专利名称：混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种土木工程中桩基础的施工装置，具体讲是一种混凝土钻孔灌注桩
的浇筑设备的开关装置。
背景技术：
混凝土钻孔灌注桩是一种现场成孔、现场浇筑混凝土的桩基础。混凝土钻孔灌注 桩具备直径大、承载力高、相对成本低等优点，但其施工过程中需要使用的大量泥浆，而这 些泥浆在排放时会引发环境问题，因此，在对施工现场环境要求相对不严格的场合(如道 路、桥梁等一些工程中)混凝土钻孔灌注桩仍然在普遍使用。
混凝土钻孔灌注桩的施工包括以下过程 1、成孔，即用钻机按照设计要求的直径和深度成孔，同时向孔内灌满泥浆，利用泥 浆护壁，避免孔壁的土体塌落； 2、成孔后进行清孔作业，即通过吸渣器将钻孔过程中残留在孔内除泥浆外的浮渣 清理干净； 3、然后将绑扎好的钢筋笼置于孔内； 4、灌注混凝土 (浆)，即将孔内注满密度大于泥浆的混凝土，且通过混凝土将泥浆 从孔内挤出； 5、养护混凝土，使之强度达到设计要求，即成混凝土钻孔灌注桩。 而传统的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备包括一个料斗、由多根分段导管首尾对接
成的主导管和能控制料斗与主导管通断的开关装置，所述的料斗的下端与主导管最上端的
一根分段导管连通，所述的料斗安装在打桩架上并位于孔的上方且高于地平面。 上述的灌注混凝土的施工的具体步骤如下 1、将注浆设备的导管的出口置于孔内略高于桩(孔)底的位置，如离桩底400mm 处。 2、打开开关装置，实现料斗与主导管之间的连通，使得料斗中的混凝土在重力作 用下经主导管注入孔内，同时，用泵车不断对料斗补充混凝土，以保证混凝土充满料斗，由 于混凝土的密度大于泥浆，故在重力作用下，混凝土会先从主导管出口处正下方的孔底中 心向孔底周边扩散，直至混凝土充满孔底，与泥浆形成水平的分液面，随后分液面不断上 升，将密度较小的泥浆从孔顶部挤出，当混凝土与泥浆的分液面到达主导管出口以上一定 高度如1. 4m时，初次灌注混凝土完成。 3、继续向上浇注混凝土，使得混凝土和泥浆的分液面继续上升一定高度，再用起 吊装置将主导管及料斗上升一定高度，然后拆卸掉主导管最上端的分段导管，再将主导管 未拆卸部分与料斗对接，此时，虽然主导管的出口位置提高，但仍然低于混凝土和泥浆的分 液面，继续对孔内灌注混凝土，使得分液面继续抬升。
4、多次重复步骤3，直至混凝土注满孔内。 现有技术的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置一般为以下两种
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第一种是在料斗内放置一遮盖住主导管的连通口的盖板，该盖板的一侧固定有绳
索的一端，绳索的另一端与牵引机具固定；人们启动牵引机具，就能将盖板从连通口拉开，
实现料斗和主导管之间的连通。 但该开关装置存在以下缺陷 由于盖板位于注满混凝土的料斗内，承受了很大的混凝土压力，因此上拉盖板的 过程十分缓慢，在盖板被拉开的过程中，连通口的面积逐渐由小变大，即混凝土流通的通道 的面积缓慢地由小变大，使得混凝土的流速不均匀不连续。 而灌注混凝土的过程的关键在于初次灌注混凝土的过程中，混凝土的流速必须均 匀连续，这样，才能使得混凝土先从主导管出口处正下方的孔底中心向孔底周边扩散，然后 充满孔底并与泥浆形成水平的分液面，且分液面不断上升，将密度较小的泥浆从孔顶部挤 出，否则，混凝土和泥浆就会相互掺杂，从而降低混凝土钻孔灌注桩的强度和硬度，严重影 响桩基础的质量和安全性，甚至出现断桩事故。 第二种是用钢丝将沙袋悬吊，使得沙袋将料斗与主导管的连通口堵死，需要灌注 混凝土时，剪断钢丝，使得沙袋掉落，料斗与主导管连通。
但该开关装置存在以下缺陷 掉落的沙袋会随着混凝土经主导管注入孔内，最终混杂在桩基础的混凝土中，这 样，会大大降低混凝土钻孔灌注桩的强度和硬度，严重影响桩基础的质量和安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能保证灌注混凝土过程中的初次灌注混凝 土过程均匀连续且无沙袋混杂在桩基础的混凝土中的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开 关装置。 本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设
备的开关装置，它包括一个中空的钢箱体，所述的钢箱体的上端与料斗的下端连通，所述的
钢箱体的下端与主导管的顶端连通，所述的钢箱体内铰接有一形状和面积与钢箱体内的横
截面吻合的分隔板，所述的钢箱体上设有可保持分隔板位于水平状态的限位装置。 采用以上结构后，本发明钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置与现有技术相比，具
