鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置及其清孔方法
【專利摘要】鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置及其清孔方法，清孔裝置通過改裝原有的壓漿管，增加了環(huán)形自穩(wěn)式清孔器或等螺旋自穩(wěn)式清孔器、第一三通接頭、止回閥、第二三通接頭、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了壓漿管不僅能用于注漿，還用能用于清孔。清孔方法是在鉆孔灌注樁二次清孔完成之后，混凝土灌注之前，將壓縮空氣通入到壓漿管，經(jīng)過環(huán)形自穩(wěn)式清孔器或等螺旋自穩(wěn)式清孔器從孔底噴射出來，并與泥漿、沉渣形成三相流，在氣舉作用下，三相流沿著樁孔上升，使孔底殘余沉渣浮起在一個(gè)穩(wěn)定的高度，在首斗混凝土進(jìn)入導(dǎo)管，并從導(dǎo)管底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)。本發(fā)明將改裝后的壓漿管管路與二次清孔工藝結(jié)合使用，保證混凝土灌注時(shí)樁孔孔底基本不存在沉渣。
【專利說明】鉆孔灌注粧臨灌前氣舉清孔裝置及其清孔方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆孔灌注樁的清孔【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置及其清孔方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著鉆孔灌注樁工藝和設(shè)備能力的提高，樁徑、樁長和入巖深度都在不斷的增加，這就使清孔環(huán)節(jié)面臨更高的要求。目前，解決孔底沉渣普遍采用二次清孔工藝，一次清孔安排在成孔后，下鋼筋籠之前，二次清孔安排在混凝土灌注之前。從樁基施工實(shí)踐看，沉渣厚度控制的效果往往不太理想，其主要原因主要有兩點(diǎn):一是樁的長度越來越長，各類輔助作業(yè)時(shí)間相應(yīng)較長，孔底沉渣容易淤積；二是施工使用泥漿很難達(dá)標(biāo)，泥漿質(zhì)量較差，含砂率高，下沉速度快。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，為了克服目前鉆孔灌注樁工藝清孔效果不理想、無法徹底清除孔底沉渣的問題，提供一種鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置及其清孔方法。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，至少包括環(huán)形自穩(wěn)式清孔器、空氣壓縮機(jī)、壓漿管、止回閥以及注漿頭，所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器包括環(huán)狀管體，環(huán)狀管體上設(shè)有一斷開口，該斷開口作為環(huán)形自穩(wěn)式清孔器的進(jìn)風(fēng)口兩端，且環(huán)狀管體上布置有若干風(fēng)口 ；所述壓漿管的一端通過高壓軟管與空氣壓縮機(jī)相連，所述壓漿管的另一端、止回閥的一端、注漿頭的一端通過第一三通接頭相連，所述止回閥的另一端通過第二三通接頭與環(huán)形自穩(wěn)式清孔器的進(jìn)風(fēng)口兩端相連。
[0005]按上述方案，所述風(fēng)口沿環(huán)狀管體管周方向呈梅花型開孔，風(fēng)口直徑沿環(huán)形自穩(wěn)式清孔器的進(jìn)風(fēng)口兩端逐漸減小(保證每個(gè)風(fēng)口的風(fēng)壓基本一致)。
[0006]按上述方案，所述止回閥的通過方向?yàn)樽詨簼{管通向環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(由上往下即僅允許)。
[0007]按上述方案，所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器通過綁扎或者焊接在鋼筋籠內(nèi)側(cè)。
[0008]按上述方案，所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器的環(huán)狀管體的外徑略小于鋼筋籠的內(nèi)徑。
[0009]按上述方案，所述空氣壓縮機(jī)的風(fēng)壓低于所述注漿頭的橡膠開裂壓力。
