專利名稱：灌注樁二次清孔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及清孔設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及灌注樁二次清孔設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著高層、超高層建筑物的日益增多，大直徑、超深灌注樁(指樁徑Φ ^ 1500mm、孔深L > 50m的灌注樁)的使用越來越廣泛，其具有成孔直徑大、單樁單柱、單樁承載能力大以及樁身質(zhì)量要求高等特征。由于在灌注樁的施工過程中，樁孔中會(huì)出現(xiàn)大量的沉渣，這些沉渣會(huì)沉淀在樁孔的底部，從而會(huì)阻礙灌注樁的施工以及灌注樁的質(zhì)量等，實(shí)際施工過程中，一般都利用清孔設(shè)備對(duì)灌注樁的樁孔進(jìn)行二次清孔操作，以清除灌注樁的樁孔孔底的沉渣?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般采用正循環(huán)以及反循環(huán)工藝對(duì)灌注樁的樁孔進(jìn)行清孔操作。如圖1所示，為采用正循環(huán)工藝對(duì)灌注樁二次清孔的原理示意圖。泥漿泵5泵送的泥漿通過砼灌注導(dǎo)管3送到灌注樁的樁孔I底部懸浮，該泥漿可以攜帶樁孔I底部的沉渣，然后，攜帶了沉渣的泥漿通過砼灌注導(dǎo)管3與樁孔I內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間返回沉淀池7 ；從而，沉渣則沉淀在深沉池7中，優(yōu)質(zhì)泥漿測(cè)流入泥漿池2中，再反復(fù)循環(huán)使用。采用該正循環(huán)工藝進(jìn)行清孔操作，需要使用泥漿泵5，且需要定期對(duì)沉淀池7中的沉渣進(jìn)行清理；由于樁孔I的內(nèi)徑較大以及樁孔I超深，從而對(duì)進(jìn)行循環(huán)的泥漿的性能要求較高，且清孔的時(shí)間較長(zhǎng)，清孔效果 也差，難以保證樁孔I底部的沉渣滿足規(guī)范要求。如圖2所示，為采用反循環(huán)工藝對(duì)灌注樁二次清孔的原理示意圖。其利用專用的反循環(huán)泥漿泵5的抽吸作用，在砼灌注導(dǎo)管3內(nèi)腔造成負(fù)壓狀態(tài)，在大氣壓力作用下，處在砼灌注導(dǎo)管3與樁孔I內(nèi)壁之間環(huán)狀空間中的泥漿流向樁孔I底部，被吸入砼灌注導(dǎo)管3中，隨即上升至地面的沉淀池7中，沉渣沉淀在沉淀池7中，優(yōu)質(zhì)泥漿則流經(jīng)泥漿池2，再返回樁孔I中重復(fù)循環(huán)。該反循環(huán)清孔過程中，所需的設(shè)備的管路布設(shè)較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)操作專業(yè)性強(qiáng)，具有一定的難度；同時(shí)，由于單各灌注樁的施工時(shí)間長(zhǎng)，有的灌注樁施工時(shí)間約15天，樁孔I內(nèi)沉渣厚度大，加上樁孔I直徑大、樁孔I深，清孔時(shí)會(huì)抽排出超大量的廢漿、廢渣，給現(xiàn)場(chǎng)文明施工管理帶來困難，并大大增加泥漿外運(yùn)費(fèi)用。。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供灌注樁二次清孔設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的清孔設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便、清孔時(shí)間較長(zhǎng)、清孔效果差以及施工不環(huán)保的問題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，灌注樁二次清孔設(shè)備，包括用于抽排灌注樁樁孔內(nèi)含有沉渣的泥漿的泥漿泵，以及通過旋轉(zhuǎn)泥漿、將含有沉渣的泥漿進(jìn)行漿渣分離的旋流器，所述泥漿泵與所述旋流器通過軟管連接，所述旋流器連接有置于所述樁孔的孔口液面下的砼灌注導(dǎo)管，所述旋流器中具有供泥漿旋轉(zhuǎn)的倒置錐形液腔，所述旋流器下端設(shè)有供泥漿中沉渣排出的出渣口，所述軟管、砼灌注導(dǎo)管以及出渣口分別連通所述液腔。