CN115012403A - 灌注桩的孔壁处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及灌注桩技术领域，具体而言涉及灌注桩的孔壁处理装置及方法，包括：钻杆、钢护筒、贴片机构和送料机构；在钻杆钻孔的同时，多个所述孔壁护片被所述贴片机构由浅至深逐层的依次铺设在所述钢护筒下方的桩孔内壁上形成所述防护层，并依据所述防护层的铺设深度，多个所述弹簧片由上至下依次被所述送料机构设置在所述孔壁护片的内侧，用于对桩孔内壁上同一高度的所述孔壁护片进行限位；多个孔壁护片形成防护层的可以在孔壁内侧起到支撑土层结构，防止土层塌落作用，以保持桩孔结构的稳定，相对于现有的泥浆护壁方式，护壁结构成型速度更快，且护壁效果稳定，能够针对松软的砂质土层等桩孔，用途更广。
Description
技术领域
本发明涉及灌注桩技术领域，具体而言涉及灌注桩的孔壁处理装置及方法。
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，钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌，当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。
一般在钻孔施工前，会在孔位上打入钢护筒，然而钢护筒的高度有限，并不能对护筒以下部分的孔壁起到防护效果，因此，目前通过灌注水泥浆的方式进行护壁，但是在一些松软的砂质土层，钻进速度相对快，而泥浆密度小或是泥浆护壁形成较慢，导致孔壁缓慢渗水，出现塌落的情况，需要回填黏土，进行修补措施，严重拖慢灌注桩的施工速度。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种灌注桩的孔壁处理装置，包括：钻杆，底端设置能转动的钻头，并在钻孔机驱动下进行钻孔作业；泥浆输送管，设置于所述钻杆的顶部，与外部负压装置连接，并用于抽送钻孔时产生的泥浆；钢护筒，设置于桩孔上端；
贴片机构，设置在所述钻杆的外侧壁上，并能沿着所述钻杆外壁上的轨道上下移动；
送料机构，设置在所述钻杆的外侧壁上，并能沿着所述钻杆外壁上的轨道上下移动，且位于所述贴片机构的上方；
防护层，设置于桩孔内壁，且位于所述钢护筒的下方，并由多个孔壁护片围成；
弹簧片，设置在所述防护层的内侧壁并用于支撑所述孔壁护片，以维持所述防护层的位置状态；
其中，在所述钻杆钻孔的同时，多个所述孔壁护片被所述贴片机构由浅至深逐层的依次铺设在所述钢护筒下方的桩孔内壁上形成所述防护层，并依据所述防护层的铺设深度，多个所述弹簧片由上至下依次被所述送料机构设置在所述孔壁护片的内侧，用于对桩孔内壁上同一高度的所述孔壁护片进行限位。
进一步地，所述贴片机构包括能在所述轨道上行走的第一轨道车以及固定在所述第一轨道车上的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的输出端设有用于装载所述孔壁护片的护片座，且所述液压伸缩杆驱动所述护片座在桩孔内径向水平运动。
进一步地，所述孔壁护片呈弧形板状，定义桩孔的半径为r，所述孔壁护片的弧长为π/2r。
进一步地，所述孔壁处理装置包括四个贴片机构以相对的两个贴片机构为一组，两组所述贴片机构在高度方向的距离等于所述孔壁护片的高度；
四个贴片机构对应的四个轨道，呈中心对称设置。
进一步地，所述送料机构包括能在所述轨道上行走的第二轨道车，以及固定在所述第二轨道车周侧的爪臂，所述爪臂的端部设有用于夹持/释放所述弹簧片的夹爪。
进一步地，所述贴片机构和送料机构上均安装有用于测量所在深度的电子计米器，所述电子计米器与外部电源电性连接。