[0010]本發(fā)明還提供了一種上述鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置進(jìn)行清孔的方法，包括以下步驟:
1)一次清孔完成后，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器綁扎或者焊接在鋼筋籠內(nèi)側(cè)并隨鋼筋籠下放到樁孔內(nèi)，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器的底端距離樁孔底部5(Tl00mm，壓漿管在下鋼筋籠的過程中注滿清水，用于平衡壓漿管內(nèi)部和外部的壓力差；
2)將空氣壓縮機(jī)與壓漿管通過高壓軟管連接，并檢查管路的密封性；
3)二次清孔完成后，開啟空氣壓縮機(jī)，送風(fēng)到壓漿管，開啟止回閥，空氣與泥漿、沉渣形成氣體、固體和液體三相流，三相流沿著樁孔上升；
4)空氣壓縮機(jī)壓力表讀數(shù)穩(wěn)定，孔底沉渣在氣舉作用下懸浮在恒定的高度；
5)首斗混凝土進(jìn)入導(dǎo)管后，從導(dǎo)管底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)。
[0011]按上述方案，所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器替換為等螺旋自穩(wěn)式清孔器，所述等螺旋自穩(wěn)式清孔器包括螺旋形管體，螺旋形管體的一端密封、另一端作為等螺旋自穩(wěn)式清孔器的進(jìn)風(fēng)口，且螺旋形管體上布置有若干風(fēng)口 ；所述等螺旋自穩(wěn)式清孔器的進(jìn)風(fēng)口與止回閥的另一端相連。
[0012]按上述方案，所述風(fēng)口沿上段螺旋形管體管周呈向上型開孔，沿下段螺旋形管體管周呈向下型開孔，風(fēng)口直徑沿等螺旋自穩(wěn)式清孔器的進(jìn)風(fēng)口逐漸減小(保證每個(gè)風(fēng)口的風(fēng)壓基本一致)。
[0013]本發(fā)明還提供了另一種鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置進(jìn)行清孔的方法，包括以下步驟:
1)一次清孔完成后，等螺旋自穩(wěn)式清孔器綁扎或者焊接在鋼筋籠內(nèi)側(cè)并隨鋼筋籠下放到樁孔內(nèi)，等螺旋自穩(wěn)式清孔器的底端距離樁孔底部5(Tl00mm，壓漿管在下鋼筋籠的過程中注滿清水，用于平衡壓漿管內(nèi)部和外部的壓力差；
2)將空氣壓縮機(jī)與壓漿管通過高壓軟管連接，并檢查管路的密封性；
3)二次清孔完成后，開啟空氣壓縮機(jī)，送風(fēng)到壓漿管，開啟止回閥，空氣與泥漿、沉渣形成氣體、固體和液體三相流，三相流沿著樁孔上升；
4)空氣壓縮機(jī)壓力表讀數(shù)穩(wěn)定，孔底沉渣在氣舉作用下懸浮在恒定的高度；
5)首斗混凝土進(jìn)入導(dǎo)管后，從導(dǎo)管底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)。
[0014]本發(fā)明的工作原理:許多鉆孔灌注樁采用后注漿技術(shù)，需要埋設(shè)壓漿管；本發(fā)明將這些壓漿管兼作臨灌前氣舉清孔的通道，由于設(shè)計(jì)改裝了壓漿管管路，將環(huán)形自穩(wěn)式清孔器或等螺旋自穩(wěn)式清孔器、第一三通接頭、止回閥、第二三通接頭、空氣壓縮機(jī)等裝置設(shè)備應(yīng)用于清孔過程中，實(shí)現(xiàn)了后壓漿管路不僅用于注漿，還用于清孔，使材料得到充分利用。清孔方法是在鉆孔灌注樁二次清孔完成之后、混凝土灌注之前，將壓縮空氣通入到壓漿管，經(jīng)過環(huán)形自穩(wěn)式清孔器或等螺旋自穩(wěn)式清孔器從樁孔孔底噴射出來，空氣與泥漿、沉渣形成三相流，在氣舉作用下，三相流沿著樁孔上升，使孔底殘余沉渣浮起在一個(gè)穩(wěn)定的高度，在首斗混凝土進(jìn)入導(dǎo)管，并從導(dǎo)管底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)，確保樁底基本不存在沉渣。