一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔装置及方法与流程

本申请涉及灌注桩施工的技术领域，尤其是涉及一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔装置及方法。

背景技术：

随着高层建筑的日趋增加，深基础的重要性也愈加重要，因此灌注桩成桩过程中的施工工艺对保证超深灌注桩的承载力有至关重要的作用。

灌注桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩，而冲孔灌注桩使用冲孔机冲击成孔，为泥浆护壁成孔。清孔是指将孔底的沉渣清理干净，这一步骤是灌注桩施工中的一个重要环节，清孔这一工序的施工质量将直接影响成桩的质量。相关技术中的清孔工序中，通常将通过钢丝网连接而成的抽渣桶下放至孔底，使沉渣进入于抽渣桶中，而泥浆通过抽渣桶上的空隙流出，实现对沉渣的清理。

针对上述现有的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：通过上述相关技术中的抽渣法带出的沉渣，大部分为大块沉渣，而较小的颗粒很难被抽渣桶带走，造成清孔不彻底，需要反复多次清孔，清孔效率有待提高。

技术实现要素：

为了提升清孔这一工序的施工效率，本申请提供一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔装置及方法。

本申请提供的一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔装置及方法采用如下的技术方案：

一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔装置，包括内腔中空且竖向设置的外驱动杆、同轴转动于外驱动杆中的内驱动杆和驱动机构，所述驱动机构用于分别驱动外驱动杆、内驱动杆转动以及驱动外驱动杆和内驱动杆沿竖向同步同向移动，所述驱动机构设置于桩孔孔口外侧的地面，所述外驱动杆底端的外周面沿其周向间隔均布有多个竖向设置的固定板，所述固定板沿外驱动杆的径向延伸，所述内驱动杆底端的外周面上固设有与固定板一一对应的移动板，所述移动板包括固定外框和第一网部，所述固定板上固设有用于将第一网部封严的密封件，所述移动板的外侧边缘处与固定板的外侧边缘处之间固定有第二柔性网部，所述移动板的底端边缘处和固定板的底端边缘处之间固定有第三柔性膜部，所述第三柔性膜部和第二柔性网部相互靠近的一侧固定连接，所述第一网部的网孔大于第二柔性网部的网孔。

通过采用上述技术方案，通过相关技术中的抽渣桶对大块的沉渣进行清理后，进行桩孔的二次清孔，初始状态时，移动板靠近固定板，通过驱动机构使外驱动杆、内驱动杆沿桩孔向下移动，移动至固定板以及移动板接近孔底的位置时，通过驱动机构驱动内驱动杆和外驱动杆同步转动，对孔底的沉渣及泥浆进行搅动，使沉渣中较小的颗粒如碎石等上浮，清孔装置到达桩孔的孔底后，停止对外驱动杆和内驱动杆的驱动，通过驱动装置驱动内驱动杆转动，进而带动移动板转动，使第二柔性网部以及第三柔性膜部展开，直至被相邻的固定板上的密封件封严，移动板与固定板之间的区域形成网袋，泥浆及沉渣通过第一网部进入于网袋中，静置一段时间后向上提起，泥浆通过第二柔性网部排出，沉渣留在网袋中，实现对沉渣的较小颗粒的清理，提升了清孔这一工序的施工效率。

优选的，所述外驱动杆上于移动板的上下两端间隔设置有两组支撑组件，所述支撑组件包括多根沿外驱动杆的周向间隔均布的支撑杆，所述支撑杆沿外驱动杆的径向设置，所述第二柔性网部的上下两端分别竖向延伸有延伸部，所述支撑杆背向外驱动杆的一侧抵接于延伸部内侧。

通过采用上述技术方案，移动板相对于固定板转动的过程中，带动第二柔性网部和第三柔性膜部转动，使支撑杆背向外驱动杆的一端依次抵接支撑于延伸部内侧，对第二柔性网部进行支撑，使第二柔性网部展开后尽可能的接近于弧形，增加了网袋的内部空间。

优选的，所述支撑杆背向外驱动杆的一端固设有呈弧形设置的导向板，所述固定外框上固设有与导向板相对应的竖杆，所述移动板移动的过程中，所述竖杆与导向板的外周面接触。

通过采用上述技术方案，由于外驱动杆和内驱动杆的长度较长，容易导致内驱动杆和外驱动杆的轴线出现偏离的情况，影响移动板的正常移动，移动板移动的过程中，竖杆和导向板的配合对移动板起到了导向及定位作用。

