一种循环式高压水清理管桩桩孔的装置及方法与流程

本发明涉及管桩灌芯施工技术领域，具体来说，涉及一种循环式高压水清理管桩桩孔的装置及方法。

背景技术：

管桩清孔作为管桩灌芯施工的一个必要的工序，其施工质量、精确度直接关系着桩基础及上部建筑结构的工程质量及安全。目前施工现场无清理管桩桩孔的机械，管桩清孔未实现机械化施工。普遍采用的方法为采用洛阳铲人工掏土清除管桩内泥沙后再采用水管对管桩内壁进行清洗最后抽出洗桩污水。此种人工掏土清孔的方法施工工期较长，人工成本较高，受地域、土质影响较大，且人工掏土随管桩需灌芯的深度越深难度越大，控制有效掏土清孔深度越大，同时清洗管桩内壁泥沙极难做到均匀清洗，极易遗漏部分内壁未清洗，最终施工质量不受控因素较多无法保证施工质量。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种循环式高压水清理管桩桩孔的装置及方法，能够解决以上技术问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种循环式高压水清理管桩桩孔的装置，包括机器主体，所述机器主体的底部设置有行走轮，所述机器主体的顶部设置有井架，所述井架的顶部设置有导向滑轮，所述井架的左侧设置有与机器主体相连接的钢丝绳，所述井架的右侧滑动连接有搅拌机，所述钢丝绳通过导向滑轮与所述搅拌机固定连接；所述搅拌机包括电动机，所述电动机的转动部连接有钻杆，所述钻杆的左侧固定连接有高压水泵喷头，所述钻杆上靠近所述高压水泵喷头的出口处沿周向设置有若干片钻头旋转叶片，所述钻头旋转叶片的上侧设置有与钻杆固定连接的钢刷，所述钢刷的上侧设置有与钻杆固定连接的钢筋篦子托盘，所述钢筋篦子托盘的上侧设置有与钻杆固定连接的泥浆泵。

进一步的，所述钢丝绳连接有线锤和水平尺。

进一步的，所述井架的右侧设有导轨，所述电动机的固定部通过所述导轨与所述井架滑动连接。

本发明还涉及一种循环式高压水清理管桩桩孔的方法，包括以下步骤：

S1机器就位：根据管桩灌芯深度选择钻杆长度，确保有效钻孔清孔深度在管桩灌芯深度以下200mm；根据管桩内径选择钻头直径，确保钻头能顺利下沉并尽可能达到最大搅拌半径；根据管桩桩位准确就位，同时调整钻杆的垂直度，确保机器钻杆保持垂直并处于管桩桩孔中心；

S2钻头搅拌下沉：待机器就位、水电管线接通后，启动电动机，同时，高压水泵运转，使搅拌机借设备自重沿井架搅拌切土下沉；待钻头下沉深度比罐装罐芯深度深500mm时，钻头停止下沉，并继续进行搅拌，确保管桩桩孔内泥土均匀搅拌成流体泥浆；

S3抽泥浆、提升钻头：待搅拌结束后启动泥浆泵抽出管桩内泥浆，泥浆抽完后即可提升钻头，移机继续下一个管桩清理。

进一步的，在步骤S1中，为确保有效钻孔清孔深度在管桩灌芯深度以下200mm，使钻杆长度比管桩深度长1m。

进一步的，在步骤S1中，为确保钻头能顺利下沉并尽可能达到最大搅拌半径，使钻头直径比管桩内径小60mm。

进一步的，在步骤S1中，利用与钢丝绳相连的线锤和水平尺调整钻杆的垂直度。

进一步的，在步骤S2中，为保证管桩桩孔内泥土均匀搅拌成流体泥浆，沙土下沉速度控制在1m/min，黏土控制在0.5m/min。

进一步的，在步骤S2中，为确保管桩桩孔内泥土均匀搅拌成流体泥浆，待钻头下沉深度比罐装罐芯深度深500mm时，钻头停止下沉，并继续进行搅拌5-6min。

进一步的，在步骤S3中，钻头提升速度控制在0.5m/s。

本发明的有益效果：

1）利用机械钻头携带高压循环水钻孔的方法对管桩内泥沙进行疏松搅拌为流体泥浆；2）钻头搅拌下沉的过程中利用固定在钻杆上的钢刷子对管桩内壁进行全面均匀的洗刷清理，巧妙的利用了全自动洗衣机的旋转洗刷的工作原理；3）利用泥浆泵抽出管桩内的泥浆从而对需灌芯的管桩桩孔进行清孔洗刷管桩内壁。

使用此种循环式高压水钻孔清孔机械能较大程度缩短清桩孔工期节省人力资源；有效控制清孔深度；大幅度提高管桩内壁清洗洁净程度；不受地域、土质、清桩孔深度限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的循环式高压水清理管桩桩孔的装置的工作状态的结构示意图；

