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文档序号:36174364发布日期:2023-11-24 21:27阅读:52来源:国知局
一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法与流程

1.本技术涉及灌注桩施工的技术领域,尤其是涉及一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法



背景技术:

2.钻孔灌注桩一般是通过机械钻孔在地基中形成桩孔
,
然后在桩孔内放置钢筋笼并灌注混凝土而成

在施工场地较低时,下雨后大量地表水汇集,会使得回填土的含水率增大导致孔壁垮塌

脱落,给施工带来困难和危险

而在高回填区域施工时,由于高回填区域由素填土

块石以及其他回填物组成,回填土级配差

固结性不强

块石附近易形成空洞

空隙,灌注混凝土时容易出现漏浆



技术实现要素:

3.为了增强桩孔孔壁支撑性和封闭性,防止桩孔坍塌,本技术提供一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法

4.本技术提供的一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法,采用如下的技术方案:一种防塌陷旋挖桩施工装置,包括转杆,所述转杆上设有刮壁装置和护壁成型装置,护壁成型装置设于刮壁装置上方;刮壁装置包括设于转杆上的第一支架,第一支架侧面设有竖向面,竖向面上设有横向刮刀组,第一支架上部的转杆上设有护壁成型装置,护壁成型装置包括与转杆连接的第二支架,第二支架侧面设有与转杆内设有的第一流道连通的竖向管路,竖向管路朝向向下,竖向管路下端为封口结构,竖向管路外侧设有若干沿竖向管路长度方向间隔设置的开孔

5.通过采用上述技术方案,转杆带动刮壁装置转动,刮壁装置的横向刮刀组先在桩孔孔壁内侧面挂出槽纹,然后将配置密度和粘度较高的粘土或水泥浆加纤维灌入转杆第一流道内,在护壁成型装置的旋转涂覆作用下,在孔壁上生成覆盖螺纹槽的第二泥浆护壁层,通过槽纹加强第二泥浆护壁层与孔壁的结合强度,以增强孔壁保护层的支撑防塌作用,同时提高护壁的封闭性,以避免由于回填原因形成的空洞

孔隙等引起的灌注混凝土时漏浆问题

6.可选的,所述竖向管路上部连接有横向管路,横向管路与第一流道连通;横向管路包括相互套接的内管与外管,内管外壁设有第一挡块,外管外壁设有第二挡块,第一挡块和第一挡块之间连接有螺栓

7.通过采用上述技术方案,通过控制内管与外管之间的锁接位置,调节横向管路长度,使装置能适用于不同尺寸钻孔要求,提高设备适用性

8.可选的,所述相邻开孔的间隔距离向下逐渐减小或开孔孔径大小向下逐渐增大

9.通过采用上述技术方案,由于竖向管路朝向向下,增大竖向管路上的开孔间距

减小下部的开孔间距有利于平衡装置旋转时,开孔的出料量,提高第二泥浆护壁层的成型均匀性和质量

10.可选的,所述竖向管路内侧面设有第一斜面,竖向管路的内径沿第一斜面向下逐渐减小

11.通过采用上述技术方案,竖向管路内的浆料除了能在注浆压力的推动下进入竖向管路下部,还可通过自身的高粘度附着在第一斜面上而流到竖向管路下部,减少竖向管路上部因为离心力聚集的泥浆,提高涂覆均匀性

12.可选的,所述第一支架包括固定架和移动架,固定架固定于转杆外周壁,竖向面设于移动架,移动架上沿移动架长度方向设有若干连接孔,连接孔通过螺栓与固定架设有的固定孔锁接

13.通过采用上述技术方案,通过控制固定架和移动架之间的锁接位置,调节第一支架的长度,使装置能适用于不同尺寸钻孔要求,提高设备适用性

14.可选的,所述转杆外设有壁层密实装置,壁层密实装置包括套设于转杆外的止旋套管,止旋套管一侧设有环形固壁件,环形固壁件与止旋套管之间连接有竖向往复装置

15.通过采用上述技术方案,竖向往复装置带动环形固壁件沿着孔壁上下移动,由于环形固壁件与孔壁之间留有间隙,使环形固壁件与孔壁之间的浆体产生湍流冲压孔壁上新生产的第二泥浆护壁层,进一步压实第二泥浆护壁层,提高第二泥浆护壁层的紧密性,防止脱离

