TW201619473A - 用於清潔鑽孔底部的清潔裝置以及用於製造基座元件的方法 - Google Patents
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Abstract
本案發明是有關一種用於清潔在地面中的一鑽孔之一底部的清潔裝置，且亦有關一種用於製造在一鑽孔中之一鑽孔灌注樁的方法。該清潔裝置具有一泵汲機構，在該鑽孔之該底部之被沉澱的地面材料透過該泵汲機構可通過一抽吸開口被抽離，且可經由一抽吸管線從該鑽孔被排出。至少一沖洗噴嘴被提供，一沖洗噴流可通過該沖洗噴嘴被產生，該沖洗噴流離開該清潔裝置，並將該被沉澱的地面材料從該鑽孔之該底部沖離。一鑽孔灌注樁可隨後被產生在一因而被清潔過的鑽孔中。
Description
本案發明依據申請專利範圍第1項之前言，係有關一種用於以一泵汲機構清潔在地面中之一鑽孔的一底部的清潔裝置，在該鑽孔的該底部之區域中被沉澱的地面材料透過該泵汲機構，可經由一抽吸開口被抽離，且可經由一抽吸管線從該鑽孔被排出。
本案發明進一步依據申請專利範圍第10項之前言，係有關一種用於製造基座元件的方法，其中，一鑽孔係被產生在地面中，該鑽孔被填充有一可被硬化的懸浮劑，該懸浮劑被硬化以形成該基座元件，其中，在該基座元件的硬化之前，一清潔裝置被降低至該鑽孔之該底部，在該底部之區域中被沉澱的地面材料透過該清潔裝置，可經由一抽吸開口被抽離及移除。
在特別是結構工作的基礎中，鑽孔灌注樁被產生在地面中。首先，一鑽孔被產生在該地面，其在鑽孔期間已被填充有一懸浮劑，或是僅有在完成該鑽孔工作之後，被填充有一懸浮劑。此懸浮劑可選擇性地藉
由加入結合劑被硬化，或以在該鑽孔中的一可硬化的介質交換而形成該鑽孔灌注樁。
一鑽孔灌注樁的負荷承載能力，明顯地受到介於該鑽孔灌注樁及鄰接地面之間邊界層的影響。已知於該鑽孔產生期間沉澱或落在該鑽孔的該底部之鬆散的地面材料，會有一負面的影響在該接觸區域上，且因而會有一負面的影響在該鑽孔灌注樁的負荷承載能力上。
為了移除來自該鑽孔的該底部之鬆散的地面材料，已知是在完成該鑽孔後，將一做為一清潔裝置的浸入泵降低進入該被填充有懸浮劑的鑽孔中，該鬆散的地面材料被該浸入泵從該底部抽離，且經由一抽吸管線從該鑽孔被移除。
在此種清潔裝置的該例子中，會出現鬆散的地面材料以離該抽吸開口漸增的距離殘留在該鑽孔底部上。因此，以此種清潔裝置不能造成該鑽孔底部的全面清潔。
進一步知道例如藉由一鑽孔桶將鬆散的地面材料從該鑽孔機械式地運送開。然而，以此種機械式的挖掘程序，一定量之鬆散的地面材料會被殘留在該鑽孔的該底部。
EP 1 491 716 A2揭示一種附帶有一泵汲機構的鑽孔工具，被移除的地面材料可以該泵汲機構被運送進入該鑽孔工具的一收集容器中。
一種依據DE 28 07 917 A1之用於過濾在一鑽孔中之懸浮劑的裝置及方法係。被過濾掉的地面材料被接收在該過濾裝置內的一收集容器中。
本案發明之目的是要指出一種用於清潔一鑽孔的一底部的清潔裝置，亦是要指出一種用於製造一鑽孔灌注樁的方法，透過該清潔裝置及該方法，鬆散的地面材料可從一鑽孔底部被特別可靠及有效地移除，且一高品質的基座元件可因而被符合經濟效益地製造出。
該目的一方面係藉由一種具有申請專利範圍第1項之特徵的清潔裝置被達成。該目的另一方面則係藉由一種具有申請專利範圍第10項之特徵的方法被達成。本案發明之較佳的實施例在該等附屬請求項中被指出。