图2是根据本发明实施例所述的循环式高压水清理管桩桩孔的装置的工作流程分解图；

图3是根据本发明实施例所述的循环式高压水清理管桩桩孔的方法的流程图。

图中：

1、机器主体；2、钢丝绳；3、行走轮；4、导向滑轮；5、电动机；6、井架；7、钻杆；8、泥浆泵；9、钢筋篦子托盘；10、钻头旋转叶片；11、钢刷；12、高压水泵喷头；13、管桩灌芯深度标线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种循环式高压水清理管桩桩孔的装置，包括机器主体1，所述机器主体1的底部设置有行走轮3，所述机器主体1的顶部设置有井架6，所述井架6的顶部设置有导向滑轮4，所述井架6的左侧设置有与机器主体1相连接的钢丝绳2，所述井架6的右侧滑动连接有搅拌机，所述钢丝绳2通过导向滑轮4与所述搅拌机固定连接；所述搅拌机包括电动机5，所述电动机5的转动部连接有钻杆7，所述钻杆7的左侧固定连接有高压水泵喷头12，所述钻杆7上靠近所述高压水泵喷头12的出口处沿周向设置有若干片钻头旋转叶片10，所述钻头旋转叶片10的上侧设置有与钻杆7固定连接的钢刷11，所述钢刷11的上侧设置有与钻杆7固定连接的钢筋篦子托盘9，所述钢筋篦子托盘9的上侧设置有与钻杆7固定连接的泥浆泵8。

在本发明的一个具体实施例中，所述钢丝绳2连接有线锤和水平尺。

在本发明的一个具体实施例中，所述井架6的右侧设有导轨，所述电动机5的固定部通过所述导轨与所述井架6滑动连接。

在本发明的一个具体实施例中，所述电动机5的型号为Y90S-2。

在本发明的一个具体实施例中，所述井架6的标准节为0.5*0.5*1m，可根据管桩清孔深度适当增减标准节，标准节采用M20*100高强螺栓连接。

在本发明的一个具体实施例中，所述钻杆7的标准节为2m，采用Φ30mm不锈钢钢管制作，采用M16*80螺栓连接。

在本发明的一个具体实施例中，所述泥浆泵8的型号为BW-150。

在本发明的一个具体实施例中，所述钢刷11有2个，每个长10~15cm。

在本发明的一个具体实施例中，高压水泵喷头12的出口内径为Φ30mm。

如图2-3所示，一种循环式高压水清理管桩桩孔的方法，包括以下步骤：

S1机器就位：根据管桩灌芯深度选择钻杆7长度，确保有效钻孔清孔深度在管桩灌芯深度以下200mm；根据管桩内径选择钻头直径，确保钻头能顺利下沉并尽可能达到最大搅拌半径；根据管桩桩位准确就位，同时调整钻杆7的垂直度，确保机器钻杆7保持垂直并处于管桩桩孔中心；

S2钻头搅拌下沉：待机器就位、水电管线接通后，启动电动机5，同时，高压水泵运转，使搅拌机借设备自重沿井架6搅拌切土下沉；待钻头下沉深度比管桩灌芯深度深500mm时，钻头停止下沉，并继续进行搅拌，确保管桩桩孔内泥土均匀搅拌成流体泥浆；

S3抽泥浆、提升钻头：待搅拌结束后启动泥浆泵8抽出管桩内泥浆，泥浆抽完后即可提升钻头，移机继续下一个管桩清理。

在本发明的一个具体实施例中，在步骤S1中，为确保有效钻孔清孔深度在管桩灌芯深度以下200mm，使钻杆7长度比管桩深度长1m。

在本发明的一个具体实施例中，在步骤S1中，为确保钻头能顺利下沉并尽可能达到最大搅拌半径，使钻头直径比管桩内径小60mm。

在本发明的一个具体实施例中，在步骤S1中，利用与钢丝绳2相连的线锤和水平尺调整钻杆7的垂直度。

在本发明的一个具体实施例中，在步骤S2中，为保证管桩桩孔内泥土均匀搅拌成流体泥浆，沙土下沉速度一般控制在1m/min，黏土一般控制在0.5m/min。

在本发明的一个具体实施例中，在步骤S2中，为确保管桩桩孔内泥土均匀搅拌成流体泥浆，待钻头下沉深度比罐装罐芯深度深500mm时，钻头停止下沉，并继续进行搅拌5-6min（具体搅拌时间可根据现场实际土质情况适当缩减或延长）。

在本发明的一个具体实施例中，在步骤S3中，钻头提升速度一般控制在0.5m/s。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明创新性的利用机械钻头携带高压循环水对管桩桩孔内泥沙进行搅拌达到流体泥浆状态；利用固定在钻杆7上的钢刷11，在钻头旋转下沉过程中对管桩内壁从上至下全面均匀洗刷；最后利用泥浆泵8抽出泥浆，从而达到对管桩桩孔清孔洗刷管桩内壁的效果。

本发明机械，可定量清理管桩深度，全面均匀洗刷管桩内壁无遗漏，比人工掏土清桩孔缩短工期10倍以上，节约人力资源。最终达到绿色施工，大幅度提高施工质量，缩短工期、节约成本的机械化施工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。