16.可选的,所述竖向往复装置包括安装座

竖向连杆

横向连杆

往复杆套,安装座固定于止旋套管,竖向连杆穿设于安装座,横向连杆一端与竖向连杆连接,横向连杆另一端与往复杆套周面设有的往复槽配接,往复杆套固定套设于转杆外壁

17.通过采用上述技术方案,转杆带动往复杆套转动,横向连杆沿着转动的往复槽上下升降,带动竖向连杆上的环形固壁件上下移动,实现环形固壁件对第二泥浆护壁层的加固作用,该竖向往复装置结构简单,无需另外的驱动源,便于桩下使用,实用性高

18.可选的,所述环形固壁件内侧设有连接柱,连接柱端部连接竖向连杆;连接柱是由一第一柱体和一第二柱体组成的可调长度结构,第一柱体和第二柱体之间通过螺栓锁接

19.通过采用上述技术方案,通过控制第一柱体和第二柱体之间的锁接位置,调节连接柱长度,使装置能适用于不同尺寸钻孔要求,提高设备适用性

20.可选的,所述环形固壁件外周面设有上斜面和下斜面,上斜面和下斜面之间设有中平面

21.通过采用上述技术方案,上下敞口

中部窄径的结构,加大了环形固壁件与孔壁之间的湍流效应,提高环形固壁件对孔壁的引流加固作用

22.一种防塌陷旋挖桩施工方法,包括以下步骤:施工准备:采用
gprs
全站仪放线定桩位,用水准仪验地面标高;埋设护筒:以桩位为基准埋设护筒,护筒上部开设溢浆孔,护筒周围用粘土分层夯实;钻进成孔:选用反循环钻机钻进成孔,钻进过程中在孔内自然造浆,钻进前,先启动砂石泵
,
形成反循环环境,钻进中随泥浆漏失及孔深增加随时补充泥浆;护壁加固:在钻进一定深度后,停止钻进,采用如上所述的防塌陷旋挖桩施工装置对孔壁进行加固,具体的,拆下钻杆,将施工装置放入钻孔内,施工装置的转杆替代钻杆与旋进装置连接,通过刮壁装置旋转先在孔壁上刮出螺纹槽,然后将配好的粘性泥浆灌入转杆内,经护壁成型装置的旋转涂覆作用在孔壁上生成覆盖螺纹槽的第二泥浆护壁层;混凝土灌注:往清孔后的钻孔内下放钢筋笼及导管,进行混凝土灌


23.通过采用上述技术方案,钻杆吸出夹带钻碴的循环泥浆,并孔顶补充泥浆以保持孔内液面,从而保证孔壁的稳定性

反循环可大大减少重复碾磨钻碴的无效劳动,可使钻进效率大幅度提高

尤其适合用于岩层

砾石及密实土层

而传防塌陷旋挖桩施工装置有效的加固了孔壁,使钻孔的防塌性能明显增强,提高了钻孔的成孔质量

24.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:本技术通过转杆带动刮壁装置转动,刮壁装置的横向刮刀组先在桩孔孔壁内侧面挂出槽纹,然后将配置密度和粘度较高的粘土或水泥浆加纤维灌入转杆第一流道内,在护壁成型装置的旋转涂覆作用下,在孔壁上生成覆盖螺纹槽的第二泥浆护壁层,通过槽纹加强第二泥浆护壁层与孔壁的结合强度,以增强孔壁保护层的支撑防塌作用,同时提高护壁的封闭性,以避免由于回填原因形成的空洞

孔隙等引起的灌注混凝土时漏浆问题

附图说明
25.图1是本技术实施例1施工装置结构示意图

26.图2是本技术钻孔结构示意图

27.图3是本技术实施例2施工装置结构示意图

28.图4是本技术实施例2往复杆套结构示意图

29.图5是本技术实施例2施工方法流程示意图

30.附图标记说明:
1、
转杆;
11、
第一流道;
2、
刮壁装置;
21、
第一支架;
211、
固定架;
212、
移动架;
213、
竖向面;
214、
横向刮刀组;
3、
护壁成型装置;
31、
第二支架;
32、
竖向管路;
321、
开孔;
322、
第一斜面;
33、
横向管路;
331、
内管;
332、
第一挡块;
333、
外管;
334、
第二挡块;
4、
壁层密实装置;
41、
止旋套管;
42、
环形固壁件;
421、
上斜面;
422、
下斜面;
423、
中平面;
43、
连接柱;
431、
第一柱体;
432、
第二柱体;
44、
竖向往复装置;
441、
安装座;
442、
竖向连杆;
443、
横向连杆;
444、
往复杆套;
445、
往复槽;
5、
孔壁;
51、
螺纹槽;
6、
第二泥浆护壁层