依據本案發明之該清潔裝置的特徵在於至少一沖洗噴嘴被提供，一沖洗噴流透過該沖洗噴嘴被產生，該沖洗噴嘴離開該清潔裝置，並將被沉澱的地面材料從該鑽孔的該底部沖離開。
本案發明的一核心理念基於以下的事實，即在該鑽孔底部之該被沉澱的地面材料並非簡單地被抽離或被機械式的帶離。而是，一沖洗噴流或多道沖洗噴流藉由該清潔裝置被產生，其等將被沉澱的地面材料從該鑽孔底部沖離開及將之旋動起來。被旋動起來進入在該鑽孔中之液體的地面材料，可更容易被抽吸通過該清潔裝置的該抽吸開口及被運送出該鑽孔。透過該鑽孔之該底部的此種沖洗，可在該鑽孔底部及該實心的鄰接地面之間達成一非常乾淨的分離表面。接著，具有一被界定之接觸區域及同時具有好及可靠之負荷承載能力的一基座元件可藉此被製造出。
該基座元件可例如是一圓筒形的鑽孔灌注樁，或是一長方體形之開槽壁段。相應地，依據本案發明，一鑽孔並非要在意義上被狹義地
理解為一圓筒形的鑽孔。而是，該用詞〝鑽孔〞亦包括在該地面中之其他種形狀的孔洞，特別是一種細長形的銑槽。
原則上，一或多個中心沖洗噴嘴可被提供在該清潔裝置上。一特別好的沖洗係依據本案發明之一進一步的發展被達成，該發展在於至少一噴洗臂被提供，該至少一沖洗噴嘴被配置在該沖洗臂上。該細長的沖洗臂可因而被側向地或徑向地從該清潔裝置延伸出。以此方式，該沖洗臂能特別地沖洗角落區域，該鑽孔的該底部在該角落區域跨越進入該大致垂直的鑽孔壁，而特別可靠地沒有了被沉澱的地面材料。此些角落區域對要被形成之一鑽孔灌注樁的可靠性及負荷承載能力是特別具重要性的。
依據本案發明的一變化之在該沖洗中之進一步的改良在於多件沖洗臂被提供，其等相對一中心軸線徑向地延伸出。一或多個沖洗噴嘴可沿著一沖洗臂被對齊或以不同的角度被配置。
依據本案發明的一實施例之在該鑽孔底部的清潔中之進一步的改良在於至少沖洗臂被配置在一轉子上，該轉子被裝設成可繞著一中間軸線被轉動及被驅動。在該轉子上之該等一或多件沖洗臂可因而被移過一盤形的鑽孔底部，及以特別高的可靠性沖開被沉積之鬆散的地面材料。
依據一進一步的較佳實施例，其提出至少一沖洗噴嘴被配置在至少一滾動本體上，該滾動本體被裝設成可繞著一中間軸線轉動。該轉動軸線可較佳地被配置成大致是水平的。具有細長形或具有彎角曲弧之鑽孔可因而被清潔。除了一細長形的滾動本體，多個盤形的滾動本體亦可沿著該轉動軸線被配置。該等沖洗噴嘴可因而被定向，使得該等沖洗噴流能徑向地或切向地排出。
原則上，該轉子或該滾動本體的轉動式移動係藉由一例如是一電動馬達或一液壓馬達之分離的馬達被產生因而是有可能的。在結構上特別堅固的及簡單的一種解決方法，係依據本案發明的一種發展被達成的，該種發展在於該轉子或該滾動本體的轉動式移動係由一沖洗噴流產生的。在一垂直轉動軸線的例子中，至少一沖洗噴流並非僅被垂直地定向，而是以一圓周方向被定向。特別是一沖洗噴流或是多道沖洗噴流可被配置於在該圓周方向的該水平方向上，因此大致是以對一徑向沖洗臂的一直角。由於該反流原理，該轉子或該滾動本體可因而被該離開的沖洗噴流設定成轉動。因此，並不需要有附帶一對應能源供應之一分離的轉動馬達。
