桩底沉渣清理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种桩底沉渣清理系统，包括桩底沉渣循环破碎系统、水平及垂直交通系统、控制系统、桩底沉渣出渣系统。桩底沉渣循环破碎系统，其核心为破碎刀头和不锈钢壳体，由电机带动轴承和破碎刀头旋转将桩底泥岩或砂岩沉渣切碎。水平及垂直交通系统包括电动葫芦和电动葫芦支座下的小车轮，通过电动葫芦上下提动桩底沉渣循环破碎系统；当桩底沉渣被破碎后干净后，将潜水泵吊入桩底，打开潜水泵、出水管和进水管，将已经搅碎的桩底沉渣通过出水管排出，同时将清水注入桩底，实现外循环过程。实现钢筋笼吊放后的沉渣自动清渣处理。解决旋挖桩桩底较大沉渣的破碎和外排难题。
【专利说明】粧底沉渣清理系统
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种对建筑桩底沉渣进行二次清理的机电系统或装置。
【背景技术】
[0002]旋挖桩主要用于粘土，粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。旋挖钻机及施工工艺在我国北方地区已经得到了很快普及，在南方地区特别是东南沿海发达地区由于地层较软，桩一般较大较深，旋挖钻机成孔困难，目前仍以正反循环钻机为主。实际上旋挖钻机配合一些其他设备也可以在该地区施工，一种方法是旋挖钻机与套管式钻机联合施工；另一种方法是利用我国已广泛使用的振动桩锤沉拔钢护筒在软土地区成孔施工。
[0003]由于人工挖孔桩危险性高，各地已由机械成孔代替人工挖孔灌注桩技术。旋挖桩施工技术作由于施工效率高、环境污染小和适用于大多数地质情况等优点，得到广泛使用。然而使用机械旋挖桩施工，其桩底的沉渣具有强度低、压缩性高的特点，沉渣太厚会使桩的承载力降低而不满足设计要求，如果不加清理会影响基础的承载力的发挥，威胁上部结构的安全，造成不可挽回的经济损失。
[0004]目前桩底沉渣处理过程中，均存在下列问题:1、施工过程中塌孔现象非常严重，如何解决这一问题成为当务之急；2、清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。3、成桩质量不能保证，经超声及钻孔检测，发现部分桩孔底沉渣太厚而不能满足要求，影响端承桩承载力。4、采用人工清理，作业难度大，危险性高，容易出安全事故。
实用新型内容
[0005]本实用新型针对现有桩底沉渣清理措施技术存在的不足，一种准确度高、应用面广、使用操作方便、制造和试验成本低的智能化机电沉渣清理系统，保证清理效果，避免人工除渣的危险性。
[0006]本实用新型的技术方案如下:桩底沉渣清理系统，包括桩底沉渣循环破碎系统、水平及垂直交通系统、控制系统、桩底沉渣出渣系统。所述桩底沉渣循环破碎系统，其核心为破碎刀头和内循环水腔，破碎刀头通过轴承与电机连接设置在机身上，安装在不锈钢壳体内，由电机带动轴承和破碎刀头旋转将桩底泥岩或砂岩沉渣切碎；电机和不锈钢壳体中间有一层内循环水腔，内循环水腔的底部设置有吸水通道，吸水通道外设置有一层过滤网，内循环水腔的中部设置有3到4个喷水口 ；桩底沉渣循环破碎系统的顶部设置有提手。
[0007]所述水平及垂直交通系统包括电动葫芦和电动葫芦支座下的小车轮，电动葫芦固定在电动葫芦支座上，电动葫芦支座的左右设置有可滑动的小车轮，电动葫芦的挂钩固定在桩底沉渣循环破碎系统顶部的提手上，通过电动葫芦上下提动桩底沉渣循环破碎系统。
[0008]所述桩底沉渣出渣系统包括储水池、潜水泵、出水管、进水管，储水池为移动水槽或自来水管和排污管道，出水管连接有潜水泵。
[0009]所述控制系统包括电流控制器和时间控制器，分别控制电流和时间，控制系统通过线路与桩底沉渣清理系统连接，控制其工作状态。
[0010]所述桩底沉渣循环破碎系统，其核心为破碎刀头和不锈钢壳体，破碎刀头为切割合金刀头，破碎刀头通过轴承与电机连接设置在底座上，由电机带动轴承和破碎刀头旋转将桩底泥岩或砂岩沉渣切碎。电机和不锈钢壳体中间有一层内循环水腔，内循环水腔的底部设置有吸水通道，吸水通道外设置有一层过滤网，过滤网通过过滤残渣控制进入内循环腔的残渣粒径；内循环水腔的中部设置有3到4个喷水口，分别向斜下方喷出水流，以促进桩底沉渣内循环过程。在破碎刀头旋转的过程中桩底的水可通过位于刀头上的吸水通道进入内循环水腔然后通过喷水口喷出，实现桩底水体的内循环切割破碎过程。
[0011]桩底沉渣循环破碎系统的顶部设置有提手，用于与电动葫芦进行安装。桩底沉渣循环破碎系统的底部设置有用于支撑的三角支架，放入桩底时支撑设备，稳定其姿态。
