CN219825403U - 桩基夹层修复设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于建筑桩基施工领域，具体涉及一种桩基夹层修复设备，其包括夹层识别装置和夹层修复装置；夹层识别装置用于检测识别桩基内部是否有夹层，以及夹层在桩基中的位置；夹层修复装置包括高压液体切割单元、旋转提升单元和抽液注浆单元；高压液体切割单元用于将高速高压液体喷出至待切割部位，对待切割部位进行磨削切割；旋转提升单元用于调节高压液体切割单元的旋转和竖直高度变化，从而实现待切割部位的切割；抽液注浆单元用于将高压液体切割单切割产生的切割混合液抽出并对切割产生的空腔注浆修复。整个设备使用方便，安全性高，且因为精准修复，大大降低了人力成本和物料成本，对桩基缺陷例如夹层的修复具有重要意义。

Description

桩基夹层修复设备

技术领域

本实用新型属于建筑桩基施工领域，具体涉及一种桩基夹层修复设备。

背景技术

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。钻孔灌注桩由于其施工工艺成熟、承载力高、适用范围广已被广泛应用于公路、铁路桥梁等结构工程基础中。高等级公路大、中、小桥和互通式立交桥，基本采用钻孔灌注桩。但是，由于钻孔灌注桩是一项隐蔽工程，在施工过程中容易出现质量问题，常见的问题就是夹层或者大范围夹层导致的断桩。

钻孔灌注桩出现夹层断桩的现象主要有两个原因，一是浇筑混凝土时，钻孔孔壁坍塌，导致土体混入混凝土中产生如图1所示的土石夹层；二是浇筑混凝土时，导管堵塞，通过提升导管使混凝土流下，如果操作不当，提升高度过大，导致泥浆混入混凝土形成如图2所示的泥浆夹层。

灌注桩的夹层或者断桩会降低桩基的承载力和稳定性，需要进行修复处理，现在的常用的修复方法分为两种，第一种是如图3所示的增加辅助桩基，即在断桩附近加设小尺寸钻孔灌注桩，辅助原桩基承载。另一种方式是从桩顶部中心向下钻除桩基桩芯至断桩或夹层位置，之后人工下去凿除夹层，将桩基芯位置重新浇筑混凝土。该两种方法均成本比较高，且第二种方式钻芯修复法需要人工作业，修复空间狭小，施工难度大，存在安全隐患。

因此，需要提供一种针对所述现有技术不足的改进技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种桩基夹层修复设备，以至少解决目前常用钻孔灌注桩夹层或断层修复成本高、存在安全隐患等问题。

为了实现所述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种桩基夹层修复设备，其包括夹层识别装置和夹层修复装置；所述夹层识别装置用于检测识别桩基内部是否有夹层，以及夹层在桩基中的位置；所述夹层修复装置包括高压液体切割单元、旋转提升单元和抽液注浆单元；所述高压液体切割单元用于将高速高压液体喷出至待切割部位，对待切割部位进行磨削切割；所述旋转提升单元用于调节所述高压液体切割单元的旋转和竖直高度变化，从而实现待切割部位的切割；所述抽液注浆单元用于将所述高压液体切割单切割产生的切割混合液抽出并对切割产生的空腔注浆修复。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述桩基设置有竖向的通过孔，所述夹层修复装置伸入通过孔，并将所述高压液体切割单元的切割头下探至夹层位置开始切割磨削作业。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述高压液体切割单元包括高压液体产生器、注液管和高压液体喷头，所述高压液体产生器通过所述注液管将高压液体传导至所述高压液体喷头并喷出，从而对待切割部位产生切割磨削作用；所述高压液体喷头的喷出方向与所述通过孔呈预定角度的夹角；所述注液管和所述高压液体喷头通过所述通过孔到达夹层所在的高度位置。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述夹层修复装置还包括底座，所述底座设置在桩基上表面；所述旋转提升单元包括旋转部和提升部；所述旋转部包括相互啮合的主动齿轮和被动齿轮，所述主动齿轮通过手轮杆与所述底座转动连接，所述被动齿轮套设固定在所述注液管外部；所述提升部用于提升所述注液管，从而调节所述高压液体喷头的高度。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述提升部包括螺纹套筒组、和固定套筒；所述螺纹套筒组包括内套筒和外套筒，所述内套筒和所述外套筒螺纹套接，所述外套筒固定在所述底座上，所述内套筒上设有转动手轮；所述固定套筒套设固定在所述注液管外部，所述固定套筒与所述内套筒通过轴承转动连接。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述夹层修复装置还包括注液管固定器，所述注液管固定器套设在靠近所述高压液体喷头附近的所述注液管外部；所述注液管固定器与所述注液管之间可转动连接，所述注液管固定器用于维持所述注液管在所述通过孔内的位置，避免所述高压液体切割单元工作时所述注液管在所述通过孔内的摆动。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述注液管固定器包括固定外套管和至少两个压力伸缩杆，所述固定外套管通过轴承与所述注液管转动连接，所述压力伸缩杆的一端设置在所述固定外套管的外部，且沿所述固定外套管的周向分布。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述夹层识别装置设置在所述高压液体喷头附近的所述注液管上，用于实时检测所述桩基内部的夹层情况。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述高压液体喷头的喷出方向与所述通过孔呈垂直夹角。