該泵汲機構或一分離的泵單元亦較佳地被使用來產生該沖洗噴流。依據本案發明的一較佳實施例，特別是該泵汲機構將在該鑽孔中之被沉澱的地面材料及液體一起抽吸，其中，該被吸出或抽出之液體的一部分係經由一分支管線被攜離至該至少一沖洗噴嘴，以形成該沖洗噴流。在該清潔裝置中之該泵汲機構因而不僅產生一抽吸流，該被沉澱的地面材料以該泵汲機構和液體一起被抽吸，且經由一對應的抽吸管線從該鑽孔被移除。除了依據本案發明的此實施例，該中央的泵汲機構亦被使用來產生該或該等沖洗噴流。為此，該朝上被定向之液體流的一部分經由一分支管線或一旁通管線從該抽吸管線被岔開，及饋給回到該至少一沖洗噴嘴。該控制可藉由一滑動件被實現，該液體流的分配可透過該滑動件被調整。在該被岔開的區域中，一分離或過濾機構可因而被提供，粗大的地面材料可透過該分離或過濾機構被防止進入該分支管線及阻塞該沖洗噴嘴。
依據本案發明的另一實施例，提供一環繞該轉子或該滾動本
體之分隔環是有利的。該清潔裝置因而被配置在該鑽孔中的中央於該底部的上方。在有一轉子的該例子中，該轉子係被裝設成可在該清潔裝置上繞著一中間軸線轉動。為了避免經由和該鑽孔壁的接觸而損壞到附帶有該等沖洗噴嘴的該轉子，一筒形的分隔環被提供，該分隔環藉由支桿被固定至該清潔裝置的罩殼。該分隔環具有一大於該轉子的直徑，並與該轉子被同心地配置。以此方式，該轉子和該地面材料之不想要的碰撞可被避免。在其他鑽孔形狀的例子中，該分隔環亦可被設計成有彎角。
依據本案發明的一實施例，該泵汲機構被配置在一罩殼中是更有用的，該罩殼是可被降低至該鑽孔的該底部。一用於被固定至一鑽孔桿或吊索的連接機構被提供在該罩殼上。該罩殼可藉此被降低至該鑽孔的該底部。替代式地，該清潔裝置的該泵汲機構亦可被配置在該鑽孔的外部，其中，該泵汲機構接著經由一抽吸管線被連接至該罩殼及該開抽吸開口。
依據本案發明更有利的是，該至少一沖洗噴嘴及/或該至少一沖洗臂是可被調整的。該等沖洗噴嘴可因而在其等的沖洗方向被改變。該等沖洗臂可為徑向伸縮的，以使該清潔裝置可被適用於不同的鑽孔直徑。
先前所提及之目的就該方法被達成，該方法在於一種清潔裝置被使用成附帶有至少一沖洗噴嘴，一沖洗噴流經由該沖洗噴嘴被產生，透過該沖洗噴流，被沉澱的地面材料從該鑽孔的該底部被沖開。
為了執行此方法，特別是一種如先前所說明過的清潔裝置可被使用。藉由依據本案發明的該方法，由於該鑽孔底部就被沉澱之鬆散的地面材料之可靠的清潔，一種具有特別佳之負荷承載能力的基座元件可被產生。由於在一鑽孔灌注樁的例子中，該接觸區域對該鑽孔灌注樁之負荷
承載能力有相當顯著的貢獻，具有增強之負荷承載能力的鑽孔灌注樁可藉由依據本案發明的該方法被產生，而不需過多經濟上的努力。
依據本案發明的一較佳實施例，該至少一沖洗噴嘴被移動越過該鑽孔的該底部，特別是以轉動的方式被驅動。以此種方式，該鑽孔底部之可靠的沖洗及清潔可以一單獨的沖洗噴嘴或以相當少量的沖洗噴嘴被達成。
依據本案發明之進一步發展的該方法的一特別具經濟效益的實施在於，該至少一沖洗噴嘴的一移動係由該沖洗噴流的一反流被產生的。因此，不需要大量的設備來執行該方法。
本案發明將藉助被概略地顯示於該等隨附之圖式中的一較佳實施例被更詳細地說明，其中：圖1顯示在一鑽孔中之依據本案發明的一清潔裝置的一概略橫剖面視圖；圖2顯示圖1之該清潔裝置的一立體視圖；圖3顯示圖1及2中之依據本案發明的該清潔裝置之由下的一立體視圖；圖4顯示圖1至3之該清潔裝置的一側視圖；圖5以一側視圖顯示在一鑽孔中之一依據習知技術的習用清潔裝置；及圖6由上面顯示圖5之該清潔裝置的一立體俯視圖。