[0012]所述水平及垂直交通系统包括电动葫芦和电动葫芦支座下的小车轮，电动葫芦固定在电动葫芦支座上，电动葫芦支座的左右设置有可滑动的小车轮，电动葫芦的挂钩固定在桩底沉渣循环破碎系统顶部的提手上，通过电动葫芦上下提动桩底沉渣循环破碎系统。如果桩径过大，可以通过电动葫芦支座下的小车轮将设备吊起后平移位置，再进行搅拌破碎。
[0013]所述桩底沉渣出渣系统包括储水池、潜水泵、出水管、进水管，储水池为设置在地面的固定或移动水槽，连接有出水管和进水管，出水管连接有潜水泵。使用时潜水泵置入桩底水中，进行排水，进水管置入桩底水下，向桩底注入清水稀释，构成桩底水体的外循环。当桩底沉渣被破碎后干净后，将潜水泵吊入桩底，打开潜水泵、出水管和进水管，将已经搅碎的桩底沉渣通过出水管排出，同时将清水注入桩底，将桩底水体稀释，实现外循环过程。当桩底水体基本无残渣满足要求时停止出渣过程，将潜水泵吊出，完成清理过程。
[0014]所述控制系统包括电流控制器和时间控制器，分别控制电流和时间，防止电流过载。控制系统通过线路与桩底沉渣清理系统连接，控制其工作状态。
[0015]所述的小车轮轮上设置有制动锁片。
[0016]所述的储水池分为清水池和污水池两部分，进水管接入清水池中，出水管接入污水池中。
[0017]本实用新型的有益效果:
[0018]1、本系统在钢筋笼吊放后清渣，解决现阶段的清渣工艺在钢筋笼吊放后无法有效清理沉渣的问题，实现钢筋笼吊放后的自动清渣处理。
[0019]2、本系统实现桩底自动出渣，解决旋挖桩深度过深，桩底较大沉渣的破碎和外排难题。
[0020]3、本系统，结构较为简单、制造成本低，且适用面广，可用于各种桩身的桩底沉渣清理。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1桩底沉渣清理系统结构示意图；
[0022]图2为桩底沉渣循环破碎系统结构示意图；[0023]图3为桩底沉渣循环破碎系统水体内循环示意图；
[0024]图4为桩底沉渣破碎操作示意图；
[0025]图5为桩底沉洛出洛操作示意图；
[0026]其中，I—桩底沉渣清理系统，2—水平及垂直交通系统，3—控制系统，4——桩底沉渣出渣系统，5——破碎刀头，6——轴承，7——电机，8——机身，9——不锈钢壳体，10——内循环水腔，11——吸水通道，12——喷水口，13——过滤网，14——提手，15——三角支架，16——电动葫芦，17——电动葫芦支座，18——小车轮，19——挂钩，20——制动锁片，21——潜水泵，22——储水池，23——出水管，24——进水管。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]实施例:如图1所示，桩底沉渣清理系统，包括桩底沉渣循环破碎系统1、水平及垂直交通系统2、控制系统3、桩底沉渣出渣系统4 ；
[0029]如图2所示，桩底沉渣循环破碎系统I由不锈钢壳体9、电机7、破碎刀头5、内循环水腔10构成。电机7及其机身8封装在不锈钢壳体9内，在电机7与不锈钢壳体9之间设置有一层内循环水腔10。内循环水腔底部设置有一个吸进桩底污水的吸水通道11，中部四周设置有3到4个喷水口 12。在不锈钢壳体9的底部靠破碎刀头5位置设置有用于支撑的三角支架15，顶部设置有提手14，用于安装连接。破碎刀头为自主研发的切割合金刀头，通过轴承6与电机7连接设置在机身8上，由电机7带动轴承6和破碎刀头5旋转将桩底泥岩或砂岩沉渣切碎。在破碎刀头5旋转的过程中桩底的水可通过位于刀头上的吸水通道11进入内循环水腔10然后通过喷水口 12喷出，实现桩底水体的内循环切割破碎过程，水体循环方式如图3所示。通过喷水口可以将桩底水体均匀搅拌，将沉渣破碎干净。为了防止较大的沉渣进入堵塞腔体，在内循环水腔10的吸水通道外设置有一层过滤网13。
[0030]所述水平及垂直交通系统2包括电动葫芦16电动葫芦支座17和小车轮18，电动葫芦16固定在电动葫芦支座17上，电动葫芦支座17的左右各设置有可滑动的小车轮18。小车轮18使设备移动更加方便，其轮上还设置有制动锁片20，便于工作时制动固定。电动葫芦16上的挂钩19固定在桩底沉渣循环破碎系统顶部的提手14上，通过电动葫芦16上、下提动桩底沉渣循环破碎系统。如果桩径过大，可以用小车轮将设备吊起后平移位置，再进行搅拌破碎。