进一步地，所述孔壁护片的外侧壁上、下端均设有凸出的定位插轴，所述护片座与孔壁护片的贴合面上设有真空吸盘，所述真空吸盘与外部电源电性连接。
进一步地，所述孔壁护片的外侧壁上设有凸出的摩擦筋，所述孔壁护片的内侧壁上设有凸出插轴组，所述护片座与孔壁护片的贴合面上设有与所述插轴组配合的承插孔。
进一步地，所述孔壁护片为预制钢筋混凝土板。
本发明提供另一种技术方案，一种灌注桩的孔壁处理方法，包括以下步骤：
步骤S1、预制护片：定义桩孔的半径为r，在模具内放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，形成弧长为π/2r的孔壁护片；
步骤S2、钻孔：在预定孔位放置钢护筒，并由钻孔机驱动钻杆通过其底端的钻头在预定孔位竖直向下钻孔，并在钻孔的同时，利用泥浆输送管将泥浆抽出；
步骤S3、铺设护片：当钻孔深度位于钢护筒以下，则贴片机构开始工作，所述贴片机构的初始位置在所述钻杆外壁的轨道上，并位于钢护筒的上方，由工作人员将预制成型的孔壁护片放置在护片座上之后，第一轨道车沿着轨道向下运动到钢护筒下方，然后液压伸缩杆将带有所述孔壁护片的护片座向孔壁挤压，使所述孔壁护片铺贴在孔壁上；
其中，所述贴片机构设置为上下错位分布的两组，上下两组的间距为所述孔壁护片的高度，每组设置为两个对称分布在所述钻杆两侧的贴片机构，每组所述贴片机构同时铺贴相对位置的两个所述孔壁护片，两组所述贴片机构每升降两次完成上下相邻两层所述孔壁护片的铺设工作，所述贴片机构的升降高度由电子计米器反馈，以使所述孔壁护片的铺贴位置精准；
步骤S4、固定护片：当所述孔壁护片铺设完成两层以后，则送料机构开始工作，所述送料机构的初始位置在所述贴片机构的上方，由工作人员将弹簧片放置在夹爪上夹持固定，然后第二轨道车通过爪臂带着夹爪向下运动到所述孔壁护片的高度位置后停止，由所述夹爪释放所述弹簧片，使所述弹簧片在弹性作用下环贴在同层的四个所述孔壁护片内壁，对所述孔壁护片的位置进行限位，并根据所述孔壁护片的铺设深度重复进行，直至铺设完毕，使多个所述孔壁护片在孔壁内侧形成筒形防护层。
本发明提供另一种技术方案，一种灌注桩加工方法，包括以下步骤：
步骤S1、预制护片：定义桩孔的半径为r，在模具内放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，形成弧长为π/2r的孔壁护片；
步骤S2、钻孔：在预定孔位放置钢护筒，并由钻孔机驱动钻杆通过其底端的钻头在预定孔位竖直向下钻孔，并在钻孔的同时，利用泥浆输送管将泥浆抽出；
步骤S3、铺设护片：当钻孔深度位于钢护筒以下，则贴片机构开始工作，所述贴片机构的初始位置在所述钻杆外壁的轨道上，并位于钢护筒的上方，由工作人员将预制成型的孔壁护片放置在护片座上之后，第一轨道车沿着轨道向下运动到钢护筒下方，然后液压伸缩杆将带有所述孔壁护片的护片座向孔壁挤压，使所述孔壁护片铺贴在孔壁上；
其中，所述贴片机构设置为上下错位分布的两组，上下两组的间距为所述孔壁护片的高度，每组设置为两个对称分布在所述钻杆两侧的贴片机构，每组所述贴片机构同时铺贴相对位置的两个所述孔壁护片，两组所述贴片机构每升降两次完成上下相邻两层所述孔壁护片的铺设工作，所述贴片机构的升降高度由电子计米器反馈，以使所述孔壁护片的铺贴位置精准；
步骤S4、固定护片：当所述孔壁护片铺设完成两层以后，则送料机构开始工作，所述送料机构的初始位置在所述贴片机构的上方，由工作人员将弹簧片放置在夹爪上夹持固定，然后第二轨道车通过爪臂带着夹爪向下运动到所述孔壁护片的高度位置后停止，由所述夹爪释放所述弹簧片，使所述弹簧片在弹性作用下环贴在同层的四个所述孔壁护片内壁，对所述孔壁护片的位置进行限位，并根据所述孔壁护片的铺设深度重复进行，直至铺设完毕，使多个所述孔壁护片在孔壁内侧形成筒形防护层；