圖5及6顯示依據一般習知技術的一清潔裝置110。該清潔裝置110因而基本上為一種浸入泵，其被降低進入一鑽孔2中，該鑽孔2被填充有一液體載體懸浮劑。當產生該鑽孔2時，地面材料特別是從壁面4掉落，並形成一層在該鑽孔2的底部6之被沉澱的地面材料8。藉由將該清潔裝置110降低進入該底部6的區域中，該被沉澱的地面材料8被抽吸開，且如藉由箭頭被概略顯示地，經由一抽吸管線120從該鑽孔2被運送開。
隨著離該清潔裝置110的距離增加，該抽吸動力減低，以致該被沉澱的地面材料8，特別是在該鑽孔2之該底部6的邊緣或角落區域中之被沉澱的地面材料8，會殘留至一定的程度。未被抽吸開之此被沉澱的地面材料8會削弱將被形成在該鑽孔2中之一基座元件的接觸區域，並因而削弱其負荷承載的能力。
就該被沉澱的地面材料8之該鑽孔2之該底部6的一被改良的清潔，係藉由一種依據本案發明的清潔裝置10被達成，如同是例如在圖1至4中被顯示之用於一圓筒形之鑽孔2的清潔裝置10，且將於以下被解說。
依據本案發明的該清潔裝置10具有一中央的筒形罩殼12，一泵汲機構14被配置在該罩殼12中。如同依據前述的習知技術，藉由在該鑽孔2之下邊上的一抽吸開口16，在該鑽孔2中的懸浮劑和來自該鑽孔2之該底部6之被沉澱的地面材料一起被抽吸，且經由一僅部分地被顯示的抽吸管線20被向上排出，特別是被排到該鑽孔2的外部。一懸吊機構18被提供在該罩殼12的頂側，該清潔裝置10藉由該懸吊機構18被懸掛在一
繩纜上，且可被降低進入藉由鑽孔被產生的該鑽孔2中。經由該懸吊機構18，特別是電能或液壓能的一能源供應可經由一供應線路(未被顯示出)被額外地供給。
為了該鑽孔2之該底部6之改良的清潔，一具有三件被均勻地分布及徑向地定向之沖洗臂32的轉子30被形成在該抽吸開口16的下面，該等沖洗臂32各具有多個沖洗噴嘴34。該轉子經由一未被顯示出的連接機構被裝設成可在該罩殼12上轉動。
在該抽吸管線20中之液流的一部分經由一分支管線22被岔流，及向下饋給至該轉子30的一中樞31。該液流的分配可經由在該抽吸管線20中的一滑動件24被調整。該被岔流的液體從該中樞31經由該等中空的沖洗臂32被饋給至該等沖洗噴嘴34。經由該滑動件24及泵汲機構14之一對應的調整，該被岔流的液體在壓力下離開該等沖洗噴嘴34，及形成沖洗噴流35。該等沖洗噴嘴34之相當部分因而被配置成使得該等沖洗噴流相對帶有該被沉澱的地面材料8之該底部6被定向，以便將該底部6沖洗成沒有被沉澱的地面材料8。被沖出及旋動起來的地面材料8經由在該罩殼12中的該抽吸開口被抽離開，且藉由該抽吸管線20從該鑽孔2被排出。
二個沖洗噴嘴34分別地被配置在該轉子30上，位於該等沖洗臂32的外自由端部上，使得該等沖洗噴嘴34被定向於圓周方向上。通過被定向於圓周方向上之此些沖洗噴嘴34，指向該圓周方向之該等沖洗噴流35如同在圖3中所概略顯示地被產生。透過反流的原理，該轉子30因而被設定成如由圖2中之箭頭所指出的反時針轉動。
為了保護該轉子30，一圓筒形的分隔環40藉由一保持支柱
42被附接至該罩殼12，以便因此保護性地環繞該轉子30。該分隔環40的壁部係由一金屬板片所形成的，多個通道開口被結合在該壁部中。該圓形之分隔環40的外徑係稍小於該圓筒形鑽孔2的孔徑。
Claims (13)