在如上所述的桩基夹层修复设备中，作为其中一种优选方案，所述通过孔为桩基原有的声测孔。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

本实用新型提供的桩基夹层修复设备，通过设置可伸入夹层所在高度层面的高压液体切割单元，配合夹层识别装置对夹层进行识别，可以在不破坏桩基桩芯的情况下实现桩基夹层的快速修复，修复成本低，且没有安全隐患。通过设置注液管固定器，避免切割过程中注液管受力摆动而改变切割方向。整个设备使用方便，安全性高，且因为精准修复，大大降低了人力成本和物料成本，对桩基缺陷例如夹层的修复具有重要意义。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为土石夹层混凝土桩基结构示意图；

图2为泥浆夹层混凝土桩基结构示意图；

图3为增加辅助桩基的桩基修复结构示意图；

图4为本实用新型实施例的桩基夹层修复装置结构示意图；

图5为本实用新型实施例的注液管固定器结构示意图；

图6为本实用新型实施例的桩基夹层修复装置在桩基内的结构示意图。

图中标号：1、桩基；11、声测孔；2、土石夹层；3、泥浆夹层；4、辅助桩基；5、夹层修复装置；51、高压液体切割单元；511、注液管；512、高压液体喷头；52、底座；53、旋转部；531、主动齿轮；532、被动齿轮；533、手轮杆；54、提升部；541、固定套筒；542、内套筒；543、外套筒；6、注液管固定器；61、固定外套管；62、压力伸缩杆；63、固定内套管；64、橡胶垫；65、压力管。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本实用新型的实施例，如图1至图6所示，图1为土石夹层混凝土桩基结构示意图；图2为泥浆夹层混凝土桩基结构示意图；图3为增加辅助桩基的桩基修复结构示意图；图4为本实用新型实施例的桩基夹层修复装置结构示意图；图5为本实用新型实施例的注液管固定器结构示意图；图6为本实用新型实施例的桩基夹层修复装置在桩基内的结构示意图。

本实用新型的实施例提供一种桩基夹层修复设备，其包括夹层识别装置(图未示)和夹层修复装置5。夹层识别装置用于检测识别桩基1内部是否有夹层，以及夹层在桩基1中的位置。夹层修复装置5包括高压液体切割单元51、旋转提升单元和抽液注浆单元(图未示)；高压液体切割单元51用于将高速高压液体喷出至待切割部位，对待切割部位进行磨削切割；旋转提升单元用于调节高压液体切割单元51的旋转和竖直高度变化，从而实现待切割部位的切割；抽液注浆单元用于将高压液体切割单切割产生的切割混合液抽出并对切割产生的空腔注浆修复。

本实用新型的桩基夹层修复设备在使用时，首先采用夹层识别装置对待测桩基1进行探测，识别桩基1内部是否有夹层等缺陷，并探测出夹层的位置、形状及材料特性。夹层识别单元采用常规的成孔检测仪(包括但不限于雷达探头、超声检测仪器等)

然后根据探测出的夹层情况，将夹层修复装置5的高压液体切割单元51通过桩基1的声测孔11伸入至夹层所在的高度位置，开启高压液体切割单元51，高压液体切割单元51首先将声测孔11的管壁切开，并逐层切削声测孔11与夹层之间的混凝土材料(如夹层与声测管挨着，则切开声测管壁以后直接可以切割夹层)直至到达夹层位置，切割过程中通过旋转提升单元控制切割旋转角度，并逐步提升高压液体切割单元51，实现层层扫射磨削，整个切割磨削过程保证切割磨削下来的碎屑尺寸小于声测管与高压液体切割单元51之间的孔隙，从而便于碎屑随高压切割液排出。