具体实施方式
31.以下结合附图
1-5
对本技术作进一步详细说明

32.实施例1本技术实施例1公开一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法

33.参照图
1-2
,其中的防塌陷旋挖桩施工装置,包括转杆1,所述转杆1上设有刮壁装置2和护壁成型装置3,护壁成型装置3设于刮壁装置2上方,刮壁装置2和护壁成型装置3都跟随着转杆1转动

34.刮壁装置2包括设于转杆1上的第一支架
21
,第一支架
21
包括固定架
211
和移动架
212
,固定架
211
固定于转杆1外周壁,移动架
212
侧面设有竖向面
213
,移动架
212
上沿移动架
212
长度方向设有若干连接孔,连接孔通过螺栓与固定架
211
设有的固定孔锁接

第一支架
21
竖向面
213
上设有横向刮刀组
214。
35.护壁成型装置3包括与转杆1连接的第二支架
31
,第二支架
31
侧面设有与转杆1内设有的第一流道
11
连通的竖向管路
32
,具体的,竖向管路
32
上部连接有横向管路
33
,横向管路
33
与第一流道
11
连通;横向管路
33
包括相互套接的内管
331
与外管
333
,内管
331
外壁设有
第一挡块
332
,外管
333
外壁设有第二挡块
334
,第一挡块
332
和第一挡块
332
之间连接有螺栓

竖向管路
32
朝向向下,竖向管路
32
下端为封口结构,竖向管路
32
内侧面设有第一斜面
322
,竖向管路
32
的内径沿第一斜面
322
向下逐渐减小

竖向管路
32
外侧设有若干沿竖向管路
32
长度方向间隔设置的开孔
321。
相邻开孔
321
的间隔距离向下逐渐减小或开孔
321
孔径大小向下逐渐增大

36.一种防塌陷旋挖桩施工方法,包括以下步骤:施工准备:采用
gprs
全站仪定桩位,桩位偏差小于
20

,用水准仪测定施工场地的地面标高

37.埋设护筒:孔口处应埋设铁护壁,护住孔口,护筒内径大于钻头直径;护筒上部开设溢浆孔,埋设铁护筒时,以桩位为基准,中心偏移不得超过
50mm
,护筒周围用粘土分层夯实

38.钻进成孔:选用反循环钻机钻进成孔,钻进过程中在孔内自然造浆,钻进前,先启动砂石泵
,
形成反循环环境,钻进中随泥浆漏失及孔深增加随时补充泥浆,保持泥浆柱液面高度;钻硬土层时,如发现每次钻进深度太小,钻斗内碎渣量太少,可换一个较小直径的筒形齿状钻头,先钻一小孔,然后再用钻斗扩孔;钻硬砂砾层时,为加固孔壁5和便于取出砂砾,可事先向孔内投入适量粘土球;下入孔内的钻斗,应是双层底板的捞砂钻斗,以防提钻过程中砂砾从底部漏掉

39.护壁加固:在钻进一定深度后,停止钻进,采用如上所述的防塌陷旋挖桩施工装置对孔壁5进行加固,具体的,拆下钻杆,将施工装置放入钻孔内,施工装置的转杆1替代钻杆与旋进装置连接,旋进装置砂石泵切换为进浆泵,通过刮壁装置2旋转先在孔壁5上刮出螺纹槽
51
,然后将粘度较高的泥浆灌入转杆1内,经护壁成型装置3的旋转涂覆作用在孔壁5上生成覆盖螺纹槽
51
的第二泥浆护壁层
6。
40.混凝土灌注:往清孔后的钻孔内下放钢筋笼及导管,测量沉渣厚度符合要求;清孔后孔底
500mm
以内的泥浆比重应小于
1.25
,粘度
≤28s
,含砂量 ≤8%
,循环流动的泥浆无粗燥砂砾感,目测胶体率正常;注灌过程中始终保持导管埋在混凝土面以下,并在导管内放入充气球胆隔水,导管底口与孔底的距离保持在
0.3