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:將改裝后的壓漿管管路與二次清孔工藝結(jié)合使用，在二次清孔完成后，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器或等螺旋自穩(wěn)式清孔器能夠從樁孔孔底噴射壓縮空氣，并與泥漿、沉渣形成三相流，在氣舉作用下，三相流沿著樁孔上升，使樁孔孔底殘余沉渣浮起在一個(gè)穩(wěn)定的高度，保證了在混凝土灌注時(shí)樁孔孔底基本不存在沉渣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置的清孔工作縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置的清孔工作縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中，1-混凝土，2-導(dǎo)管，3-鋼筋籠，4-環(huán)形自穩(wěn)式清孔器，5-風(fēng)口，6-空氣壓縮機(jī)，7-高壓軟管，8-壓漿管，9-第一三通接頭，10-止回閥，11-第二三通接頭，12-注漿頭，13-等螺旋自穩(wěn)式清孔器。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]實(shí)施例1
參照圖1所示，本發(fā)明所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，至少包括環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4、空氣壓縮機(jī)6、壓漿管8、止回閥10以及注漿頭12，所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4包括環(huán)狀管體(呈環(huán)形彎曲)，環(huán)狀管體上設(shè)有一斷開口，該斷開口作為環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4的進(jìn)風(fēng)口兩端，且環(huán)狀管體上按照一定的間距布置有若干風(fēng)口 5(具體為根據(jù)樁孔孔底沉渣的特性及灌注樁尺寸布置)；所述壓漿管8的一端通過高壓軟管7與空氣壓縮機(jī)6相連，所述壓漿管8的另一端、止回閥10的一端、注漿頭12的一端通過第一三通接頭9相連，所述止回閥10的另一端通過第二三通接頭12與環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4的進(jìn)風(fēng)口兩端相連。
[0019]所述風(fēng)口 5沿環(huán)狀管體管周方向呈梅花型開孔，風(fēng)口 5直徑沿環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4的進(jìn)風(fēng)口兩端逐漸減小(保證每個(gè)風(fēng)口 5的風(fēng)壓基本一致)。
[0020]所述止回閥10的通過方向?yàn)樽詨簼{管8通向環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4 (由上往下)。
[0021]所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4通過綁扎或者焊接在鋼筋籠3內(nèi)側(cè)，工作時(shí)鋼筋籠3設(shè)置于樁孔內(nèi)，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4的底端距離樁孔底部5(Tl00mm。
[0022]所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4的環(huán)狀管體的外徑略小于鋼筋籠3的內(nèi)徑。
[0023]所述空氣壓縮機(jī)6的風(fēng)壓低于所述注漿頭12的橡膠開裂壓力，確?？諝鈮嚎s機(jī)6的風(fēng)壓不會將注漿頭12的橡膠壓開；空氣壓縮機(jī)6的風(fēng)壓視樁孔孔深而定，一般不大于
1.0MPa，注漿頭12的橡膠開裂壓力不小于1.5MPa。
[0024]實(shí)施例1提供的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置進(jìn)行清孔的方法，清孔工作包括以下步驟:
O 一次清孔完成后，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4綁扎或者焊接在鋼筋籠3內(nèi)側(cè)并隨鋼筋籠3下放到樁孔內(nèi)，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4的底端距離樁孔底部5(Tl00mm，壓漿管8在下鋼筋籠3的過程中注滿清水，用于平衡壓漿管8內(nèi)部和外部的壓力差；
2)將空氣壓縮機(jī)6與壓漿管8通過高壓軟管7連接，并檢查管路的密封性；
3)二次清孔完成后，開啟空氣壓縮機(jī)6，送風(fēng)到壓漿管8，開啟止回閥10，空氣與泥漿、沉渣形成氣體、固體和液體三相流，三相流沿著樁孔上升；