在本实用新型的其中一个实施例中，高压液体切割单元51的切割强度可以控制，也即可以通过例如调节高压液体的喷出速度来实现不同切割强度，当切割声测孔11的管壁时，提高切割强度，当声测孔11切割完成后，降低切割强度至可以切割混凝土强度，从而避免误伤桩基1内的钢筋，当到达夹层位置时，继续降低切割强度，以避免损伤夹层外周的正常混凝土，整个切割强度的控制，根据夹层识别单元实时识别切割情况进行调整。当切割完成以后，抽出高压液体切割单元51，并将抽液注浆单元伸入切割部位，抽出里面残存的高压切割液和碎屑，并注入修补材料例如混凝土浆料，从而完成桩基1夹层的修复。抽液注浆单元采用常规的抽液装置和注浆装置即可，在此不做具体限定。

采用本实用新型的桩基夹层修复设备，可以在不破坏桩基1桩芯的情况下实现桩基1夹层的快速修复，修复成本低，且没有安全隐患。

在本实用新型的其他实施例中，可以在检测到夹层位置以后，直接采用高压液体切割单元51自桩基1的上表面向下切割出孔洞直至到达夹层或夹层所在的位置。高压液体切割单元51例如采用高压水作为切割液。

进一步地，桩基1设置有竖向的通过孔，夹层修复装置5伸入通过孔，并将高压液体切割单元51的切割头下探至夹层位置开始切割磨削作业。

进一步地，高压液体切割单元51包括高压液体产生器(可采用常规的高压液体工作站即可，本实施例在此不做具体限定，该部分图未示)、注液管511和高压液体喷头512，高压液体产生器通过注液管511将高压液体传导至高压液体喷头512并喷出，从而对待切割部位产生切割磨削作用；高压液体喷头512的喷出方向与通过孔呈预定角度的夹角；注液管511和高压液体喷头512通过通过孔到达夹层所在的高度位置。在本实施例中，作为其中一种可行方案，高压液体喷头512的喷出方向可调。

进一步地，夹层修复装置5还包括底座52，底座52设置在桩基1上表面，用于支撑高压液体切割单元51。旋转提升单元包括旋转部53和提升部54；旋转部53包括相互啮合的主动齿轮531和被动齿轮532，主动齿轮531通过手轮杆533与底座52转动连接(例如图中的手轮杆533与底座52通过轴承连接)，被动齿轮532套设固定在注液管511外部；提升部54用于提升注液管511，从而调节高压液体喷头512的高度。被动齿轮532侧设置有顶丝(图未示)，可以通过顶丝方便的将被动齿轮532固定在注液管511上。在使用的时候，可以通过旋转首轮杆上的手轮，用主动齿轮531带动从动齿轮，从而带动注液管511旋转，实现水平面上的横扫切割磨削。为了控制磨屑的尺寸，便于磨屑顺利排出，在一些实施例中，可以控制高压液体切割单元51的旋转速度或角度，从而实现夹层的完全横扫切割。旋转速度或角度应当根据夹层识别单元的实时检测结果(检测夹层被切割情况)和多次实验结果把控设置。

进一步地，提升部54包括螺纹套筒组和固定套筒541；螺纹套筒组包括内套筒542和外套筒543，内套筒542和外套筒543螺纹套接，外套筒543固定在底座52上，内套筒542上设有转动手轮(图未示)；固定套筒541套设固定在注液管511外部，固定套筒541与内套筒542通过轴承转动连接。在需要调整切割面的高度的时候，通过旋转内套筒542上的转动手轮，由于内套筒542和外套筒543之间的螺纹配合，内套筒542实现相对于外套筒543的上下运动，从而带动注液管511及整个高压液体切割单元51实现上下运动，实现横扫切割磨削面的竖直方向移动。

为了控制磨屑的尺寸，便于磨屑顺利排出，在一些实施例中，可以控制每次高压液体切割单元51的提升高度，例如高压液体切割单元51的竖向切割宽度为3mm，则通过控制旋转角度及旋转速度实现该水平面夹层的磨削，每层磨削完成后，水刀高度变化≤3mm。

进一步地，夹层修复装置5还包括注液管固定器6，注液管固定器6套设在靠近高压液体喷头512附近的注液管511外部；注液管固定器6与注液管511之间可转动连接，注液管固定器6用于维持注液管511在通过孔内的位置，避免高压液体切割单元51工作时注液管511在通过孔内的摆动。