步骤S5、灌浆成桩：向所述筒形防护层内灌浆，并植入钢筋笼，使所述孔壁护片与钢筋网笼、混凝土形成整体。
本发明提供另一种技术方案，一种灌注桩，通过以上的灌注桩加工方法加工形成。
与现有技术相比，本发明提出的灌注桩的孔壁处理装置以及灌注桩加工方法的显著的有益效果在于：
1、孔壁防护：在钻孔过程中便开始铺贴孔壁护片，多个孔壁护片形成防护层的可以在孔壁内侧起到支撑土层结构，防止土层塌落作用，以保持桩孔结构的稳定，相对于现有的泥浆护壁方式，护壁结构成型速度更快，且护壁效果稳定，能够针对松软的砂质土层等不适合泥浆护壁方式的桩孔，用途更广。
2、防沉降：本发明的孔壁护片在后续灌浆植笼之后，与桩体成为一体，利用孔壁护片外壁具有的凸起结构，能够嵌入到土层中，使成型的灌注桩桩体具有摩擦桩的效果，增强桩体在土层中结构的稳定性。
3、减少施工周期：应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理装置的示意图；
图2是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理方法中贴片施工中装置的示意图；
图3是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理方法中贴片施工中孔壁护片和弹簧片的示意图；
图4是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理装置中贴片机构的俯视结构示意图；
图5是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理装置中送料机构的俯视结构示意图；
图6是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理装置中孔壁护片和护片座的配合结构示意图；
图7是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理方法实施例中一次安装孔壁护片的分布结构示意图；
图8是本发明实施例所示的灌注桩的孔壁处理装置中另一种孔壁护片和护片座的配合结构示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意灌注桩的孔壁处理装置及方法来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
【灌注桩的孔壁处理装置】
结合图1所示，本发明第一方面提出一种技术方案，一种灌注桩的孔壁处理装置，该装置主要包括：钻杆1、贴片机构2、送料机构4以及孔壁护片3和弹簧片5。
其中，钻杆1底端设置能转动的钻头11，并在钻孔机10驱动下进行钻孔作业，泥浆输送管20设置于钻杆1的顶部，与外部负压装置连接，并用于抽送钻孔时产生的泥浆，此部分打孔过程及打孔设备为现有技术。
在打孔前，需要在孔位上预先打入钢护筒30，使钢护筒30能够位于桩孔上端，虽然钢护筒30能稳定孔壁，防止坍孔，还可以隔离地表水，导向钻头11，固定桩位，保护操作原地面等，但由于钻孔深度普遍大于钢护筒30的深度，因此，并不能对护筒以下部分的孔壁起到防护效果。
贴片机构
为了在钢护筒30以下深度钻成的孔壁仍能够保持防护，避免塌落的情况出现，本方案中在钻杆1的外壁上轨道12，轨道12上设置能上下移动的贴片机构2，贴片机构2用于在钻成的孔壁内侧铺设孔壁护片3。
由此，在钻杆1钻孔的同时，多个孔壁护片3被贴片机构2由浅至深逐层的依次铺设在钢护筒30下方的桩孔内壁上形成防护层，由多个孔壁护片3形成防护层的可以在孔壁内侧起到支撑土层结构，防止土层塌落作用，以保持桩孔结构的稳定。