4)空氣壓縮機(jī)6壓力表讀數(shù)穩(wěn)定，孔底沉渣在氣舉作用下懸浮在恒定的高度；
5)首斗混凝土I進(jìn)入導(dǎo)管2后，從導(dǎo)管2底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)6。
[0025]實(shí)施例2
參照圖2所示，實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于，將實(shí)施例1中的環(huán)形自穩(wěn)式清孔器4替換為等螺旋自穩(wěn)式清孔器13，所述等螺旋自穩(wěn)式清孔器13包括螺旋形管體(呈螺旋形彎曲)，螺旋形管體的一端密封、另一端作為等螺旋自穩(wěn)式清孔器13的進(jìn)風(fēng)口，且螺旋形管體上按照一定的間距布置有若干風(fēng)口 5(具體為根據(jù)樁孔孔底沉渣的特性及灌注樁尺寸布置)；所述等螺旋自穩(wěn)式清孔器13的進(jìn)風(fēng)口與止回閥10的另一端相連，所述止回閥10的通過方向?yàn)樽詨簼{管8通向等螺旋自穩(wěn)式清孔器13的進(jìn)風(fēng)口。
[0026]所述風(fēng)口 5沿上段螺旋形管體管周呈向上型開孔，沿下段螺旋形管體管周呈向下型開孔，風(fēng)口 5直徑沿等螺旋自穩(wěn)式清孔器13的進(jìn)風(fēng)口逐漸減小(保證每個(gè)風(fēng)口 5的風(fēng)壓基本一致)。
[0027]實(shí)施例2提供的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置進(jìn)行清孔的方法，包括以下步驟:
O一次清孔完成后，等螺旋自穩(wěn)式清孔器13綁扎或者焊接在鋼筋籠3內(nèi)側(cè)并隨鋼筋籠3下放到樁孔內(nèi)，等螺旋自穩(wěn)式清孔器13的底端距離樁孔底部5(Tl00mm，壓漿管8在下鋼筋籠3的過程中注滿清水，用于平衡壓漿管8內(nèi)部和外部的壓力差；
2)將空氣壓縮機(jī)6與壓漿管8通過高壓軟管7連接，并檢查管路的密封性；
3)二次清孔完成后，開啟空氣壓縮機(jī)6，送風(fēng)到壓漿管8，開啟止回閥10，空氣與泥漿、沉渣形成氣體、固體和液體三相流，三相流沿著樁孔上升；
4)空氣壓縮機(jī)6壓力表讀數(shù)穩(wěn)定，？L底沉渣在氣舉作用下懸浮在恒定的高度；
5)首斗混凝土I進(jìn)入導(dǎo)管2后，從導(dǎo)管2底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)6。
[0028]實(shí)施例2中，等螺旋自穩(wěn)式清孔器13適用于直徑和孔深更大的鉆孔灌注樁，樁孔孔底沉渣環(huán)境更復(fù)雜，與之匹配的空氣壓縮機(jī)6的額定風(fēng)壓也更大。
[0029]以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:至少包括環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)、空氣壓縮機(jī)(6)、壓漿管(8)、止回閥(10)以及注漿頭(12)，所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)包括環(huán)狀管體，環(huán)狀管體上設(shè)有一斷開口，該斷開口作為環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)的進(jìn)風(fēng)口兩端，且環(huán)狀管體上布置有若干風(fēng)口( 5 );所述壓漿管(8 )的一端通過高壓軟管(7 )與空氣壓縮機(jī)(6)相連，所述壓漿管(8)的另一端、止回閥(10)的一端、注漿頭(12)的一端通過第一三通接頭(9)相連，所述止回閥(10)的另一端通過第二三通接頭(12)與環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)的進(jìn)風(fēng)口兩端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:所述風(fēng)口(5)沿環(huán)狀管體管周方向呈梅花型開孔，風(fēng)口(5)直徑沿環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)的進(jìn)風(fēng)口兩端逐漸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:所述止回閥(10)的通過方向?yàn)樽