干作业主要代表是螺旋钻杆钻孔，螺旋钻杆钻孔过程中将泥土旋出，运走，在拔出用于钻孔的螺旋钻杆时，向钻孔内注入混凝土，拔出螺旋钻杆后再通过振锤或按压的方式将钢筋笼打入；如浇筑混凝土时间过长，且混凝土凝固后，容易出现钢筋笼无法打入或由于安放钢筋笼过长时无法打入至底部的问题；如果采用先抽出螺旋钻杆后再放入钢筋笼，最后再注入混凝土，当通过该方式制备建筑桩基时，螺旋钻杆内的泥土会有部分重新掉落至钻孔，钻孔深度值过大时极易出现塌方状况，且容易在钻孔内部部分区域出现无混凝土填充的状况，形成断桩。

在螺旋钻孔后，拔出螺旋钻杆时，钻杆上的泥土会向下回落，申请号CN96210181.8公布了一种用于泵灌混凝土灌注桩上的成桩钻机，并设置有挡板，挡板安装在螺旋叶片的末端，但由于受螺旋叶片限制，由于螺旋钻杆需要伸入地下钻孔，挡板不能也不可能延伸出螺旋叶片的外部，而螺旋叶片是呈圆弧状的，即挡板的外侧必然要保证在与螺旋叶片水平时位于螺旋叶片内侧，挡板的外侧必然出现较大的缺口，无法封堵螺旋通道，封堵螺旋通道防止泥土下落的效果差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种混凝土建筑桩基制备装置，旨在解决的问题是：在拔出螺旋钻杆时，现有技术中的挡板无法完全封堵旋泥通道，无法有效的阻挡泥土下落。

本实用新型提供一种混凝土建筑桩基制备装置，该混凝土建筑桩基制备装置包括长螺旋钻机、泥浆泵和混凝土注入机，所述长螺旋钻机包括螺旋钻杆，所述螺旋钻杆的中部支撑杆为中空管；所述泥浆泵的进浆管连接有泥浆池，所述泥浆泵的出浆管与所述螺旋钻杆的中空管相连接。所述混凝土注入机连接有混凝土注入管，所述混凝土注入机通过所述混凝土注入管向预先制备的钻孔注入混凝土。所述螺旋钻杆中部支撑杆的外壁设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片呈螺旋状布置在所述中部支撑杆的外壁上，并在所述中部支撑杆上形成螺旋状的旋泥通道；所述旋泥通道上还通过铰链连接有呈弧形的挡板，所述挡板设置为：所述挡板在旋出泥土时贴合在所述中部支撑杆上，所述挡板在旋入泥土时至设计孔底后，挡板自动封闭所述旋泥通道；所述挡板与所述螺旋叶片垂直布置。

优选的，所述螺旋钻杆有多节，各节螺旋钻杆通过可拆卸的方式组合在一起，各节螺旋钻杆组合在一起后长度在20至60米之间。

优选的，所述泥浆池内设置有泥浆搅拌机。

优选的，所述挡板上还设置有锥形板，所述锥形板沿着旋出泥土的方向截面逐渐增大，且在泥土旋出方向的一端形成凸起面。

再优选的，所述螺旋钻杆的中部支撑杆或所述螺旋叶片上设置有定位板，在所述挡板以铰链为轴向所述旋泥通道的下部旋转至预设角度时，所述定位板阻碍所述挡板转动。

再优选的，在所述挡板贴合所述中部支撑杆时，所述锥形板的上部伸出所述旋泥通道。

与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、在上述混凝土建筑桩基制备过程中，不会产生大量泥浆，只需预先制备一个钻孔体积的1.5倍泥浆即可满足需求，且上述泥浆还可重复利用直至整个工地施工完毕。

2、上述泥浆预存在泥浆池中，泥浆中的成分可以根据需要选取，具体选取时可选取粒径细微、泥浆沉淀速率低的原料，且泥浆中还可添加乳化剂等物质，防止泥浆沉淀。而现有技术中通过潜水钻、旋挖钻机和正反循环钻机等设备钻孔并制备泥浆，泥浆由钻孔所在位置的泥土制成，当泥土颗粒过大或土质不适合做泥浆时，必然影响泥浆质量。