進(jìn)一步地，所述旋流器包括外殼，所述液腔設(shè)于所述外殼中，所述外殼上端設(shè)有用于連接所述砼灌注導(dǎo)管的溢流口，所述外殼側(cè)壁設(shè)有用于連接所述軟管的進(jìn)漿口，所述出渣口設(shè)于所述外殼下端，所述進(jìn)漿口及所述出渣口分別連通所述液腔。進(jìn)一步地，所述外殼包括呈倒置錐形的錐形殼以及連接在錐形殼上端呈空心狀的筒狀殼，所述液腔形成與所述錐形殼中，所述溢流口設(shè)于所述筒狀殼上端，所述進(jìn)漿口設(shè)于所述錐形殼側(cè)壁，所述出渣口設(shè)于所述錐形殼下端。進(jìn)一步地，沿所述錐形殼側(cè)壁向外延伸有外切于所述錐形殼的進(jìn)漿管，所述進(jìn)漿口設(shè)于所述進(jìn)漿管中。進(jìn)一步地，所述筒狀殼上端向外延伸設(shè)有溢流管，所述溢流口設(shè)于所述溢流管中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的二次清孔設(shè)備采用了旋流器，利用旋流器錐形液腔產(chǎn)生離心力，分離大小顆粒的方式進(jìn)行渣漿分離泥漿被泵入孔底前將泥漿中的粗顆粒預(yù)先排出，進(jìn)行漿渣有效分離，清孔效果好，大大節(jié)約灌注樁的二次清孔時(shí)間，處理工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，安裝簡(jiǎn)單，人工搬移，運(yùn)行能力強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用低。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用正循環(huán)工藝對(duì)灌注樁進(jìn)行二次清孔的原理示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中采用反循環(huán)工藝對(duì)灌注樁進(jìn)行二次清孔的原理示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的灌注樁二次清孔設(shè)備處于工作狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的旋流器的主視示意圖。
具體實(shí)施方式為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。以下結(jié)合具體附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖3 4所示，為本實(shí)用新型提供的一個(gè)較佳實(shí)施例。在施工工地中，經(jīng)常需要施工大直徑、超深的灌注樁，灌注樁成孔完成以后，樁孔I的底部會(huì)沉淀大量的沉渣，本實(shí)施例提供的灌注樁二次清孔設(shè)備用于清除樁孔I底部的沉渣。本實(shí)施例中的灌注樁二次清孔設(shè)備包括泥漿泵5以及旋流器6，泥漿泵5用于抽排灌注樁樁孔I內(nèi)含有沉渣的泥漿，且泥漿泵5連接有管道，該管道延伸在泥漿池2中，當(dāng)然，泥漿池2中也設(shè)置了共沉渣沉淀的沉淀池7，由于沉渣比泥漿重，所以沉淀池7位于泥漿池2下。旋流器6通過軟管4連接在泥漿泵5上，該旋流器6可以將進(jìn)入其中的泥漿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使得含有沉渣的泥漿進(jìn)行漿渣分離，其內(nèi)部設(shè)有呈倒錐形的液腔67，含有沉渣的泥漿可以在該液腔67中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其下端設(shè)有出渣口 64，分離出來的沉渣可以通過該出渣口 64排出外部，進(jìn)入落入沉淀池7中；旋流器6上端還連接有砼灌注導(dǎo)管3，上述的軟管
