一种灌注桩的清孔系统及清孔方法技术方案

本发明专利技术提供了一种灌注桩的清孔系统及清孔方法，属于灌注桩清孔施工领域，其包括吊车组件、空压机、高压风管和一次清孔工序用的清渣桶，吊车组件将清渣桶吊至设有套管的桩孔孔底，且清渣桶与桩孔孔底之间具有间隔，空压机通过高压风管向间隔处输出高压气，桩孔孔底的沉渣与高压气混合后，沿清渣桶与套管间的间隙上升流动，并由清渣桶顶端进入清渣桶；解决了现场要实现套管内泥浆气举反循环清孔操作，循环管路布设极其困难，需要布设泥浆池、空压机及循环管路等，现场安装时间长，使用大型吊车辅助作业，大大影响施工效率的问题。

A hole cleaning system and method for cast-in-place pile

【技术实现步骤摘要】
一种灌注桩的清孔系统及清孔方法
本专利技术涉及灌注桩清孔施工领域，尤其涉及一种灌注桩的清孔系统及清孔方法。
技术介绍
全套管全回转钻机是一种可以驱动套管做360度回转的全套管施工设备，已愈来愈广泛用于复杂地层条件下的灌注桩施工。其施工工艺主要为：利用全套管全回转钻机的回转装置使钢套管与土层间的摩阻力大大减少，边回转边压入，同时利用冲抓斗挖掘取土，直至套管下沉至桩端持力层为止；挖掘成孔完毕后即进行孔深、持力层确认，并用捞渣斗清除孔内虚土，使沉渣厚度满足要求；终孔确认后吊放钢筋笼、灌注导管，灌注前再次测量孔底沉渣，沉渣厚度满足设计要求后灌注混凝土成桩。在地下水不丰富地层使用全套管全回转钻机主要为干孔钻进，采用人工入孔清渣，或使用捞渣斗容易将孔底沉渣清除。但当处于地下水丰富地层时，套管内泥浆使得采用捞渣斗清孔较困难，尤其当套管底部未完全跟进至孔底时，会出现清孔时间较长，或难以满足设计和规范对沉渣厚度的要求。此时，在钢筋笼、灌注导管安放后，灌注混凝土前，采取气举反循环进行二次循环清孔。但由于全回转全套管钻机操作平台高出地面约3m左右，现场要实现套管内泥浆气举反循环清孔操作，循环管路布设极其困难，需要布设泥浆池、空压机及循环管路等，现场安装时间长，使用大型吊车辅助作业，大大影响施工效率。
技术实现思路
为解决处理上述全套管全回转灌注桩孔底沉渣清孔存在的问题，我们结合多项工程实例，研究、总结出一种在套管内进行气举反循环的清渣桶一次清孔、清渣头二次清孔的方法，取得清孔便利、操作简单、清孔速度快、成桩质量好的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种灌注桩的清孔系统，包括吊车组件、空压机、高压风管和一次清孔工序用的清渣桶，所述吊车组件将清渣桶吊至设有套管的桩孔孔底，且所述清渣桶与桩孔孔底之间具有间隔，所述空压机通过高压风管向所述间隔处输出高压气，所述桩孔孔底的沉渣与高压气混合后，沿清渣桶与套管间的间隙上升流动，并由清渣桶顶端进入清渣桶。作为优选，所述清渣桶呈顶端开口且底端封闭设置，且其底面开设两个孔口，所述高压风管设置有两个，且出口端分别与两个孔口焊接。作为优选，所述清渣桶由铸钢制造，其高度为1300mm，外径为900mm，壁厚为25mm，所述高压风管的直径为25mm或20mm。作为优选，所述清渣桶的顶端设有横梁，所述横梁上设有第一吊环，所述清渣桶的桶外身设有倾吊环。作为优选，还包括二次清孔工序用的清渣头，所述清渣头两端贯穿地开设有中空洞，所述中空洞的顶端与高压风管的出气端连接，所述清渣头的顶端设有第二吊环。作为优选，所述清渣头由铸铁制成，其高度为1200mm，外径为1800mm，壁厚为50mm，所述中空洞的内径为80mm。一种灌注桩的清孔方法，包括全套管全回钻进工序S1、一次清孔工序S2、钢筋笼和灌注导管安放工序S3、桩孔孔底沉渣厚度测量工序S4和混凝土灌注工序S6；经全套管全回钻进工序S1形成设有套管的桩孔，所述一次清孔工序S2包括以下步骤：S21、准备吊车组件、空压机、高压风管和清渣桶，高压风管的一端连接空压机，另一端连接清渣桶的桶底；S22、利用吊车组件将清渣桶吊至桩孔孔底，且与桩孔孔底之间具有间隔；S23、开启空压机，空压机通过高压风管向间隔内输入高压空气，高压空气与桩孔孔底处的泥浆混合，利用压力差一同沿清渣桶与套管间的间隙上升流动，流动至清渣桶顶部时流入清渣桶内。