结合图4所示，在优选的实施例中，贴片机构2包括能在轨道12上行走的第一轨道车21以及固定在第一轨道车21上的液压伸缩杆22，液压伸缩杆22的输出端设有用于装载孔壁护片3的护片座23，且液压伸缩杆22驱动护片座23在桩孔内径向水平运动。
其中，轨道12采用带齿轨道，第一轨道车21上具有与该轨道配合的行走齿轮，由此，第一轨道车21能够沿着轨道12上下运动，液压伸缩杆22的伸缩方向为桩孔的径向方向，其端部以螺接固定方式安装护片座23，护片座23采用不锈钢材质，用于安装孔壁护片3，并在液压伸缩杆22的驱动下，将孔壁护片3按压铺贴在孔壁上。
进一步的，护片座23的宽度为孔壁护片3弧长的2/3以上，高度为孔壁护片3的2/3以上，来增大接触面，减小孔壁护片3受到的压强，能避免护片座23把孔壁护片3向孔壁按压时，孔壁护片3出现破碎，且护片座23可以采用空心结构以降低整体重量。
送料机构
为了保证铺设的孔壁护片3能够稳定的贴附在桩孔的内壁上，轨道12上还设置了能上下移动的送料机构4，且该送料机构4位于贴片机构2的上方，送料机构4用于在铺设完成的孔壁护片3内侧安装弹簧片5，将弹簧片5设置在防护层的内侧壁，并用于支撑孔壁护片3，以维持防护层的位置状态。
由此，依据防护层的铺设深度，多个弹簧片5由上至下依次被送料机构4设置在孔壁护片3的内侧，用于对桩孔内壁上同一高度的孔壁护片3进行限位。
结合图5所示，在优选的实施例中，送料机构4包括能在轨道12上行走的第二轨道车41，以及固定在第二轨道车41周侧的爪臂42，爪臂42的端部设有用于夹持/释放弹簧片5的夹爪43。
其中，第二轨道车41上也设置了能够与轨道12上齿牙配合的行走齿轮，使第二轨道车41能够沿着轨道12上下移动，爪臂42设置在第二轨道车41的周侧并水平布置，其端部的夹爪43采用电动或气动驱动，夹持处于弹性收缩的环形弹簧片5，当下探到孔壁护片3内侧的位置后，夹爪43将收缩状态的环形弹簧片5释放，环形弹簧片5会向外扩张，并依靠弹力固定在同一高度的孔壁护片3内侧，用于对孔壁护片3进行限位，避免孔壁护片3从孔壁上脱落。
进一步的，环形弹簧片5采用弧圈式的薄型弹簧，其在夹持状态下为封闭的环形，释放状态下为C形，缺口部位小于单个孔壁护片3的宽度，以保证稳定的对孔壁护片3的弹性支撑。
在可选的实施例中，爪臂42的长度小于桩孔的半径，在使用时，能使收缩状态下环形弹簧片5距离孔壁护片3内壁100～200mm，爪臂42的数量可设置为一到四个，相应的，为了保证对环形弹簧片5夹持的稳定，至少有一个爪臂42上的夹爪43需要夹持住环形弹簧片5断口的交错部位。
孔壁护片
进一步的，为了使孔壁护片3能够在桩孔内有一定的活动范围，并方便安装，孔壁护片3呈弧形板状。
结合图2、图3和图7所示，在优选的实施例中，为了提高孔壁护片3的安装效率，孔壁护片3的弧长为π/2r。贴片机构2设置为四个，对应配置的四个轨道12呈中心对称布置。
以相对的两个贴片机构2为一组，两组贴片机构2在高度方向的距离等于孔壁护片3的高度。
如此，在对孔壁护片3的安装过程中，四个贴片机构2以一定高度错位保持相对位置固定，两两的同时上下运动，在孔壁的内壁铺贴孔壁护片3，每往返两次即可铺贴八个孔壁护片3(相应的为两层呈筒状完整的孔壁护片3)，铺贴两层完毕后，送料机构4再开始安装环形弹簧片5。
进一步的，贴片机构2和送料机构4上均安装有用于测量所在深度的电子计米器6，电子计米器6与外部电源电性连接，如此，贴片机构2每次下行的深度配合钻杆1下行的深度，可得出贴片机构2下行位置的总深度，依此计算每次贴片机构2和送料机构4需要移动的距离，以提高对孔壁护片3铺贴，以及安装环形弹簧片5的准确性。