优选的，所述导向板靠近固定板的一侧的边缘处设置有便于竖杆移动至与导向板的外周面接触的圆角。

通过采用上述技术方案，便于竖杆与导向板的外周面接触，对竖杆的移动起到了引导作用。

优选的，所述固定板背向外驱动杆的一侧固设有保护板，所述保护板竖向设置，所述保护板设置为圆心位于朝向固定板的一侧的弧形板。

通过采用上述技术方案，保护板的设置对桩孔的孔壁起到了一定的保护作用，减少了对桩孔的孔壁的损坏。

优选的，所述驱动机构包括固设于桩孔孔口外侧的地面的固定架，所述固定架上沿竖向滑移连接有驱动组件，所述驱动组件包括分别用于驱动内驱动杆和外驱动杆转动的第一驱动单元和第二驱动单元，所述内驱动杆和第一驱动单元以及外驱动杆和第二驱动单元均保持竖向相对静止的状态，所述固定架上设置有用于驱动驱动组件沿竖向移动的动力组件。

通过采用上述技术方案，通过动力组件驱动驱动组件移动，实现对内驱动杆和外驱动杆的同步同向驱动，且通过第一驱动单元和第二驱动单元的设置实现了对内驱动杆和外驱动杆的转动的分别驱动。

优选的，所述动力组件包括竖向转动于固定架的螺杆和用于驱动螺杆转动的动力电机，所述动力组件还包括固设于驱动组件的螺套，所述螺套螺纹连接于螺杆。

通过采用上述技术方案，启动动力电机，螺杆在动力电机的作用下转动，由于驱动组件竖向滑移连接于固定架，限制驱动组件的转动，使得螺套在螺杆的作用下带动驱动组件沿竖向移动，实现对驱动组件的驱动。

优选的，所述第一驱动单元包括同轴转动连接于内驱动杆外侧的第一伞齿轮和与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮，所述驱动单元还包括用于驱动第二伞齿轮转动的驱动电机，所述第二驱动单元与第一驱动单元的结构相同。

通过采用上述技术方案，启动驱动电机，第二伞齿轮在驱动电机的作用下转动，进而驱动第一伞齿轮带动内驱动杆转动，实现对内驱动杆的驱动。

一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔方法，主要包括以下步骤：

s1、通过动力组件驱动外驱动杆和内驱动杆沿竖向向下移动至接近桩孔孔底的位置；

s2、移动至接近孔底的位置时，通过驱动组件使内驱动杆和外驱动杆同步同向转动，对桩孔孔底的泥浆及沉渣进行搅动，使沉渣中较小的颗粒如碎石等上浮，同时继续驱动外驱动杆和内驱动杆向下移动至孔底；

s3、通过第一驱动单元驱动内驱动杆转动，使第二柔性网部以及第三柔性膜部展开，直至被相邻的固定板上的密封件封严，移动板与固定板之间的区域形成；

s4、移动板移动的过程中，沉渣中较小的颗粒通过第一网部进入于网袋中；

s5、静置一段时间后，通过动力组件将内驱动杆和外驱动杆向上提起，沉渣留在网袋中，泥浆通过第二柔性网部排出；

s6、重复上述步骤直至达到清孔要求。

通过采用上述技术方案，增加了对沉渣中的较小可以的清理，提升了清孔这一工序的施工效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.初始状态时，移动板靠近固定板，通过驱动机构使外驱动杆、内驱动杆沿桩孔向下移动，移动至固定板以及移动板接近孔底的位置时，通过驱动机构驱动内驱动杆和外驱动杆同步转动，对孔底的沉渣及泥浆进行搅动，使沉渣中较小的颗粒如碎石等上浮，清孔装置到达桩孔的孔底后，停止对外驱动杆和内驱动杆的驱动，通过驱动装置驱动内驱动杆转动，进而带动移动板转动，使第二柔性网部以及第三柔性膜部展开，直至被相邻的固定板上的密封件封严，移动板与固定板之间的区域形成网袋，泥浆及沉渣通过第一网部进入于网袋中，静置一段时间后向上提起，泥浆通过第二柔性网部排出，沉渣留在网袋中，实现对沉渣的较小颗粒的清理，提升了清孔这一工序的施工效率；

2.移动板相对于固定板转动的过程中，带动第二柔性网部和第三柔性膜部转动，使支撑杆背向外驱动杆的一端依次抵接支撑于延伸部内侧，对第二柔性网部进行支撑，使第二柔性网部展开后尽可能的接近于弧形，增加了网袋的内部空间；

3.由于外驱动杆和内驱动杆的长度较长，容易导致内驱动杆和外驱动杆的轴线出现偏离的情况，影响移动板的正常移动，移动板移动的过程中，竖杆和导向板的配合对移动板起到了导向及定位作用。