作为其中一个优选实施例，注液管固定器6包括固定外套管61和至少两个压力伸缩杆62，固定外套管61通过轴承与注液管511转动连接，压力伸缩杆62的一端设置在固定外套管61的外部，且沿固定外套管61的周向分布。在本实施例中，注液管固定器6设置有两个，两个注液管固定器6间隔设置在注液管511上，并靠近高压液体喷头512。压力伸缩杆62通过压力管65与桩基1外部的液压站或气压站(图未示)连接，多个压力伸缩杆62之间的连通，从而便于实现均一力度的支撑。为了更好的支撑，在压力伸缩杆62的伸出端设置有弹性防滑装置例如橡胶垫64。为了便于连接，还设置有固定内套管63，固定内套管63通过顶丝固定在注液管511上，固定内套管63与固定外套管61之间通过轴承转动连接。

进一步地，为了便于实时检测夹层清理情况，夹层识别装置(图未示)设置在高压液体喷头512附近的注液管511上，用于实时检测桩基1内部的夹层情况。

在本实施例中，为了便于控制切削面，高压液体喷头512的喷出方向与通过孔呈垂直夹角。

综上所述，本实用新型提供的桩基夹层修复设备，通过设置可伸入夹层所在高度层面的高压液体切割单元，配合夹层识别装置对夹层进行识别，可以在不破坏桩基桩芯的情况下实现桩基夹层的快速修复，修复成本低，且没有安全隐患。通过设置注液管固定器，避免切割过程中注液管受力摆动而改变切割方向。整个设备使用方便，安全性高，且因为精准修复，大大降低了人力成本和物料成本，对桩基缺陷例如夹层的修复具有重要意义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桩基夹层修复设备，其特征在于，包括夹层识别装置和夹层修复装置；

所述夹层识别装置用于检测识别桩基内部是否有夹层，以及夹层在桩基中的位置；

所述夹层修复装置包括高压液体切割单元、旋转提升单元和抽液注浆单元；

所述高压液体切割单元用于将高速高压液体喷出至待切割部位，对待切割部位进行磨削切割；

所述旋转提升单元用于调节所述高压液体切割单元的旋转和竖直高度变化，从而实现待切割部位的切割；

所述抽液注浆单元用于将所述高压液体切割单切割产生的切割混合液抽出并对切割产生的空腔注浆修复。

2.根据权利要求1所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述桩基设置有竖向的通过孔，所述夹层修复装置伸入通过孔，并将所述高压液体切割单元的切割头下探至夹层位置开始切割磨削作业。

3.根据权利要求2所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述高压液体切割单元包括高压液体产生器、注液管和高压液体喷头，所述高压液体产生器通过所述注液管将高压液体传导至所述高压液体喷头并喷出，从而对待切割部位产生切割磨削作用；

所述高压液体喷头的喷出方向与所述通过孔呈预定角度的夹角；所述注液管和所述高压液体喷头通过所述通过孔到达夹层所在的高度位置。

4.根据权利要求3所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述夹层修复装置还包括底座，所述底座设置在桩基上表面；

所述旋转提升单元包括旋转部和提升部；

所述旋转部包括相互啮合的主动齿轮和被动齿轮，所述主动齿轮通过手轮杆与所述底座转动连接，所述被动齿轮套设固定在所述注液管外部；

所述提升部用于提升所述注液管，从而调节所述高压液体喷头的高度。

5.根据权利要求4所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述提升部包括螺纹套筒组、和固定套筒；

所述螺纹套筒组包括内套筒和外套筒，所述内套筒和所述外套筒螺纹套接，所述外套筒固定在所述底座上，所述内套筒上设有转动手轮；

所述固定套筒套设固定在所述注液管外部，所述固定套筒与所述内套筒通过轴承转动连接。

6.根据权利要求3所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述夹层修复装置还包括注液管固定器，所述注液管固定器套设在靠近所述高压液体喷头附近的所述注液管外部；

所述注液管固定器与所述注液管之间可转动连接，所述注液管固定器用于维持所述注液管在所述通过孔内的位置，避免所述高压液体切割单元工作时所述注液管在所述通过孔内的摆动。

7.根据权利要求6所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述注液管固定器包括固定外套管和至少两个压力伸缩杆，所述固定外套管通过轴承与所述注液管转动连接，所述压力伸缩杆的一端设置在所述固定外套管的外部，且沿所述固定外套管的周向分布。

8.根据权利要求3所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述夹层识别装置设置在所述高压液体喷头附近的所述注液管上，用于实时检测所述桩基内部的夹层情况。

9.根据权利要求3所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述高压液体喷头的喷出方向与所述通过孔呈垂直夹角。

10.根据权利要求2所述的桩基夹层修复设备，其特征在于，所述通过孔为桩基原有的声测孔。