有以下优点 由于所述的钢箱体内铰接有一形状和面积与钢箱体内的横截面吻合的分隔板，所 述的钢箱体上设有可保持分隔板位于水平状态的限位装置，这样，当分隔板被限位装置保 持在水平状态时，分隔板将钢箱体的内部分隔成与料斗连通的上腔室和与主导管连通的下 腔室，此时料斗和主导管断开，料斗和分隔板以上的上腔室充满混凝土；当限位装置脱离分 隔板时，分隔板在其上方的混凝土和其自重的作用下，迅速绕铰接点旋转最后下垂至竖直 状态，此时，料斗和主导管迅速由断开变为连通，该料斗和主导管由断开变为连通的过程非 常迅速，甚至可以理解为是一个瞬时完成的过程，取消了连通口的面积逐渐由小变大的过 程，其连通过程中连通口即混凝土流通的通道的面积始终不变，故保证灌注混凝土的初次 灌注混凝土的过程均匀连续，避免了混凝土和泥浆相互掺杂，从而提高了混凝土钻孔灌注 桩的强度，保障了桩基础的质量和安全性，杜绝了断桩事故；并且该开关装置不再包括沙 袋，故避免了沙袋混杂在桩基础的混凝土中。
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作为改进，所述的钢箱体的上端板上设有一连通口 ，所述的连通口上焊接有一上
对接管，所述的上对接管与料斗连通，这样，钢箱体与料斗的对接更方便。 作为再改进，所述的钢箱体的下端板上设有一连通口，所述的连通口上焊接有一
下对接管，所述的下对接管与主导管连通，这样，钢箱体与主导管的对接更方便。 作为进一步改进，所述的设置限位装置的侧板上贯穿有一水平向的长孔，所述的
该侧板外壁靠长孔的位置设有一铰座，所述的铰座上固定有一轴，所述的轴上转动配合有
一水平向的由一限位板和一扳杆构成的活闩，所述的限位板远离扳杆的端面与轴的轴线的
距离大于该侧板内壁与轴的轴线的距离，所述的活闩的上端面的高度等于或略低于呈水平
状态的分隔板的下端面的高度，这样，当限位板远离扳杆的端面深入侧板的内壁时，限位板
支撑分隔板，而人们可以扳动扳杆，带动限位板转动，最终使限位板脱离分隔板，导致分隔
板下垂，实现开关装置的打开，故操作过程省力方便。 作为更进一步改进，所述的活闩的下端面与铰座之间设有一半球状的垫圈，这样，实现了活闩下端面与垫圈之间的线接触，使得两者的接触面积最小，摩擦力也最小，故操作更省力。 作为还进一步改进，所述的活闩还包括一定位板，所述的定位板、扳杆和限位板均位于同一水平面，所述的定位板和限位板分别垂直固定在扳杆的两端，在扳杆与安装有铰座的侧板呈平行状态时，所述的定位板的长度等于扳杆内端面与安装有铰座的侧板的外侧面之间的距离，这样，定位板与安装铰座的侧板垂直时就会抵紧在该侧板外侧面上，与定位板平行的限位板也会与该侧板垂直，此时，限位板深入该侧板的内壁的长度最长，故分隔板受到限位板的支持最稳固，所以，当定位板与该侧板抵紧时，分隔板位于最佳关闭状态。
图1是本发明的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的局部正视结构示意图。
图2是本发明的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置的局部剖视结构示意图。 图3是本发明的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置的局部俯视结构示意图。 图中所示1、钢箱体，2、料斗，3、主导管，4、分隔板，5、上对接管，6、下对接管，7、长孔，8、铰座，9、轴，10、限位板，11、扳杆，12、半球状的垫圈，13、活闩，14、转轴，15、定位板。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。 如图1、图2、图3所示，本发明混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，它包括一个中空的钢箱体1。所述的钢箱体1的上端与料斗2的下端连通，即所述的钢箱体1的上端板上设有一连通口，所述的连通口上焊接有一上对接管5，所述的上对接管5与料斗2连通。所述的钢箱体1的下端与主导管3的顶端连通，即所述的钢箱体1的下端板上设有一连通口，所述的连通口上焊接有一下对接管6，所述的下对接管6与主导管3连通。所述的钢箱体1内铰接有一形状和面积与钢箱体1内的横截面吻合的分隔板4，即所述的钢箱体1为长方体，所述的分隔板4为正方形，换句话说，所述的钢箱体1的俯视形状为正方形，其主
5视形状为长方形，所述的分隔板4底面的一侧焊接有一转轴14，所述的钢箱体1两侧板上设有位置与转轴14两端对应的安装孔，所述的转轴14可转动配合于安装孔内。
所述的钢箱体1上设有可保持分隔板4位于水平状态的限位装置。具体来说可保持分隔板4位于水平状态的限位装置设置在钢箱体1的一侧板上，该侧板与设置有安装孔的两侧板均相邻。所述的设置限位装置的侧板上贯穿有一水平向的长孔7，所述的该侧板外壁靠长孔7的位置设有铰座8 (该铰座8由固定在长孔7上、下方的两个铰座构成)，所述的铰座8上固定有一轴9，所述的轴9上转动配合有一水平向的由一限位板10和一扳杆11构成的活闩13，所述的限位板10远离扳杆11的端面与轴9的轴线的距离大于该侧板内壁与轴9的轴线的距离，所述的活闩13的上端面的高度等于或略低于呈水平状态的分隔板4的下端面的高度。所述的活闩13还包括一定位板15，所述的定位板15、扳杆11和限位板IO均位于同一水平面，所述的定位板15和限位板IO分别垂直固定在扳杆11的两端且所述的限位板10、扳杆11和定位板15为一整体。在扳杆11与安装有铰座8的侧板呈平行状态时，所述的定位板15的长度等于扳杆11内端面与安装有铰座8的侧板的外侧面之间的距离。所述的活闩13的下端面与铰座8之间设有一半球状的垫圈12。 本实施例的所有管道之间如分段导管之间的对接、主导管3与下对接管6的对接、上对接导管5与料斗2之间的对接的均采用常规的对接管用专用管螺母对接。