4、出渣口 64以及砼灌注導(dǎo)管3都連通液腔67，砼灌注導(dǎo)管3 —端連接在旋流器6上，另一端延伸到樁孔I的孔口液面下，這樣，從旋流器6中出來的泥漿通過該砼灌注導(dǎo)管3進(jìn)入樁孔I中，接著泥漿則通過砼灌注導(dǎo)管3與樁孔I側(cè)壁之間的間隙流至泥漿池2中，由泥漿泵5的作用，再一次進(jìn)入旋流器6中。利用上述的二次清孔設(shè)備對(duì)灌注樁進(jìn)行清孔，其具有以下特點(diǎn):I)、采用旋流器6，可以大大節(jié)約灌注樁的清孔時(shí)間，大大提高單機(jī)施工效率，例如，對(duì)于直徑為Φ 1200mm、孔深30m左右的樁孔1，一般清孔時(shí)間約需至少6h 8h，采用泥漿旋流器6后，清孔時(shí)間可大大縮短為2h 3h ;2)、使用旋流器6后，泥漿中的粗顆粒等沉渣可以及時(shí)被排出，減少了沉渣重復(fù)循環(huán)進(jìn)入樁孔1，且泥漿性能得到改善，清孔效果好，工程驗(yàn)收抽芯檢測(cè)結(jié)果顯示，使用旋流器6清孔后，樁身孔底沉渣均較大低于設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；3)、處理工藝簡(jiǎn)單。采用上述的二次清孔設(shè)備對(duì)灌注樁進(jìn)行二次清孔時(shí)，只需要在泥漿循環(huán)系統(tǒng)中處于地面的軟管4中接入旋流器6，即可實(shí)現(xiàn)漿渣分離，其處理工藝簡(jiǎn)單；同時(shí)，管理便利，只需安排人員巡查運(yùn)行狀況，及時(shí)清理旋流器6出渣口 64的出渣情況；4)、泥漿旋流器6裝置體積小，占地面積小，安裝簡(jiǎn)單，人工搬移，運(yùn)行能力強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用低；5)、旋流器6成套裝置采購費(fèi)用約2000 3000元，使用時(shí)間長(zhǎng)，性價(jià)比高。本實(shí)施例中，上述的旋流器6包括外殼，該外殼中設(shè)有上述的呈倒置錐形的液腔67，外殼的上端設(shè)有用于連接砼灌注導(dǎo)管3的溢流口，外殼側(cè)壁設(shè)有用于連接軟管4的進(jìn)漿口，外殼下端設(shè)有上述供沉渣流出的出渣口 64，溢流口、進(jìn)漿口及出渣口 64分別連通液腔67。上述的旋流器6的工作過程如下:當(dāng)泥漿泵5抽取的泥漿通過軟管4及進(jìn)漿口進(jìn)入到液腔67中，其具有一定壓力和流速，這樣，泥漿進(jìn)入液腔67后，則`會(huì)以很快的速度沿液腔67內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的三維橢圓強(qiáng)旋轉(zhuǎn)剪切湍流運(yùn)動(dòng)，由于粗顆粒與細(xì)顆粒之間存在粒度差(或密度差)，其受到的離心力、向心浮力、液體曳力等大小不同，在離心力和重力的作用下，粗顆?？朔ψ枇ο蚱鞅谶\(yùn)動(dòng)，并在自身重力的共同作用下，沿著液腔67內(nèi)壁螺旋向下運(yùn)動(dòng)，細(xì)而小的顆粒及大部分泥漿則因所受的離心力小，未及靠近液腔67內(nèi)壁，即隨泥漿做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在后續(xù)泥漿的推動(dòng)下，顆粒粒徑由液腔67中心向內(nèi)壁越來越大，形成分層排列。