[0031]桩底沉渣出渣系统4包括储水池22、潜水泵21、出水管23、进水管24，储水池22为移动水槽或自来水管和排污管道，分清水池和污水池两部分，出水管23 —端接入污水池中，另一端连接潜水泵21。进水管24连接清水池，用作向桩底注水。使用时，潜水泵21连着出水管23置入桩底水下，将桩底污水抽到污水池中，条件允许时，也可直接将污水排放到排污管道中；进水管24向桩底注入清水稀释，进、排水构成桩底水体的外循环。
[0032]所述控制系统3包括电流控制器和时间控制器，分别控制电流和时间。控制系统3采用外部电源供电，通过线路与桩底沉渣清理系统I连接，控制其工作状态。一般设定沉渣破碎时间，800mm以下直径的桩15?20分钟可处理干净，800mm以上直径的桩则需要移动所述桩底沉渣循环破碎系统，重复清理，每次15?20分钟。[0033]本桩底沉渣清理系统的工作过程为:
[0034]第一步，将桩底沉渣循环破碎系统与控制系统进行电路连接，若桩基基坑中水量过少则先通过储水池22和进水管道24灌入一定量的清水，使水位深度大于1.2米。
[0035]第二步,如图4所示,将桩底沉洛循环破碎系统通过挂钩19固定在电动葫芦16上，调节钢丝绳的长度将其吊送入桩基基坑中。
[0036]第三步，通过调节控制系统的电流和时间设定，控制桩底沉渣循环破碎系统1，控制工作电流和时间，通过内循环过程将桩底沉渣破碎。完成后将桩底沉渣循环破碎系统I吊出(若桩基基坑直径过大，则先通过挂钩19将设备吊起I米后打开车轮锁片20，通过调节车轮18和电动葫芦16的位置移动桩底沉渣循环破碎系统，重复上述破碎步骤)。
[0037]第四步，如图5所示，将潜水泵21通过挂钩吊入桩基基坑，打开潜水泵21、出水管23和进水管24，进行外循环清理桩内水体，直到出水管道排出的水基本无残渣时，停止工作，将潜水泵21吊出，清理结束。
[0038]桩底沉渣清理系统，可以有效二次清理桩底沉渣，保证桩基质量，实用性强、应用面广。在清理过程中，通过内循环充分破碎桩底沉渣后再通过外循环将沉渣排出桩基基坑，操作简单、使用方便。本系统在清理过程中由于体型小，耗能低，大大的降低成本。
[0039]综上所述是本实用新型较佳的实施例，凡依本实用新型技术方案所做的改变，所生产的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.桩底沉渣清理系统，其特征在于:包括桩底沉渣循环破碎系统(I)、水平及垂直交通系统(2)、控制系统(3)、桩底沉渣出渣系统(4)； 所述桩底沉渣循环破碎系统(I )，其核心为破碎刀头(5)和内循环水腔(10)，破碎刀头(5 )通过轴承(6 )与电机(7 )连接设置在机身(8 )上，安装在不锈钢壳体(9 )内，由电机(7 )带动轴承(6)和破碎刀头(5)旋转将桩底泥岩或砂岩沉渣切碎；电机(7)和不锈钢壳体(9)中间有一层内循环水腔(10)，内循环水腔(10)的底部设置有吸水通道(11)，吸水通道外设置有一层过滤网(13)，内循环水腔(10)的中部设置有3到4个喷水口(12);桩底沉渣循环破碎系统(I)的顶部设置有提手(14)； 所述水平及垂直交通系统(2)包括电动葫芦(16)和电动葫芦支座(17)下的小车轮(18)，电动葫芦(16)固定在电动葫芦支座(17)上，电动葫芦支座(17)的左右设置有可滑动的小车轮(18)，电动葫芦(16)的挂钩(19)固定在桩底沉渣循环破碎系统(I)顶部的提手(14)上,通过电动葫芦(16)上下提动桩底沉洛循环破碎系统(I)； 所述桩底沉渣出渣系统(4 )包括储水池(22 )、潜水泵(21)、出水管(23 )、进水管(24 )，储水池(22)为移动水槽或自来水管和排污管道，出水管(23)连接有潜水泵(21)； 所述控制系统包括电流控制器和时间控制器，分别控制电流和时间，控制系统通过线路与桩底沉渣清理系统(I)连接，控制其工作状态。
2.根据权利要求1所述桩底沉渣清理系统，其特征在于:所述的桩底沉渣循环破碎系统(I)底部设置有用于支撑的三角支架(15)。
3.根据权利要求1所述桩底沉渣清理系统，其特征在于:所述的小车轮(18)轮上设置有制动锁片(20)。
4.根据权利要求1所述桩底沉渣清理系统，其特征在于:所述的储水池(22)分为清水池和污水池两部分,进水管(24)接入清水池中，出水管(23)接入污水池中。
【文档编号】E21B21/00GK203570230SQ201320551426
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】孔凡林, 雄启东, 张京街, 刘海源, 杜清超 申请人:重庆市建筑科学研究院