结合图6所示，在可选的实施例中，孔壁护片3的外侧壁上、下端均设有凸出的定位插轴31，护片座23与孔壁护片3的贴合面上设有真空吸盘231，真空吸盘231与外部电源电性连接，在铺贴孔壁护片3时，孔壁护片3上的定位插轴31可以保证一定时间内稳定的贴附在孔壁上，不会脱落。
结合图8所示，在优选的实施例中，孔壁护片3的外侧壁上设有凸出的摩擦筋32，孔壁护片3的内侧壁上设有凸出插轴组33，护片座23与孔壁护片3的贴合面上设有与插轴组33配合的承插孔232，其中，凸出的摩擦筋32在铺贴时压入到土层中，可以增强与土层间的纵向摩擦力，插轴组33向内侧凸出，在后续的灌浆过程中，能够增加与浆液的附着面积，使孔壁护片3与后续浇注液凝固形成的桩体更加牢固。
进一步的，在具体的实施例中，孔壁护片3为预制钢筋混凝土板，如此，孔壁护片3在后期的桩体浇筑过程中，可以和桩体形成一体，令孔壁护片3不仅能够起到孔壁防护的效果，还能够与后续的钢筋笼、混凝土配合形成摩擦桩桩体，提高桩体在土层中的稳定性。
【灌注桩的孔壁处理方法】
本发明第二方面提出一种技术方案，一种灌注桩的孔壁处理方法，包括以下步骤：
步骤S1、预制护片：定义桩孔的半径为r，在模具内放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，形成弧长为π/2r的孔壁护片3，其中，孔壁护片3的厚度在15mm～20mm，内置的钢筋直径采用5mm～8mm；
步骤S2、钻孔：在预定孔位放置钢护筒30，钢护筒30的直径为600mm，厚度为15mm，并由钻孔机10驱动钻杆1通过其底端的钻头11，钻头11的直径为450mm在预定孔位竖直向下钻孔，并在钻孔的同时，利用泥浆输送管20将泥浆抽出；
步骤S3、铺设护片：当钻孔深度位于钢护筒30以下，则贴片机构2开始工作，贴片机构2的初始位置在钻杆1外壁的轨道12上，并位于钢护筒30的上方，由工作人员将预制成型的孔壁护片3放置在护片座23上之后，第一轨道车21沿着轨道12向下运动到钢护筒30下方，然后液压伸缩杆22将带有孔壁护片3的护片座23向孔壁挤压，使孔壁护片3铺贴在孔壁上；
其中，贴片机构2设置为上下错位分布的两组，上下两组的间距为孔壁护片3的高度，每组设置为两个对称分布在钻杆1两侧的贴片机构2，每组贴片机构2同时铺贴相对位置的两个孔壁护片3，两组贴片机构2每升降两次完成上下相邻两层孔壁护片3的铺设工作，贴片机构2的升降高度由电子计米器6反馈，以使孔壁护片3的铺贴位置精准；
步骤S4、固定护片：当孔壁护片3铺设完成两层以后，则送料机构4开始工作，送料机构4的初始位置在贴片机构2的上方，由工作人员将弹簧片5放置在夹爪43上夹持固定，然后第二轨道车41通过爪臂42带着夹爪43向下运动到孔壁护片3的高度位置后停止，由夹爪43释放弹簧片5，使弹簧片5在弹性作用下环贴在同层的四个孔壁护片3内壁，对孔壁护片3的位置进行限位，并根据孔壁护片3的铺设深度重复进行，直至铺设完毕，使多个孔壁护片3在孔壁内侧形成筒形防护层。
如此，孔壁护片3在钻孔过程中便开始铺贴，相对于现有的泥浆护壁方式，护壁结构成型速度更快，且护壁效果稳定，能够针对松软的砂质土层等不适合泥浆护壁方式的桩孔，用途更广，由多个孔壁护片3形成防护层的可以在孔壁内侧起到支撑土层结构，防止土层塌落作用，以保持桩孔结构的稳定。
【灌注桩加工方法】
本发明第三方面提出一种技术方案，一种灌注桩加工方法，包括以下步骤：
步骤S1、预制护片：定义桩孔的半径为r，在模具内放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，形成弧长为π/2r的孔壁护片3；