- 一種清潔裝置，其用於以一泵汲機構(14)清潔在地面中的一鑽孔(2)之一底部(6)，在該鑽孔(2)之該底部(6)的區域中被沉澱的地面材料透過該泵汲機構，可經由一抽吸開口(16)被抽離，且可經由一抽吸管線(20)從該鑽孔(2)被排出，其中，至少一沖洗噴嘴(34)被提供，一沖洗噴流(35)可通過該沖洗噴嘴(34)被產生，該沖洗噴流(35)離開該清潔裝置(10)，並將該被沉澱的地面材料(8)從該鑽孔(2)之該底部(6)沖離。
- 根據申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中，至少一沖洗臂(32)被提供，該至少一沖洗噴嘴(34)被配置在該至少一沖洗臂(32)上。
- 根據申請專利範圍第2項之清潔裝置，其中，多件沖洗臂(32)被提供，其等相對一中間軸線被徑向地延伸出。
- 根據申請專利範圍第2項之清潔裝置，其中，該至少一沖洗臂(32)被配置在一轉子(30)上，該轉子(30)被裝設成可繞著一中間軸線轉動及被驅動。
- 根據申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中， 至少一沖洗噴嘴(34)被配置在至少一滾動本體上，該滾動本體被裝設成可繞著一中間軸線轉動及被驅動。
- 根據申請專利範圍第4項之清潔裝置，其中，該轉子(30)或該滾動本體的一轉動式移動可藉一沖洗噴流(35)被產生。
- 根據申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中，該泵汲機構(14)將在該鑽孔(2)中之該被沉澱的地面材料(8)及液體一起抽吸，其中，該被抽吸出之液體的一部分係經由一分支管線(22)被移除至該至少一沖洗噴嘴(34)，以形成一沖洗噴流(35)。
- 根據申請專利範圍第4項之清潔裝置，其中，一分隔環(40)被提供，其環繞該轉子(30)或該滾動本體。
- 根據申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中，該泵汲機構(14)被配置在一罩殼(12)中，其可被降低至該鑽孔(2)之該底部(6)。
- 根據申請專利範圍第1項之清潔裝置，其中，該至少一沖洗噴嘴(34)及/或該至少一沖洗臂(32)可被調整。
- 一種用於製造一基座元件的方法，其中，一鑽孔(2)係被結合在地面中，該鑽孔(2)被填充有一可被硬化的懸浮劑，該懸浮劑被硬化以形成該基 座元件，其中，在該基座元件的硬化之前，一清潔裝置(10)被降低至該鑽孔(2)之該底部(6)，在該底部(2)之區域中被沉澱的地面材料(8)透過該清潔裝置，經由一抽吸開口(16)被抽離及移除，其中，一具有至少一沖洗噴嘴(34)的清潔裝置(10)被使用，一沖洗噴流(35)經由該沖洗噴嘴(34)被產生，被沉澱的地面材料(8)通過該沖洗噴流(35)從該鑽孔(2)之該底部(6)被沖離。
- 根據申請專利範圍第11項之方法，其中，該至少一沖洗噴嘴(34)被移動越過該鑽孔(2)之該底部(6)，特別是以轉動的方式被驅動。
- 根據申請專利範圍第12項之方法，其中，該至少一沖洗噴嘴(34)的一移動係經由該沖洗噴流(35)的一反流被產生的。
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