CN104652437B - 旋挖桩孔清孔器及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋挖桩孔清孔器及其施工方法，清孔器包括带虑水孔的筒状清孔器钢套管、抽渣泵、滤网、中心排渣孔、第一出渣口、第二出渣口、压缩气体管道、泡沫剂管道、沉渣收集室、钢板、弹簧、橡胶片、紧固螺栓、转动螺栓、压缩气体出口、泡沫剂出口，气体分流体、卡位器、滤网紧固螺栓、圆形插杆、滤网转动螺栓、钢索、导轮和固定轴；其施工步骤是：①安置旋挖桩孔清孔器至旋挖钻杆端部；②将该旋挖桩孔清孔器插至桩孔底部，并慢速转动若干圈后固定；③输入压缩气体至压缩气体管道，同时输入泡沫剂；④启动抽渣泵抽渣；⑤循环若干次后完成清渣，拔出清孔器卸渣。本发明具有制作与使用成本低、清渣清孔高效的优点，解决了机械成孔特别是旋挖机械成孔的沉渣清理难问题。

Description

旋挖桩孔清孔器及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑行业桩基工程机械及其施工方法，尤其是一种旋挖桩孔清孔器及施工方法。

背景技术

随着地下空间开发和高层建筑的发展，深基坑施工与日俱增，桩基工程往更深、更大的方法发展，目前，常用的灌注桩成孔方法主要有泥浆护壁冲孔灌注桩、长螺旋压灌桩、静压沉管灌注桩、旋挖成孔灌注桩、双回旋潜孔锤灌注桩等等，其中，旋挖钻机作为一种高效、优质的钻进机械，具有适用土层广、施工成本较低、移动灵活、噪声小、钻孔效率高等优点，在桩基工程中应用的越来越广泛。虽然旋挖钻机作为桩基施工机械有着众多优点，但是存在以下缺陷制约着其应用：一是沉渣厚度难以控制且无高效的除渣清孔机械和手段；二是目前普遍采用挖斗对旋挖桩孔进行反复捞渣清孔，由于捞渣次数多，清理效率低，并有桩侧二次落渣问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作与使用成本低、清渣清孔高效的旋挖桩孔清孔器及其施工方法，解决机械成孔特别是旋挖机械成孔的沉渣清理难的问题。

为实现以上目的，本发明的旋挖桩孔清孔器包括均匀设有虑水孔的筒状清孔器钢套管、抽渣泵、滤网、中心排渣孔、第一出渣口、第二出渣口、压缩气体管道、泡沫剂管道、沉渣收集室、钢板、弹簧、橡胶片、紧固螺栓、转动螺栓、压缩气体出口、泡沫剂出口，气体分流体、卡位器、滤网紧固螺栓、圆形插杆、滤网转动螺栓、钢索、导轮和固定轴；所述压缩气体管道固定于筒状清孔器内壁，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布多个，压缩气体管道一端与旋挖机械空气压缩机端口相连，另一端固定于筒状清孔器内壁底部；所述泡沫挤管道固定于筒状清孔器内壁，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布多个，一端与旋挖机械泡沫剂罐体端口相连，另一端固定于筒状清孔器内壁底部；所述卡位器分布于筒状清孔器内壁固定轴上，可以绕固定轴转动，卡位器悬臂连接钢索，通过控制室控制；所述中心排渣孔中心贯通两端开口，一端通过圆形插杆固定于筒状清孔器上，另一端固定于钢板上并与抽渣泵入口软管相连；所述滤网呈半椭圆形，沿筒状清孔器内壁圆周上分布两个，闭合时，一端连接圆形插杆为高位端，可以绕圆形插杆转动，另一端固定于筒状清孔器内壁卡位器上为低位端，所述滤网上铺贴有滤水功能的土工布；所述气体分流体设在压缩气体管道的出口处并通过圆杆固定于管道内壁。

所述压缩气体管道呈圆形，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布2～6个。

所述泡沫挤管道呈圆形，沿筒状清孔器内壁圆周上分布2～4个。

所述滤水孔为圆形，穿透筒状清孔器壁，滤水孔内侧布设具有滤水功能的土工布。

所述中心排渣孔为圆形。

所述气体分流体的四个侧面为凹曲面状，气体分流体管道里端和外端的竖向截面呈正方形，管道里端竖向截面小于管道外端竖向截面。

本发明的旋挖桩孔清孔器的施工方法按以下步骤进行：①安置旋挖桩孔清孔器至旋挖钻杆端部；②将该旋挖桩孔清孔器插至桩孔底部，并慢速转动若干圈后固定；③输入压缩气体至压缩气体管道，与此同时输入泡沫剂；④启动抽渣泵，进行抽渣；⑤循环若干次后，清渣完成，拔出清孔器，卸出渣土。