作为优选，所述清渣桶呈顶端开口且底端封闭设置，且其底面开设两个孔口，所述高压风管设置有两个，且出口端分别与两个孔口焊接，两个所述高压风管的直径分别为20mm和25mm；在S21步骤中，当桩孔孔深小于50m时，所述空压机连通直径为25mm的高压风管，当桩孔孔深大于或等于50m时，所述空压机连通直径为20mm的高压风管；在S22步骤中，吊车组件预先将清渣桶吊至桩孔孔底，并记录入孔深度，再将清渣桶上提40cm-60cm，所述间隔为40cm-60cm。作为优选，经钢筋笼和灌注导管安放工序S3后，桩孔内设有钢筋笼和灌注导管，所述桩孔孔底沉渣厚度测量工序S4包括以下步骤：S41、将带有钢筋头的测绳放至桩孔孔底，测量桩孔孔底审查厚度是否满足设计要求；S42、若一致，则进行混凝土灌注工序S6；若不一致，则进行二次清孔工序S5；所述二次清孔工序S5将桩孔孔底的沉渣悬浮以降低沉渣厚度。作为优选，所述二次清孔工序S5包括以下步骤：S51、准备带有中空洞的清渣头，将高压风管的出风口与中空洞的顶端连接，且其进风口与空压机连接；S52、使用吊车组件将清渣头放入灌注导管内，直至桩孔孔底位置，然后上提30cm-50cm；S53、开启空压机，进行约5-10min后关闭；S54、再次进行桩孔孔底沉渣厚度测量工序S4；S55、若桩孔孔底沉渣厚度满足要求，则进行混凝土灌注工序S6，若桩孔孔底沉渣厚度不满足要求，则重复步骤S53-S55。本专利技术提供的一种灌注桩的清孔系统及清孔方法具有如下优点：1、清孔设备便捷本专利技术采用的一次清孔清渣桶和二次清孔清渣头，根据全回转全套管灌注桩施工特点制作，体积小、重量轻，设计制作简单；只需与空压机风管连接，安装简便；使用时采用吊装作业，安放和倒渣方便，现场操作容易，清孔过程中使用便捷；2、孔底沉渣清理效果好本专利技术结合终孔后全回转全套管钻进的捞渣斗清渣，并在套管内采用清渣桶实施气举反循环清渣，高风压能将孔底沉渣反复循环，并通过清渣桶不断排出，可确保一次清孔的效果；当孔内安放钢筋笼和灌注导管后，如果孔底沉渣超标，则采用特制的清渣头将沉渣悬浮在泥浆中，并迅速灌注桩身混凝土，可确保桩底沉渣满足设计和规范要求；3、有利于现场文明施工本专利技术通过套管气举内循环，能有效把沉渣倒在规定地方，与传统气举反循环相比，可避免挖设泥浆循环系统与因泥浆乱喷而导致施工场地泥泞；4、清孔成本低清孔设备制作便宜，操作中不使用复杂、大型的清孔设备，产生泥浆量少，清孔时间短，总体施工综合成本低。附图说明图1为本专利技术中一次清孔工序的实施示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为本专利技术中清渣桶的主视图；图4为本专利技术中清渣桶的俯视图；图5为本专利技术中二次清孔工序的实施示意图；图6为图5中B处的局部放大图；图7为本专利技术中清渣头的主视图。图中各附图标记说明如下：1、吊车组件；2、空压机；3、高压风管；4、清渣桶；5、套管；6、横梁；7、第一吊环；8、倾吊环；9、清渣头；10、中空洞；11、第二吊环；12、钢筋笼；13、灌注导管。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌注桩的清孔系统，其特征在于，包括吊车组件(1)、空压机(2)、高压风管(3)和一次清孔工序用的清渣桶(4)，所述吊车组件(1)将清渣桶(4)吊至设有套管(5)的桩孔孔底，且所述清渣桶(4)与桩孔孔底之间具有间隔，所述空压机(2)通过高压风管(3)向所述间隔处输出高压气，所述桩孔孔底的沉渣与高压气混合后，沿清渣桶(4)与套管(5)间的间隙上升流动，并由清渣桶(4)顶端进入清渣桶(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种灌注桩的清孔系统，其特征在于，包括吊车组件(1)、空压机(2)、高压风管(3)和一次清孔工序用的清渣桶(4)，所述吊车组件(1)将清渣桶(4)吊至设有套管(5)的桩孔孔底，且所述清渣桶(4)与桩孔孔底之间具有间隔，所述空压机(2)通过高压风管(3)向所述间隔处输出高压气，所述桩孔孔底的沉渣与高压气混合后，沿清渣桶(4)与套管(5)间的间隙上升流动，并由清渣桶(4)顶端进入清渣桶(4)。