步骤S2、钻孔：在预定孔位放置钢护筒30，并由钻孔机10驱动钻杆1通过其底端的钻头11在预定孔位竖直向下钻孔，并在钻孔的同时，利用泥浆输送管20将泥浆抽出；
步骤S3、铺设护片：当钻孔深度位于钢护筒30以下，则贴片机构2开始工作，贴片机构2的初始位置在钻杆1外壁的轨道12上，并位于钢护筒30的上方，由工作人员将预制成型的孔壁护片3放置在护片座23上之后，第一轨道车21沿着轨道12向下运动到钢护筒30下方，然后液压伸缩杆22将带有孔壁护片3的护片座23向孔壁挤压，使孔壁护片3铺贴在孔壁上；
其中，贴片机构2设置为上下错位分布的两组，上下两组的间距为孔壁护片3的高度，每组设置为两个对称分布在钻杆1两侧的贴片机构2，每组贴片机构2同时铺贴相对位置的两个孔壁护片3，两组贴片机构2每升降两次完成上下相邻两层孔壁护片3的铺设工作，贴片机构2的升降高度由电子计米器6反馈，以使孔壁护片3的铺贴位置精准；
步骤S4、固定护片：当孔壁护片3铺设完成两层以后，则送料机构4开始工作，送料机构4的初始位置在贴片机构2的上方，由工作人员将弹簧片5放置在夹爪43上夹持固定，然后第二轨道车41通过爪臂42带着夹爪43向下运动到孔壁护片3的高度位置后停止，由夹爪43释放弹簧片5，使弹簧片5在弹性作用下环贴在同层的四个孔壁护片3内壁，对孔壁护片3的位置进行限位，并根据孔壁护片3的铺设深度重复进行，直至铺设完毕，使多个孔壁护片3在孔壁内侧形成筒形防护层；
步骤S5、灌浆成桩：向所述筒形防护层内灌浆，并植入钢筋笼，使所述孔壁护片3与钢筋网笼、混凝土形成整体。
如此，本发明在钻孔过程中即在孔壁上进行护壁贴片施工，钻孔完毕后便可向桩孔内灌浆以及下放钢筋笼，可以避免钻孔过程中孔壁坍塌的问题，以加快施工速度，减少施工周期，并且成型后的桩体与孔壁护片3成为一体，无需取出孔壁护片3，并利用孔壁护片3与孔壁的轴向摩擦效果，增强桩体在土层中的防沉降效果。
【一种灌注桩】
本发明第四方面提出一种技术方案，一种灌注桩，由上述灌注桩加工方法加工形成，内芯具有钢筋网笼体，并具有孔壁护片3形成的外层，孔壁护片3外壁具有的凸起结构，能够嵌入到土层中，使成型的灌注桩桩体具有摩擦桩的效果，增强桩体在土层中结构的稳定性，起到防沉降的效果。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (12)
1.一种灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，包括：
钻杆(1)，底端设置能转动的钻头(11)，并在钻孔机(10)驱动下进行钻孔作业；
泥浆输送管(20)，设置于所述钻杆(1)的顶部，与外部负压装置连接，并用于抽送钻孔时产生的泥浆；
钢护筒(30)，设置于桩孔上端；
贴片机构(2)，设置在所述钻杆(1)的外侧壁上，并能沿着所述钻杆(1)外壁上的轨道(12)上下移动；
送料机构(4)，设置在所述钻杆(1)的外侧壁上，并能沿着所述钻杆(1)外壁上的轨道(12)上下移动，且位于所述贴片机构(2)的上方；
防护层，设置于桩孔内壁，且位于所述钢护筒(30)的下方，并由多个孔壁护片(3)围成；
弹簧片(5)，设置在所述防护层的内侧壁并用于支撑所述孔壁护片(3)，以维持所述防护层的位置状态；
其中，在所述钻杆(1)钻孔的同时，多个所述孔壁护片(3)被所述贴片机构(2)由浅至深逐层的依次铺设在所述钢护筒(30)下方的桩孔内壁上形成所述防护层，并依据所述防护层的铺设深度，多个所述弹簧片(5)由上至下依次被所述送料机构(4)设置在所述孔壁护片(3)的内侧，用于对桩孔内壁上同一高度的所述孔壁护片(3)进行限位。