附图说明

图1是本发明的旋挖桩孔清孔器正剖视示意图；

图2是本发明的旋挖桩孔清孔器主视示意图；

图3是图1中详图1-压缩气体出口与泡沫挤出口放大示意图；

图4是图1中1-1剖面示意图；

图5是图1中2-2剖面示意图；

图6是图1中详图2-卡位器正剖视示意图；

图7是图1中详图2-卡位器主视示意图。

附图标记：清孔器钢套管1、抽渣泵2、滤网3、圆形中心排渣孔4、第一出渣口5、第二出渣口6、压缩气体管道7、泡沫剂管道8、沉渣收集室9、钢板10、圆形虑水孔11、弹簧12、橡胶片13、紧固螺栓14、转动螺栓15、压缩气体出口16、泡沫剂出口17，气体分流体18、卡位器19、滤网紧固螺栓20、圆形插杆21、滤网转动螺栓22、钢索23、导轮24和固定轴25。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明的旋挖桩孔清孔器包括均匀设有虑水孔11的筒状清孔器钢套管1、抽渣泵2、滤网3、圆形中心排渣孔4、第一出渣口5、第二出渣口6、压缩气体管道7、泡沫剂管道8、沉渣收集室9、钢板10、弹簧12、橡胶片13、紧固螺栓14、转动螺栓15、压缩气体出口16、泡沫剂出口17，气体分流体18、卡位器19、滤网紧固螺栓20、圆形插杆21、滤网转动螺栓22、钢索23、导轮24和固定轴25；所述滤水孔11为圆形，穿透筒状清孔器壁，滤水孔内侧布设具有滤水功能的土工布；所述压缩气体管道7呈圆形，固定于筒状清孔器内壁，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布4个，压缩气体管道一端与旋挖机械空气压缩机端口相连，另一端固定于筒状清孔器内壁底部；所述泡沫挤管道8呈圆形，固定于筒状清孔器内壁，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布2个，一端与旋挖机械泡沫剂罐体端口相连，另一端固定于筒状清孔器内壁底部；所述卡位器19分布于筒状清孔器内壁固定轴25上，可以绕固定轴25转动，卡位器悬臂连接钢索23，通过控制室控制；所述中心排渣孔4中心贯通两端开口，一端通过圆形插杆21固定于筒状清孔器1上，另一端固定于钢板10上并与抽渣泵入口软管相连；所述滤网3呈半椭圆形，沿筒状清孔器内壁圆周上分布两个，闭合时，一端连接圆形插杆21为高位端，可以绕圆形插杆21转动，另一端固定于筒状清孔器内壁卡位器19上为低位端，所述滤网上铺贴有滤水功能的土工布；所述气体分流体18设在压缩气体管道的出口处并通过圆杆固定于管道内壁，气体分流体18的四个侧面为凹曲面状，气体分流体管道里端和外端的竖向截面呈正方形，管道里端竖向截面小于管道外端竖向截面。

本发明的旋挖桩孔清孔器的施工方法按以下步骤进行：①安置旋挖桩孔清孔器至旋挖钻杆端部；②将该旋挖桩孔清孔器插至桩孔底部，并慢速转动若干圈后固定；③输入压缩气体至压缩气体管道，与此同时输入泡沫剂；④启动抽渣泵，进行抽渣；⑤循环若干次后，清渣完成，拔出清孔器，卸出渣土。

更具体的描述如下：

结合图1，安置旋挖桩孔清孔器至旋挖钻杆端部，然后将该旋挖桩孔清孔器插至桩孔底部，并慢速转动若干圈使清孔器***土体，然后通过控制室将压缩气体或者泡沫剂通过进气口输入压缩气体管道7或者泡沫剂管道8，再由管道底部出口排出，使得清孔器内沉渣悬浮于液体内，此时，再启动抽渣泵2，沉渣混合液在抽渣泵的作用下被抽走，再由第一出渣口5和第二出渣口6排至沉渣收集室9，沉渣落至滤网3上，由于滤网能够透水，但是可以阻挡沉渣颗粒落入桩孔中，沉渣中水分亦可以通过钢套管1圆周壁上的圆形滤水孔11排出，经过若干循环后，桩孔内沉渣不断减少，清孔结束，拔出清孔器，下放钢索23，滤网3下摆，渣土卸出。

如图3所示，压缩气体管道7或者泡沫挤管道8采用焊接或者螺栓连接的方式固定于钢套管1内壁上，压缩气体通过管道输送至压缩气体出口16，压缩气体经过气体分流体18后（泡沫剂管道不含分流体18），气体分散喷射出，橡胶片13通过转动螺栓15作用打开；当关闭气体阀门后，经弹簧12作用，橡胶片13自动闭合，防止沉渣进入管道；泡沫挤通过管道输送至泡沫剂出口17（泡沫挤管道出口无气体分流体18，其余构件同压缩气体管道），由出口喷射于混合液体中。