詨簼{管(8)通向環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)通過綁扎或者焊接在鋼筋籠(3)內(nèi)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)的環(huán)狀管體的外徑略小于鋼筋籠(3)的內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:所述空氣壓縮機(jī)(6)的風(fēng)壓低于所述注漿頭(12)的橡膠開裂壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求f6任意之一所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置進(jìn)行清孔的方法，其特征在于，包括以下步驟: O 一次清孔完成后，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)綁扎或者焊接在鋼筋籠(3)內(nèi)側(cè)并隨鋼筋籠(3)下放到樁孔內(nèi)，環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)的底端距離樁孔底部5(Tl00mm，壓漿管(8)在下鋼筋籠(3)的過程中注滿清水，用于平衡壓漿管(8)內(nèi)部和外部的壓力差； 2)將空氣壓縮機(jī)(6)與壓漿管(8)通過高壓軟管(7)連接，并檢查管路的密封性； 3)二次清孔完成后，開啟空氣壓縮機(jī)(6)，送風(fēng)到壓漿管(8)，開啟止回閥(10)，空氣與泥漿、沉渣形成氣體、固體和液體三相流，三相流沿著樁孔上升； 4)空氣壓縮機(jī)(6)壓力表讀數(shù)穩(wěn)定，孔底沉渣在氣舉作用下懸浮在恒定的高度； 5)首斗混凝土(I)進(jìn)入導(dǎo)管(2)后，從導(dǎo)管(2)底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求f5任意之一所述的所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:所述環(huán)形自穩(wěn)式清孔器(4)替換為等螺旋自穩(wěn)式清孔器(13)，所述等螺旋自穩(wěn)式清孔器(13)包括螺旋形管體，螺旋形管體的一端密封、另一端作為等螺旋自穩(wěn)式清孔器(13)的進(jìn)風(fēng)口，且螺旋形管體上布置有若干風(fēng)口( 5 );所述等螺旋自穩(wěn)式清孔器(13 )的進(jìn)風(fēng)口與止回閥(10)的另一端相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置，其特征在于:所述風(fēng)口(5)沿上段螺旋形管體管周呈向上型開孔，沿下段螺旋形管體管周呈向下型開孔，風(fēng)口(5)直徑沿等螺旋自穩(wěn)式清孔器(13)的進(jìn)風(fēng)口逐漸減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求8、任意之一所述的鉆孔灌注樁臨灌前氣舉清孔裝置進(jìn)行清孔的方法，其特征在于，包括以下步驟: I)一次清孔完成后，等螺旋自穩(wěn)式清孔器(13)綁扎或者焊接在鋼筋籠(3)內(nèi)側(cè)并隨鋼筋籠(3)下放到樁孔內(nèi)，等螺旋自穩(wěn)式清孔器(13)的底端距離樁孔底部5(Tl00mm，壓漿管(8)在下鋼筋籠(3)的過程中注滿清水，用于平衡壓漿管(8)內(nèi)部和外部的壓力差；2)將空氣壓縮機(jī)(6)與壓漿管(8)通過高壓軟管(7)連接，并檢查管路的密封性； 3)二次清孔完成后，開啟空氣壓縮機(jī)(6)，送風(fēng)到壓漿管(8)，開啟止回閥(10)，空氣與泥漿、沉渣形成氣體、固體和液體三相流，三相流沿著樁孔上升； 4)空氣壓縮機(jī)(6)壓力表讀數(shù)穩(wěn)定，孔底沉渣在氣舉作用下懸浮在恒定的高度； 5)首斗混凝土(I)進(jìn)入導(dǎo)管(2)后，從導(dǎo)管(2)底部排出前，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)(6)。
【文檔編號】E21B21/14GK104196474SQ201410425158
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】黃生根, 徐學(xué)連, 吳文兵, 田明, 邵權(quán), 徐俊, 徐松 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）