2.根据权利要求1所述的灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述贴片机构(2)包括能在所述轨道(12)上行走的第一轨道车(21)以及固定在所述第一轨道车(21)上的液压伸缩杆(22)，所述液压伸缩杆(22)的输出端设有用于装载所述孔壁护片(3)的护片座(23)，且所述液压伸缩杆(22)被设置成可驱动所述护片座(23)在桩孔内径向水平运动。
3.根据权利要求2所述的灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述孔壁护片(3)呈弧形板状，孔壁护片(3)的弧长为π/2r，其中，r为桩孔的半径。
4.根据权利要求2所述的灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述孔壁处理装置包括四个贴片机构(2)以相对的两个贴片机构(2)为一组，两组所述贴片机构(2)在高度方向的距离等于所述孔壁护片(3)的高度；
四个贴片机构(2)对应的四个轨道(12)，呈中心对称设置。
5.根据权利要求1所述的灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述送料机构(4)包括能在所述轨道(12)上行走的第二轨道车(41)，以及固定在所述第二轨道车(41)周侧的爪臂(42)，所述爪臂(42)的端部设有用于夹持/释放所述弹簧片(5)的夹爪(43)。
6.根据权利要求1所述的灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述贴片机构(2)和送料机构(4)上均安装有用于测量所在深度的电子计米器(6)。
7.根据权利要求2-4中任意一项所述的灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述孔壁护片(3)的外侧壁上、下端均设有凸出的定位插轴(31)；所述护片座(23)与孔壁护片(3)的贴合面上设有真空吸盘(231)，所述真空吸盘(231)与外部电源电性连接，用于控制真空吸盘的状态。
8.根据权利要求2-4中任意一项所述的灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述孔壁护片(3)的外侧壁上设有凸出的摩擦筋(32)，所述孔壁护片(3)的内侧壁上设有凸出插轴组(33)，所述护片座(23)与孔壁护片(3)的贴合面上设有与所述插轴组(33)配合的承插孔(232)。
9.根据权利要求2-4中任意一项所述灌注桩的孔壁处理装置，其特征在于，所述孔壁护片(3)为预制钢筋混凝土板。
10.一种利用权利要求1-9中任意一项所述装置实现的灌注桩的孔壁处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、预制护片：定义桩孔的半径为r，在模具内放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，形成弧长为π/2r的孔壁护片(3)；
步骤S2、钻孔：在预定孔位放置钢护筒(30)，并由钻孔机(10)驱动钻杆(1)通过其底端的钻头(11)在预定孔位竖直向下钻孔，并在钻孔的同时，利用泥浆输送管(20)将泥浆抽出；
步骤S3、铺设护片：当钻孔深度位于钢护筒(30)以下，则贴片机构(2)开始工作，所述贴片机构(2)的初始位置在所述钻杆(1)外壁的轨道(12)上，并位于钢护筒(30)的上方，由工作人员将预制成型的孔壁护片(3)放置在护片座(23)上之后，第一轨道车(21)沿着轨道(12)向下运动到钢护筒(30)下方，然后液压伸缩杆(22)将带有所述孔壁护片(3)的护片座(23)向孔壁挤压，使所述孔壁护片(3)铺贴在孔壁上；