如图4所示为压缩气体管道和泡沫挤管道平面位置布置图，通过如图所示可知，压缩气体管道布设四个，泡沫挤管道布设两个。在管道底部有管道出口突出，管道出口底部与钢套管底端在同一水平位置上。

如图5所示，两个半椭圆形滤网3通过滤网转动螺栓22固定于圆形插杆21上，滤网3可以通过转动螺栓22绕圆形插杆21转动；当开始收集沉渣时，滤网3被固定在卡位器19上，当卡位器向上摆动超过一定角度时，弹簧12可以防止卡位器紧贴钢套管；当沉渣收集完成，下放钢索23，滤网3通过转动螺栓22绕圆形插杆21转动向下摆，沉渣卸出。

如图6和图7所示，分别为卡位器立面和剖面图，卡位器19通过固定轴25固定于钢套管1上，滤网被卡位于卡位器上，而固定于钢套管上的弹簧可以限制卡位器向上摆动。

与传旋挖桩孔统清孔器相比，清孔器自身能够形成自循环，清孔器不受深度限制，能够在深孔中清孔；清孔器底部增设压缩气体管道，能够将底部沉渣在气体作用下形成悬浮混合体，有利于清渣，清渣更彻底；泡沫剂对沉渣起着润滑作用，减少抽渣阻力；清孔器采用自循环***，可以减少清孔次数，实现一次性完成清孔；清孔器循环介质可以是水或者泥浆，当采用水作为循环介质时，绿色环保，无泥浆污染。总之，利用旋挖清孔器清孔更彻底，减少传统旋挖清孔器清孔次数，节约施工工期，用水作为循环介质时，绿色环保。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和优选实施方式，可以通过任何合适的方式进行组合和等同变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种旋挖桩孔清孔器，其特征是：它包括均匀设有虑水孔的筒状清孔器钢套管、抽渣泵、滤网、中心排渣孔、第一出渣口、第二出渣口、压缩气体管道、泡沫剂管道、沉渣收集室、钢板、弹簧、橡胶片、紧固螺栓、转动螺栓、压缩气体出口、泡沫剂出口，气体分流体、卡位器、滤网紧固螺栓、圆形插杆、滤网转动螺栓、钢索、导轮和固定轴；所述压缩气体管道固定于筒状清孔器内壁，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布多个，压缩气体管道一端与旋挖机械空气压缩机端口相连，另一端固定于筒状清孔器内壁底部；所述泡沫挤管道固定于筒状清孔器内壁，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布多个，一端与旋挖机械泡沫剂罐体端口相连，另一端固定于筒状清孔器内壁底部；所述卡位器分布于筒状清孔器内壁固定轴上，可以绕固定轴转动，卡位器悬臂连接钢索，通过控制室控制；所述中心排渣孔中心贯通两端开口，一端通过圆形插杆固定于筒状清孔器上，另一端固定于钢板上并与抽渣泵入口软管相连；所述滤网呈半椭圆形，沿筒状清孔器内壁圆周上分布两个，闭合时，一端连接圆形插杆为高位端，可以绕圆形插杆转动，另一端固定于筒状清孔器内壁卡位器上为低位端，所述滤网上铺贴有滤水功能的土工布；所述气体分流体设在压缩气体管道的出口处并通过圆杆固定于管道内壁。

2.如权利要求1所述旋挖桩孔清孔器，其特征是：所述压缩气体管道呈圆形，沿筒状清孔器内壁圆周上均匀分布2～6个。

3.如权利要求1所述旋挖桩孔清孔器，其特征是：所述泡沫挤管道呈圆形，沿筒状清孔器内壁圆周上分布2～4个。

4.如权利要求1所述旋挖桩孔清孔器，其特征是：所述滤水孔为圆形，穿透筒状清孔器壁，滤水孔内侧布设具有滤水功能的土工布。

5.如权利要求1所述旋挖桩孔清孔器，其特征是：所述中心排渣孔为圆形。

6.如权利要求1所述旋挖桩孔清孔器，其特征是：所述气体分流体的四个侧面为凹曲面状，气体分流体管道里端和外端的竖向截面呈正方形，管道里端竖向截面小于管道外端竖向截面。

7.一种如权利要求1所述旋挖桩孔清孔器的施工方法，其特征是：它按以下步骤进行：①安置旋挖桩孔清孔器至旋挖钻杆端部；②将该旋挖桩孔清孔器插至桩孔底部，并慢速转动若干圈后固定；③输入压缩气体至压缩气体管道，与此同时输入泡沫剂；④启动抽渣泵，进行抽渣；⑤循环若干次后，清渣完成，拔出清孔器，卸出渣土。