附图说明

图1是本申请的整体结构示意图。

图2是本申请中显示驱动机构的结构的局部结构示意图。

图3是本申请中显示用于收集沉渣的部分的结构的局部结构示意图。

图4是显示支撑组件结构的局部结构示意图。

图5是图4中a部分的局部放大示意图。

图6是图4中b部分的局部放大示意图。

附图标记说明：1、外驱动杆；11、让位槽；2、内驱动杆；3、驱动机构；31、固定架；32、驱动组件；321、第一驱动单元；3211、第一伞齿轮；3212、第二伞齿轮；3213、转动轴；3214、驱动电机；322、第二驱动单元；323、连接架；3231、第一连接支耳；33、导向杆；34、动力组件；341、螺杆；342、螺套；343、动力电机；4、固定板；41、保护板；42、密封垫；5、移动板；51、固定外框；511、上延伸杆；512、下延伸杆；513、竖杆；52、第一网部；6、第二柔性网部；61、延伸部；7、第三柔性膜部；8、网袋；9、支撑组件；91、支撑杆；92、导向板；921、圆角；101、第一支承板；102、第二支承板。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔装置，结合图1和图2，包括内腔中空且竖向设置的外驱动杆1和同轴转动于外驱动杆1中的内驱动杆2，外驱动杆1伸入于桩孔中时与桩孔同轴设置，内驱动杆2的顶端伸出于外驱动杆1的内腔。

桩孔孔口外侧的地面上设置有驱动机构3，驱动机构3包括通过若干锚栓固定连接于地面上的固定架31，固定架31上滑移连接有驱动组件32，驱动组件32包括用于驱动内驱动杆2转动的第一驱动单元321和用于驱动外驱动杆1转动的第二驱动单元322。

驱动组件32还包括设置于固定架31上的连接架323，连接架323上固定连接有用于支承外驱动杆1的第一支承板101，外驱动杆1与第一支承板101转动连接且与第一支承板101仅能发生相对转动，连接架323上固定连接有用于支承内驱动杆2的第二支承板102，内驱动杆2与第二支承板102转动连接，且与第二支承板102仅能发生相对转动。

第一驱动单元321包括同轴固设于内驱动杆2顶端的第一伞齿轮3211，第一伞齿轮3211的一侧啮合连接有第二伞齿轮3212，第二伞齿轮3212的轴线方向水平设置，第二伞齿轮3212内侧同轴固设有转动轴3213，转动轴3213背向第二伞齿轮3212的一端转动连接于连接架323，第一驱动单元321还包括固设于连接架323、用于驱动转动轴3213转动的驱动电机3214。启动驱动电机3214，转动轴3213在驱动电机3214的作用下带动第二伞齿轮3212转动，进而驱动第一伞齿轮3211带动内驱动杆2转动。

第二驱动单元322位于第一驱动单元321的正下方，第二驱动单元322的结构与第一驱动单元321的结构相同，再次不再赘述。

固定架31上于连接架323的一侧固定有导向杆33，导向杆33竖向设置。连接架323上固定连接有与导向杆33相对应的第一连接支耳3231，第一连接支耳3231套设于导向杆33外侧且与导向杆33滑移连接。

驱动机构3还包括用于驱动驱动组件32沿竖向移动的动力组件34，动力组件34包括竖向设置于连接架323的另一侧的螺杆341，螺杆341底端转动连接于固定架31，固定架31下方设置有用于驱动螺杆341转动的动力电机343，动力组件34还包括固定连接于连接架323的螺套342，螺套342螺纹连接于螺杆341外侧。启动动力电机343，螺杆341在动力电机343的作用下转动，由于驱动组件32竖向滑移连接于固定架31，限制驱动组件32的转动，使得螺套342在螺杆341的作用下带动驱动组件32沿竖向移动。

参照图3，外驱动杆1底端的外周面沿其周向间隔均布有多个固定板4，本实施例中，固定板4的数量设置为三个。固定板4为竖向设置的矩形板，固定板4的长度方向沿竖直方向设置，固定板4的宽度方向沿外驱动杆1的径向设置。

固定板4背向外驱动杆1的一端固定连接有竖向设置的保护板41，保护板41的横截面形状为圆心位于朝向固定板4的弧形。固定板4进入于桩孔中时，保护板41的外侧面与桩孔的孔壁接触，对桩孔的孔壁起到了一定的保护作用，减少了清孔过程中对桩孔的孔壁的损坏。

结合图3、图4和图5，外驱动杆1上于任意相邻两个固定板4之间均开设有让位槽11，让位槽11为通槽，让位槽11于固定板4靠近顶端和固定板4靠近底端的位置开设有两个。内驱动杆2底端向下伸出于外驱动杆1的内腔。