隨著泥漿從旋流器6的進(jìn)漿口不斷流入，流動(dòng)斷面越來越小，在外層泥漿收縮壓迫之下，含有大量細(xì)小顆粒的內(nèi)層泥漿不得不改變方向，轉(zhuǎn)而向上運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)旋流，自溢流口排出，通過砼灌注導(dǎo)管3，進(jìn)入樁孔I底部；而粗大顆粒則繼續(xù)沿液腔67內(nèi)壁螺旋向下運(yùn)動(dòng)，形成外旋流，最終外殼下端的出渣口 64排出，成為沉渣，從而達(dá)到泥漿漿渣分離的目的和效果。上述中的外殼包括呈倒錐形的錐形殼66以及連接在錐形殼66上端呈空心狀的筒狀殼65,液腔67形成在錐形殼66中，溢流口設(shè)于筒狀殼65上端,進(jìn)衆(zhòng)口設(shè)于錐形殼66側(cè)壁，出渣口 64設(shè)于錐形殼66下端。具體地，沿錐形殼66側(cè)壁向外延伸有外切于錐形殼66的進(jìn)漿管63，上述的進(jìn)漿口設(shè)于進(jìn)漿管63中，這樣，通過進(jìn)漿口進(jìn)來的泥漿才可以形成較為較大的切向力，環(huán)繞液腔67內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)，形成螺旋運(yùn)動(dòng)。筒狀殼65上端向外延伸設(shè)有溢流管62，溢流口設(shè)于溢流管62中，這樣，液腔67向上運(yùn)動(dòng)的泥漿可以通過該溢流口，進(jìn)而流入砼灌注導(dǎo)管3，進(jìn)入到樁孔I底部。上述利用灌注樁施工工藝流程如下:[0036]先利用外部設(shè)備沖擊成孔至設(shè)計(jì)的入巖深度，再進(jìn)行一次情況，接著制作鋼筋籠，并將鋼筋籠放置在樁孔I中，在灌注樁的樁孔I中下砼灌注導(dǎo)管3，接著安放旋流器6，利用旋流器6形成的二次情況設(shè)備對(duì)灌注樁的樁孔I進(jìn)行二次清孔，在清孔的過程中，檢查旋流器6的排渣情況，當(dāng)二次清孔完畢后，測(cè)量樁孔I孔底的沉渣情況，在灌注樁樁孔I中灌注水下砼，成樁，并將旋流器6收起，清洗，維護(hù)。在上述的施工過程中，還需要主要以下操作要點(diǎn):I)、旋流器6的安放(I)、鋼筋籠、砼灌注導(dǎo)管3下入后，安裝二次清孔設(shè)備，包括:泥漿泵5、泥漿旋流器6及軟管4等；(2)、孔口灌注導(dǎo)管連接，要求密封緊密；(3)、旋流器6安裝前，檢查出渣閥門、接口等位置的完好狀況，確保旋流器6正常工作；(4)、旋流器6的溢流口與砼灌注導(dǎo)管3相連，進(jìn)漿口用軟管4與泥漿泵5連接，形成旋流器6泥漿循環(huán)系統(tǒng)，接口用鐵絲綁扎牢靠；(5)、旋流器6安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)檢查，如:檢查各管口聯(lián)接位置的牢固程度，用鐵絲扎牢綁緊，防 止脫落；檢查整體連接的密封性，防止清孔時(shí)，泥漿發(fā)生滲漏；(6)、旋流器6安裝要求操作迅速，以減少樁孔I底沉渣積聚；(7)、旋流器6出渣口 64下挖設(shè)沉淀池7，防止排出巖渣四溢外流。2)、旋流器6清孔(I)、二次清孔時(shí)，采用泥漿正循環(huán)清孔，清孔前對(duì)泥漿池2、沉淀池7、循環(huán)溝進(jìn)行清渣，并調(diào)整泥漿性能；(2)、清孔過程中，不斷置換孔內(nèi)泥漿，直至灌注水下混凝土 ；(3)、清孔時(shí)，對(duì)旋流器6底出渣口 64排出的沉渣及時(shí)進(jìn)行清理；(4)、清孔過程中，派專人注意旋流器6工作狀態(tài)，及時(shí)排除故障，特別注意出渣口64是否堵塞，保證正常工作；如出現(xiàn)旋流器6進(jìn)漿口吸入塊石、牡蠣殼及水泥塊等較大異物時(shí)，會(huì)使進(jìn)漿速度降低，應(yīng)立即予以清除；旋流器6如果進(jìn)口泥漿中的固相粗顆粒含量過高，或出渣口 64的閥門調(diào)節(jié)過小，會(huì)使旋流器6過載，導(dǎo)致出渣口 64堵塞，可通過調(diào)節(jié)底部閥門，以保持底部排渣通暢；(5)、二次清孔時(shí)，定期測(cè)試樁孔I內(nèi)泥漿指標(biāo)和樁孔I底部沉渣厚度；澆注混凝土前，孔底500mm以內(nèi)的泥衆(zhòng)比重應(yīng)小于1.20,含砂率不大于6%,黏度不大于28s ;孔底沉洛須滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。