其中，所述贴片机构(2)设置为上下错位分布的两组，上下两组的间距为所述孔壁护片(3)的高度，每组设置为两个对称分布在所述钻杆(1)两侧的贴片机构(2)，每组所述贴片机构(2)同时铺贴相对位置的两个所述孔壁护片(3)，两组所述贴片机构(2)每升降两次完成上下相邻两层所述孔壁护片(3)的铺设工作，所述贴片机构(2)的升降高度由电子计米器(6)反馈，以使所述孔壁护片(3)的铺贴位置精准；
步骤S4、固定护片：当所述孔壁护片(3)铺设完成两层以后，则送料机构(4)开始工作，所述送料机构(4)的初始位置在所述贴片机构(2)的上方，由工作人员将弹簧片(5)放置在夹爪(43)上夹持固定，然后第二轨道车(41)通过爪臂(42)带着夹爪(43)向下运动到所述孔壁护片(3)的高度位置后停止，由所述夹爪(43)释放所述弹簧片(5)，使所述弹簧片(5)在弹性作用下环贴在同层的四个所述孔壁护片(3)内壁，对所述孔壁护片(3)的位置进行限位，并根据所述孔壁护片(3)的铺设深度重复进行，直至铺设完毕，使多个所述孔壁护片(3)在孔壁内侧形成筒形防护层。
11.一种利用权利要求1-9中任意一项所述装置实现的灌注桩加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、预制护片：定义桩孔的半径为r，在模具内放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，形成弧长为π/2r的孔壁护片(3)；
步骤S2、钻孔：在预定孔位放置钢护筒(30)，并由钻孔机(10)驱动钻杆(1)通过其底端的钻头(11)在预定孔位竖直向下钻孔，并在钻孔的同时，利用泥浆输送管(20)将泥浆抽出；
步骤S3、铺设护片：当钻孔深度位于钢护筒(30)以下，则贴片机构(2)开始工作，所述贴片机构(2)的初始位置在所述钻杆(1)外壁的轨道(12)上，并位于钢护筒(30)的上方，由工作人员将预制成型的孔壁护片(3)放置在护片座(23)上之后，第一轨道车(21)沿着轨道(12)向下运动到钢护筒(30)下方，然后液压伸缩杆(22)将带有所述孔壁护片(3)的护片座(23)向孔壁挤压，使所述孔壁护片(3)铺贴在孔壁上；
其中，所述贴片机构(2)设置为上下错位分布的两组，上下两组的间距为所述孔壁护片(3)的高度，每组设置为两个对称分布在所述钻杆(1)两侧的贴片机构(2)，每组所述贴片机构(2)同时铺贴相对位置的两个所述孔壁护片(3)，两组所述贴片机构(2)每升降两次完成上下相邻两层所述孔壁护片(3)的铺设工作，所述贴片机构(2)的升降高度由电子计米器(6)反馈，以使所述孔壁护片(3)的铺贴位置精准；
步骤S4、固定护片：当所述孔壁护片(3)铺设完成两层以后，则送料机构(4)开始工作，所述送料机构(4)的初始位置在所述贴片机构(2)的上方，由工作人员将弹簧片(5)放置在夹爪(43)上夹持固定，然后第二轨道车(41)通过爪臂(42)带着夹爪(43)向下运动到所述孔壁护片(3)的高度位置后停止，由所述夹爪(43)释放所述弹簧片(5)，使所述弹簧片(5)在弹性作用下环贴在同层的四个所述孔壁护片(3)内壁，对所述孔壁护片(3)的位置进行限位，并根据所述孔壁护片(3)的铺设深度重复进行，直至铺设完毕，使多个所述孔壁护片(3)在孔壁内侧形成筒形防护层；
步骤S5、灌浆成桩：向所述筒形防护层内灌浆，并植入钢筋笼，使所述孔壁护片(3)与钢筋网笼、混凝土形成整体。
12.一种灌注桩，其特征在于，包括设置到孔壁的护片层和位于护片层内的钢筋混凝土结构，所述护片层包括多个孔壁护片(3)，所述护片层以及钢筋混凝土结构由权利要求11所述的方法加工形成。
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