0.5m
内;首浇混凝土必须保持埋管深度为
2-6m
,混凝土浇筑必须连续;重点检查混凝土的坍落度

混凝土标高

埋管深度及超灌厚度

41.提管前测量混凝土灌注深度和计算导管埋深,提管时导管应徐徐上提,不可一次提的过高,造成导管底部超出混凝土面,形成断桩;灌注桩的充盈系数在
1.1

1.15
,且施工中记录每根桩的充盈系数;根据设计要求超灌,或超过桩顶标高
0.8m

1m
;成孔及浇灌混凝土时,孔内泥浆应往事先挖好的泥浆池排放或转移

42.实施例2本技术实施例2公开一种防塌陷旋挖桩施工装置及其施工方法

43.参照图
2-4
,本实施例的防塌陷旋挖桩施工装置,包括转杆1,转杆1上从上到下依次设置有壁层密实装置
4、
护壁成型装置
3、
刮壁装置2,施工时,刮壁装置2先进入钻孔内

44.壁层密实装置4包括套设于转杆1外的止旋套管
41
,止旋套管
41
不跟随转杆1转动,其上部与钻进设备单独连接

止旋套管
41
一侧设有环形固壁件
42
,环形固壁件
42
与止旋套管
41
之间连接有竖向往复装置
44。
竖向往复装置
44
包括安装座
441、
竖向连杆
442、
横向连杆
443、
往复杆套
444
,安装座
441
固定于止旋套管
41
,竖向连杆
442
穿设于安装座
441
,横向连杆
443
一端与竖向连杆
442
连接,横向连杆
443
另一端与往复杆套
444
周面设有的往复槽
445
配接,往复杆套
444
固定套设于转杆1外壁

环形固壁件
42
外周面设有上斜面
421
和下斜面
422
,上斜面
421
和下斜面
422
之间设有中平面
423。
环形固壁件
42
内侧设有连接柱
43
,连接柱
43
端部连接竖向连杆
442
;连接柱
43
是由一第一柱体
431
和一第二柱体
432
组成的可调长度结构,第一柱体
431
和第二柱体
432
之间通过螺栓锁接

45.刮壁装置2包括设于转杆1上的第一支架
21
,第一支架
21
包括固定架
211
和移动架
212
,固定架
211
固定于转杆1外周壁,移动架
212
侧面设有竖向面
213
,移动架
212
上沿移动架
212
长度方向设有若干连接孔,连接孔通过螺栓与固定架
211
设有的固定孔锁接

第一支架
21
竖向面
213
上设有横向刮刀组
214。
46.护壁成型装置3包括与转杆1连接的第二支架
31
,第二支架
31
侧面设有与转杆1内设有的第一流道
11
连通的竖向管路
32
,具体的,竖向管路
32
上部连接有横向管路
33
,横向管路
33
与第一流道
11
连通;横向管路
33
包括相互套接的内管
331
与外管
333
,内管
331
外壁设有第一挡块
332
,外管
333
外壁设有第二挡块
334
,第一挡块
332
和第一挡块
332
之间连接有螺栓

竖向管路
32
朝向向下,竖向管路
32
下端为封口结构,竖向管路
32
内侧面设有第一斜面
322
,竖向管路
32
的内径沿第一斜面
322
向下逐渐减小

竖向管路
32
外侧设有若干沿竖向管路
32
长度方向间隔设置的开孔
321。
相邻开孔
321
的间隔距离向下逐渐减小或开孔
321
孔径大小向下逐渐增大

47.参照图5,本实施例2一种防塌陷旋挖桩施工方法与实施例1的区别在于,护壁加固时,在钻进一定深度后,停止钻进,采用如上所述的防塌陷旋挖桩施工装置对孔壁5进行加固,具体的,拆下钻杆,将施工装置放入钻孔内,施工装置的转杆1替代钻杆与旋进装置连接,旋进装置砂石泵切换为进浆泵,通过设于转杆1最下方的刮壁装置2旋转先在孔壁5上刮出螺纹槽
51
,然后将粘度较高的泥浆灌入转杆1内,经护壁成型装置3的旋转涂覆作用在孔壁5上生成覆盖螺纹槽
51
的第二泥浆护壁层6,设于转杆1最上方的壁层密实装置4在转杆1转动的带动下沿着往复杆套
444
上下移动,通过环形固壁件
42
对第二泥浆护壁层6进行加固

48.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,故:凡依本技术的结构

形状

原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内

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