3、通过上述制备钻孔、钻孔内注入泥浆的方法，与现有技术中长螺旋钻孔灌注桩只能安放孔深三分之二的钢筋笼，或浅孔深的钢筋笼，对于三十米及更深孔深的桩无法安放钢筋笼相比，本实用新型提供的混凝土建筑桩基制备装置及制备方法能够钻深40至60米，并且只需要一个孔1.5倍的泥浆就可以重复供几百个孔使用，改变了常规的长螺旋钻孔的施工方法，使之没有局限性，提高了工程质量和工程效率，更是对环境卫生的一大贡献，且不会出现钢筋笼无法放入或无法放入至底部的问题。同时钢筋笼放入过程中阻力小，能够精确定位，防止钢筋笼侧偏，并且不会产生大量的泥浆，减少了外运泥浆的费用，也减免了由于施工场地上大量挖泥浆池及平整大量泥浆池的费用，还解决了施工场地环保和外运泥浆无处存放的问题，以及在城市内外运泥浆造成城市污染的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些具体实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1中螺旋杆的部分立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中螺旋杆的部分剖视示意图。

图3为本实用新型实施例1中挡板的立体结构示意图。

附图中：

标号	名称	标号	名称
				1	中部支撑杆	4	挡板
2	螺旋叶片	41	锥形板
				3	底部阀门盖	42	铰接杆

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的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1

本实施例提供一种混凝土建筑桩基制备装置，该混凝土建筑桩基制备装置包括长螺旋钻机、泥浆泵和混凝土注入机，所述长螺旋钻机包括螺旋钻杆，所述螺旋钻杆的中部支撑杆1为中空管，上述中空管用于输送制备泥浆；所述泥浆泵的进浆管连接有泥浆池，所述泥浆泵的出浆管与所述螺旋钻杆的中空管相连接。在本实施例中，上述长螺旋钻机的螺旋钻杆上部连接有出浆管，在需要注入泥浆时，将出浆管与泥浆泵相连接，在钻孔过程中，上述出浆管可悬在长螺旋钻机上或拉至其它位置。所述混凝土注入机连接有混凝土注入管，在本实施例中，为了便于将混凝土注入管插入含有钢筋笼的钻孔，所述混凝土注入管为硬质管，当然，当方便放置混凝土注入管时，上述混凝土注入管也可以是橡胶管，所述混凝土注入机通过所述混凝土注入管向预先制备的钻孔注入混凝土。

具体的，在本实施例中，上述混凝土建筑桩基制备装置，可用于制造20 至60米桩长的桩基，当上述桩基在20至60米时，所需要的钻孔也在20至60米之间，此时，所述螺旋钻杆有多节，各节螺旋钻杆通过可拆卸的方式组合在一起，各螺旋钻杆组合在一起后长度在20至60米之间。

具体的，在本实施例中，为了保证泥浆的成分均匀性，防止泥浆沉淀，所述泥浆池内设置有搅拌机。

具体的，所述螺旋钻杆中部支撑杆1的外壁设置有螺旋叶片2，所述螺旋叶片2呈螺旋状布置在所述螺旋钻杆中部支撑杆1的外壁上，并在所述螺旋钻杆中部支撑杆1上形成螺旋状的旋泥通道。在本实施例中，为了防止螺旋钻杆中的泥土掉落至钻孔，防止泥土与注入的泥浆混合，所述旋泥通道上还通过铰链连接有挡板4，所述挡板4设置为：所述挡板4在旋出泥土时贴合在所述中部支撑杆1上，所述挡板4在旋入泥土时转动至封闭所述旋泥通道的位置。

在具体操作中，当螺旋钻杆向上旋出泥土时，泥土推着挡板4，使挡板4 旋转至贴合中部支撑杆1的位置，挡板4不阻碍泥土的移动。在钻孔完毕时，将螺旋钻杆上提10—20厘米距离，在本实施例中，上述距离为10至20厘米，使螺旋钻杆下部的底部阀门盖3在重力作用下打开，用于向钻孔内注入泥浆；同时按旋入泥土的方向旋转螺旋钻杆，此时泥土向下部运动，泥土推动挡板4 旋转，并旋转至封闭旋泥通道的位置，上述挡板4用于防止螺旋钻杆上的泥土掉落至钻孔内。

需要说明的是，在拔出螺旋钻杆的过程中，挡板4转动至封闭旋泥通道的位置时，无论是正转还是反转螺旋钻杆，由于螺旋钻杆的底部脱离泥土，螺旋钻杆不再向上旋泥土，螺旋钻杆上的泥土在重力作用下或在螺旋钻杆按旋入泥土的方向旋转时有向下运动的趋势，上述泥土能够顶住挡板4，防止挡板 4翻转，上述挡板4也用于阻碍泥土顺着旋泥通道向下运动。