权利要求
一种混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于它包括一个中空的钢箱体(1)，所述的钢箱体(1)的上端与料斗(2)的下端连通，所述的钢箱体(1)的下端与主导管(3)的顶端连通，所述的钢箱体(1)内铰接有一形状和面积与钢箱体(1)内的横截面吻合的分隔板(4)，所述的钢箱体(1)上设有可保持分隔板(4)位于水平状态的限位装置。
2. 根据权利要求1所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于所述的钢箱体(1)的上端与料斗(2)的下端连通是指，所述的钢箱体(1)的上端板上设有一 连通口，所述的连通口上焊接有一上对接管(5)，所述的上对接管(5)与料斗(2)连通。
3. 根据权利要求1所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于所 述的钢箱体(1)的下端与主导管(3)的顶端连通是指，所述的钢箱体(1)的下端板上设有 一连通口，所述的连通口上焊接有一下对接管(6)，所述的下对接管(6)与主导管(3)连通。
4. 根据权利要求1所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于所 述的钢箱体(1)为长方体，所述的分隔板(4)为正方形，所述的分隔板(4)底面的一侧焊接 有一转轴(14)，所述的钢箱体(1)两侧板上设有位置与转轴(14)两端对应的安装孔，所述 的转轴(14)可转动配合于安装孔内。
5. 根据权利要求4所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于可 保持分隔板(4)位于水平状态的限位装置设置在钢箱体(1)的一侧板上，该侧板与设置有 安装孔的两侧板均相邻。
6. 根据权利要求5所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于所 述的设置限位装置的侧板上贯穿有一水平向的长孔(7)，所述的该侧板外壁靠长孔(7)的 位置设有铰座(8)，所述的铰座(8)上固定有一轴(9)，所述的轴(9)上转动配合有一水平 向的由一限位板(10)和一扳杆(11)构成的活闩(13)，所述的限位板(10)远离扳杆(11) 的端面与轴(9)的轴线的距离大于该侧板内壁与轴(9)的轴线的距离，所述的活闩(13)的 上端面的高度等于或略低于呈水平状态的分隔板(4)的下端面的高度。
7. 根据权利要求6所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于所 述的活闩(13)的下端面与铰座(8)之间设有一半球状的垫圈(12)。
8. 根据权利要求6所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于所 述的活闩(13)还包括一定位板(15)，所述的定位板(15)、扳杆(11)和限位板(10)均位于 同一水平面，所述的定位板(15)和限位板(10)分别垂直固定在扳杆(11)的两端，在扳杆 (11)与安装有铰座(8)的侧板呈平行状态时，所述的定位板(15)的长度等于扳杆(11)内 端面与安装有铰座(8)的侧板的外侧面之间的距离。
9. 根据权利要求8所述的混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，其特征在于所 述的限位板(1Q)、扳杆(11)和定位板(15)为一整体。
全文摘要
本发明公开了一种混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置，它包括一个中空的钢箱体(1)，所述的钢箱体(1)的上端与料斗(2)的下端连通，所述的钢箱体(1)的下端与主导管(3)的顶端连通，所述的钢箱体(1)内铰接有一形状和面积与钢箱体(1)内的横截面吻合的分隔板，所述的钢箱体(1)上设有可保持分隔板位于水平状态的限位装置。该混凝土钻孔灌注桩的浇筑设备的开关装置能保证灌注混凝土过程中的初次灌注混凝土过程均匀连续且无沙袋混杂在桩基础的混凝土中。
文档编号E02D5/36GK101705681SQ20091020831
公开日2010年5月12日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者吴佳雄, 李昌耀, 田领川, 章铭荣 申请人:杭州萧宏建设集团有限公司