3)、旋流器6的清理及維護(hù)(I)、灌注砼完成后，旋流器6拆除后轉(zhuǎn)入下一根樁的施工；(2)、旋流器6使用完成后，派專人進(jìn)行清理，清除液腔67的沉積物，保持良好使用狀態(tài)；(3)、旋流器6液腔67受粗顆粒長(zhǎng)時(shí)間的高速撞擊，容易受損局部變薄，如不能滿足正常使用則予以調(diào)換。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求1.灌注樁二次清孔設(shè)備，其特征在于，包括用于抽排灌注樁樁孔內(nèi)含有沉渣的泥漿的泥漿泵，以及通過旋轉(zhuǎn)泥漿、將含有沉渣的泥漿進(jìn)行漿渣分離的旋流器，所述泥漿泵與所述旋流器通過軟管連接，所述旋流器連接有置于所述樁孔的孔口液面下的砼灌注導(dǎo)管，所述旋流器中具有供泥漿旋轉(zhuǎn)的倒置錐形液腔，所述旋流器下端設(shè)有供泥漿中沉渣排出的出渣口，所述軟管、砼灌注導(dǎo)管以及出渣口分別連通所述液腔。
2.如權(quán)利要求1所述的灌注樁二次清孔設(shè)備，其特征在于，所述旋流器包括外殼，所述液腔設(shè)于所述外殼中，所述外殼上端設(shè)有用于連接所述砼灌注導(dǎo)管的溢流口，所述外殼側(cè)壁設(shè)有用于連接所述軟管的進(jìn)漿口，所述出渣口設(shè)于所述外殼下端，所述進(jìn)漿口及所述出渣口分別連通所述液腔。
3.如權(quán)利要求2所述的灌注樁二次清孔設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括呈倒置錐形的錐形殼以及連接在錐形殼上端呈空心狀的筒狀殼，所述液腔形成與所述錐形殼中，所述溢流口設(shè)于所述筒狀殼上端，所述進(jìn)漿口設(shè)于所述錐形殼側(cè)壁，所述出渣口設(shè)于所述錐形殼下端。
4.如權(quán)利要求3所述的灌注樁二次清孔設(shè)備，其特征在于，沿所述錐形殼側(cè)壁向外延伸有外切于所述錐形殼的進(jìn)漿管，所述進(jìn)漿口設(shè)于所述進(jìn)漿管中。
5.如權(quán)利要求3或4所述的灌注樁二次清孔設(shè)備，其特征在于，所述筒狀殼上端向外延伸設(shè)有溢流管，所 述溢流口設(shè)于所述溢流管中。
專利摘要本實(shí)用新型涉及清孔設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，公開了灌注樁二次清孔設(shè)備，包括泥漿泵，以及通過旋轉(zhuǎn)泥漿、將含有沉渣的泥漿進(jìn)行漿渣分離的旋流器，泥漿泵與旋流器通過軟管連接，旋流器連接有置于樁孔的孔口液面下的砼灌注導(dǎo)管，旋流器中具有供泥漿旋轉(zhuǎn)的倒置錐形液腔，旋流器下端設(shè)有供泥漿中沉渣排出的出渣口，軟管、砼灌注導(dǎo)管以及出渣口分別連通液腔。二次清孔設(shè)備采用了旋流器，利用旋流器錐形液腔產(chǎn)生離心力，分離大小顆粒的方式進(jìn)行渣漿分離泥漿被泵入孔底前將泥漿中的粗顆粒預(yù)先排出，進(jìn)行漿渣有效分離，清孔效果好，大大節(jié)約灌注樁的清孔時(shí)間，處理工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，安裝簡(jiǎn)單，人工搬移，運(yùn)行能力強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用低。
文檔編號(hào)E21B21/00GK203145866SQ201220640558
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者陳朝亮, 陳珉皓, 雷斌, 李波, 于亮 申請(qǐng)人:深圳市孺子牛建設(shè)工程有限公司, 深圳市工勘巖土工程有限公司