具体的，在本实施例中，为了便于挡板4封堵旋泥通道，所述挡板4与所述螺旋叶片2垂直布置。在旋出泥土时，挡板4贴合中部支撑板，当拔出螺旋钻杆时，通过旋入泥土或泥土在重力作用下向下的运动，带着挡板4向旋泥通道下部的方向旋转，旋转至一定位置后，封堵旋泥通道，防止螺旋钻杆中的泥土掉落至钻孔内。

具体的，在本实施例中，上述挡板4旋转至一定位置时封堵旋泥通道，上述挡板4应设置为只能旋转至一定角度，为此，本实施例还提供了挡板4的限位设置：所述中部支撑杆1或所述螺旋叶片2上设置有定位板，在所述挡板4以铰链为轴向所述旋泥通道的下部旋转至预设角度时，所述定位板阻碍所述挡板4转动。

具体的，在本实施例中，为了防止挡板4贴合在中部支撑杆后，下落的泥土无法带起挡板4，挡板4无法旋转的状况发生，在本实施例中，所述挡板4上还设置有锥形板41，所述锥形板41沿着旋出泥土的方向截面逐渐增大，且在泥土旋出方向处形成凸起面。在旋出泥土时，泥土旋出方向与锥形板41朝向的方向相反，泥土顺着锥形板41旋出。当旋入泥土或泥土在重力作用下下滑时，泥土首先顶住挡板4上的锥形板41，并顶接锥形板41的底部，即凸起面，进而带动挡板4翻转。上述锥形板41的设置，能够在挡板4开始翻转时，增大泥土流动方向垂直面的面积，提升挡板4翻转的动力。

上述混凝土建筑桩基制备方法，通过长螺旋钻机旋出泥土，获得钻孔，然后通过预先制备的泥浆支撑钻孔，并且在提升时转动螺旋钻杆进行泥浆护壁，防止钻孔塌陷，损坏；接着放入钢筋笼，最后注入混凝土，并将泥浆挤出。通过上述混凝土建筑桩基制备装置及制备方法制备建筑桩基，与现有技术相比，不会产生大量泥浆，只需预先制备一个孔体积1.5倍的泥浆即可满足需求，且上述泥浆还可重复利用。在具体操作中，上述泥浆预存在泥浆池中，泥浆中的原料可以根据需要选取，具体选取时可选取粒径细微、泥浆沉淀速率低的原料，且泥浆中还可添加乳化剂等物质，防止泥浆沉淀。而现有技术中通过正循环和反循环钻机、潜水钻机、旋挖钻机等设备挖孔并制备泥浆，泥浆由钻孔所在位置的泥土制成，当泥土颗粒过大或土质不适合做泥浆时，必然影响泥浆质量并产生大量泥浆。通过上述混凝土建筑桩基制备装置制备钻孔，钻孔内注入泥浆，与现有技术中螺旋杆钻孔只能钻低于20—30米的钻孔，过深坍塌或钢筋笼无法安放相比，本实用新型提供的混凝土建筑桩基制备装置及制备方法能够钻深30至60米孔深，且不会出现钢筋笼无法放入或无法放入至底部的问题。同时钢筋笼放入过程中阻力小，能够精确定位，防止钢筋笼侧偏。

实施例2

基于上述混凝土建筑桩基制备装置，本实用新型还提供一种混凝土建筑桩基制备方法，所述混凝土建筑桩基制备方法包括如下所示步骤：

S101：安装长螺旋钻机，并通过长螺旋钻机旋出泥土，获得钻孔；

S102：连接所述泥浆泵与所述螺旋钻杆，拔出所述螺旋钻杆，当螺旋钻杆上设置有挡板时，在拔出螺旋钻杆的同时泥土下落，带动挡板转动，通过挡板封闭旋泥通道，防止旋泥通道内的泥土重新掉入钻孔内，在拔出螺旋钻杆时，通过泥浆泵向钻孔内注入泥浆；同上，随着孔深增加，压力增大，用于阻泥的阻泥阀，即上述挡板可设计多道。

S103：将钢筋笼压入含有泥浆的钻孔内；

S104：将所述混凝土注入管插入所述钻孔，并通过混凝土注入机将混凝土泵至钻孔内，在注入混凝土的同时抽出混凝土注入管；在注入混凝土的同时，将溢出的泥浆抽入所述泥浆池。

具体的，在所述螺旋钻杆中部支撑杆上设置有挡板时，在上述步骤S102 中，在拔出螺旋钻杆的同时，首先按旋入泥土的方式旋转螺旋钻杆，泥土在重力作用以及旋入泥土的动能作用下顺着旋泥通道向下运动，并推着挡板翻转，此时挡板4封堵旋泥通道；另外在拔出螺旋钻杆的同时，向钻孔内注入泥浆。