内驱动杆2底端的外周面上固设有与固定板4一一对应的移动板5，开始时，移动板5和与其对应的固定板4相互靠近。

结合图4、图5和图6，移动板5包括呈矩形设置的固定外框51，固定外框51朝向外驱动杆1的一侧面与外驱动杆1的外周面接触，固定外框51内侧固定连接有第一网部52。固定外框51靠近外驱动杆1的一侧的上下两端分别延伸有上延伸杆511和下延伸杆512，上延伸杆511和下延伸杆512均穿过与其相对应的让位槽11且固定连接于内驱动杆2的外周面，上延伸杆511和下延伸杆512分别和与其对应的让位槽11滑移连接。

参照图3，移动板5的外侧边缘处与固定板4的外侧边缘处之间固定有第二柔性网部6，移动板5的底端边缘处和固定板4的底端边缘处之间固定有第三柔性膜部7，第三柔性膜部7和第二柔性网部6相互靠近的一侧固定连接。移动板5向背向固定板4的一侧转动，带动第二柔性网部6以及第三柔性模部展开，使第二柔性网部6、第三柔性膜部7、第一网部52、固定板4以及外驱动杆1于移动板5与固定板4之间的部分共同形成顶端开口的网袋8。

为使泥浆中的沉渣经由第一网部52进入于网袋8中而无法通过第二柔性网部6，第一网部52的网孔大于第二柔性网部6的网孔。

未与移动板5通过第二柔性网部6的固定板4上设置有用于将第一网部52封严的密封垫42，密封垫42固定于固定板4，移动板5能绕内驱动杆2转动至与密封垫42抵接，将第一网部52封严。

结合图3和图4，外驱动杆1的外周面上于固定板4的上下两端对称设置有两组支撑组件9，支撑组件9用于对第二柔性网部6进行支撑定位，使第二柔性网部6展开后尽可能的接近于弧形，增加网袋8的内部空间。

两组支撑组件9分别位于固定外框51的上方和下方。

固定外框51顶端和底端分别竖向延伸有竖杆513，第二柔性网部6的顶端和底端分别竖向延伸有延伸部61。

支撑组件9包括沿外驱动杆1的径向延伸的支撑杆91，支撑杆91沿外驱动杆1的周向间隔均布有多根，本实施例中，支撑杆91的数量设置为三根。支撑杆91背向外驱动杆1的一端固设有导向板92，导向板92设置为弧形板且位于第二柔性网部6内侧。移动板5移动的过程中，竖杆513外侧与导向板92的外周面接触，第二柔性网部6处于展开状态时，导向板92的外周面支撑于延伸部61内侧，对第二柔性网部6进行支撑，同时对移动板5的移动起到了导向及定位作用。

为便于竖杆513与导向板92的配合，导向板92的两个竖向设置的外侧边缘处均设置有圆角921。

本申请还公开了一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的二次清孔方法，包括以下步骤：

s1、通过相关技术中的抽渣桶对大块的沉渣进行清理后，进行桩孔的二次清孔，启动动力电机343，螺杆341在动力电机343的作用下转动，由于驱动组件32竖向滑移连接于固定架31，限制驱动组件32的转动，使得螺套342在螺杆341的作用下带动驱动组件32沿竖向向下移动，进而驱动组件32带动外驱动杆1和内驱动杆2沿竖向向下移动至接近桩孔孔底的位置；

s2、外驱动杆1和内驱动杆2移动至接近孔底的位置时，同时启动第一驱动单元321和第二驱动单元322，使内驱动杆2和外驱动杆1同步同向转动，对桩孔孔底的泥浆及沉渣进行搅动，使沉渣中较小的颗粒如碎石等上浮，同时继续通过动力组件34驱动外驱动杆1和内驱动杆2向下移动至桩孔的孔底；

s3、清孔装置的底端移动至桩孔的孔底后，通过第一驱动单元321驱动内驱动杆2转动，使移动板5向背向与其对应的固定板4转动，使第二柔性网部6以及第三柔性膜部7展开，直至第一网部52与相邻固定板4上的密封垫42抵接，被密封垫42封严，停止第一驱动单元321动作；

s4、移动板5移动的过程中，沉渣中较小的颗粒通过第一网部52进入于网袋8中，泥浆进入于网袋8中；

s5、静置一段时间后，通过动力组件34将内驱动杆2和外驱动杆1向上提起，沉渣由于无法通过第二柔性网布留在网袋8中，而泥浆通过第二柔性网部6排出，实现对沉渣中的较小颗粒的清理；

s6、重复上述步骤直至达到清孔要求。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。