2.根据权利要求1所述的灌注桩的清孔系统，其特征在于，所述清渣桶(4)呈顶端开口且底端封闭设置，且其底面开设两个孔口，所述高压风管(3)设置有两个，且出口端分别与两个孔口焊接。


3.根据权利要求1所述的灌注桩的清孔系统，其特征在于，所述清渣桶(4)由铸钢制造，其高度为1300mm，外径为900mm，壁厚为25mm，所述高压风管(3)的直径为25mm或20mm。


4.根据权利要求1所述的灌注桩的清孔系统，其特征在于，所述清渣桶(4)的顶端设有横梁(6)，所述横梁(6)上设有第一吊环(7)，所述清渣桶(4)的桶外身设有倾吊环(8)。


5.根据权利要求1所述的灌注桩的清孔系统，其特征在于，还包括二次清孔工序用的清渣头(9)，所述清渣头(9)两端贯穿地开设有中空洞(10)，所述中空洞(10)的顶端与高压风管(3)的出气端连接，所述清渣头(9)的顶端设有第二吊环(11)。


6.根据权利要求5所述的灌注桩的清孔系统，其特征在于，所述清渣头(9)由铸铁制成，其高度为1200mm，外径为1800mm，壁厚为50mm，所述中空洞(10)的内径为80mm。


7.一种灌注桩的清孔方法，其特征在于，包括全套管全回钻进工序S1、一次清孔工序S2、钢筋笼和灌注导管安放工序S3、桩孔孔底沉渣厚度测量工序S4和混凝土灌注工序S6；
经全套管全回钻进工序S1形成设有套管(5)的桩孔，所述一次清孔工序S2包括以下步骤：
S21、准备吊车组件(1)、空压机(2)、高压风管(3)和清渣桶(4)，高压风管(3)的一端连接空压机(2)，另一端连接清渣桶(4)的桶底；
S22、利用吊车组件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷斌，李树青，陈卫，童心，魏垂勇，李景峰，刘治军，陈小慧，
申请(专利权)人：深圳市工勘岩土集团有限公司，徐州景安重工机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44