更具体的，在上述步骤S102中，在拔出螺旋钻杆10至20厘米后，按旋入泥土的方式旋转螺旋钻杆。此时螺旋钻杆脱离钻孔的底部，挡板关闭旋泥通道。在拔出螺旋钻杆时，向螺旋钻杆的中空管注入泥浆，螺旋钻杆底部的底部阀门盖在重力作用下开启。当按旋入泥土的方向旋转螺旋钻杆后，下落的泥土带动挡板运动，封堵旋泥通道，之后，再拔出螺旋钻杆的过程中，无论是按旋入方向旋转螺旋钻杆还是按旋出方向旋转螺旋杆，螺旋钻杆上的泥土都不会掉落至钻孔内。

上述混凝土建筑桩基制备方法，通过长螺旋钻杆旋出泥土，获得钻孔，然后通过预先制备的泥浆支撑钻孔，防止钻孔塌陷，损坏；接着放入钢筋笼，最后注入混凝土，并将泥浆挤出。通过上述混凝土建筑桩基制备装置及制备方法制备建筑桩基，与现有技术相比，不会产生大量泥浆，只需预先制备一个孔体积1.5倍的泥浆即可满足需求，且上述泥浆还可重复利用。在具体操作中，上述泥浆预存在泥浆池中，泥浆中的原料可以根据需要选取，具体选取时可选取粒径细微、泥浆沉淀速率低的原料，且泥浆中还可添加乳化剂等物质，防止泥浆沉淀。而现有技术中通过正循环和反循环钻机、潜水钻、旋挖钻机等设备钻孔并制备泥浆，泥浆由钻孔所在位置的泥土制成，当泥土颗粒过大或土质不适合做泥浆时，必然影响泥浆质量。通过上述方式制备钻孔，钻孔内注入泥浆，与现有技术中螺旋钻杆钻孔只能钻低于20—30米的钻孔，过深钢筋笼无法安放相比，本实用新型提供的混凝土建筑桩基制备装置及制备方法能够钻深30至60米，且不会出现钢筋笼无法放入或无法放入至底部的问题。同时钢筋笼放入过程中阻力小，能够精确定位，防止钢筋笼侧偏。

当然，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (6)

1.一种混凝土建筑桩基制备装置，其特征在于，

包括长螺旋钻机、泥浆泵和混凝土注入机，所述长螺旋钻机包括螺旋钻杆，所述螺旋钻杆的中部支撑杆为中空管；所述泥浆泵的进浆管连接有泥浆池，所述泥浆泵的出浆管与所述螺旋钻杆的中空管相连接；

所述混凝土注入机连接有混凝土注入管，所述混凝土注入机通过所述混凝土注入管向预先制备的钻孔注入混凝土；

所述螺旋钻杆中部支撑杆的外壁设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片呈螺旋状布置在所述中部支撑杆的外壁上，并在所述中部支撑杆上形成螺旋状的旋泥通道；

所述旋泥通道上还通过铰链连接有呈弧形的挡板，所述挡板设置为：所述挡板在旋出泥土时贴合在所述中部支撑杆上，所述挡板在旋入泥土时至设计孔底后，挡板自动封闭所述旋泥通道；所述挡板与所述螺旋叶片垂直布置。

2.如权利要求1所述的混凝土建筑桩基制备装置，其特征在于，

所述螺旋钻杆有多节，各节螺旋钻杆通过可拆卸的方式组合在一起，各节螺旋钻杆组合在一起后长度在20至60米之间。

3.如权利要求1所述的混凝土建筑桩基制备装置，其特征在于，

所述泥浆池内设置有泥浆搅拌机。

4.如权利要求1所述的混凝土建筑桩基制备装置，其特征在于，

所述挡板上还设置有锥形板，所述锥形板沿着旋出泥土的方向截面逐渐增大，且在泥土旋出方向的一端形成凸起面。

5.如权利要求4所述的混凝土建筑桩基制备装置，其特征在于，

所述螺旋钻杆的中部支撑杆或所述螺旋叶片上设置有定位板，在所述挡板以铰链为轴向所述旋泥通道的下部旋转至预设角度时，所述定位板阻碍所述挡板转动。

6.如权利要求4所述的混凝土建筑桩基制备装置，其特征在于，

在所述挡板贴合所述中部支撑杆时，所述锥形板的上部伸出所述旋泥通道。

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