一种旋挖桩成孔施工系统及方法与流程

本发明涉及旋挖桩钻孔施工，尤其涉及一种旋挖桩成孔施工系统及方法。

背景技术：

1、旋挖桩是指通过旋挖钻机施工形成的孔桩。施工时旋挖钻机利用带有斗式钻头的钻杆旋转，将土销刮到斗筒内，然后提升斗筒至孔外一侧，再借助斗筒的旋转振动机构卸土，重复此挖弃动作即可完成桩孔。针对砂层地区的较大桩径超深旋挖灌注桩，由于地质条件为沙土、黏土等松软土质，通过传统旋挖桩施工方法施工时，钻具于砂土中易形成“活塞效应”，孔内易产生负压，导致孔壁坍塌、缩径等情况，而采用湿法施工泥浆护壁时，泥浆参数指标会直接影响成孔质量，成孔及清孔过程中可能出现补浆不足和不及时的情况，进一步导致塌孔等情况发生；此外，施工过程中，钢筋笼与孔壁距离不能保证，造成旋挖桩的钢筋保护层厚度难以保证。此外，整个施工过程将废土和废浆排入场地，造成场地内卫生条件较差，文明施工要求难以保证。

2、因此，亟需一种旋挖桩成孔施工系统及方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种旋挖桩成孔施工系统及方法，以解决旋挖桩施工过程中易发生塌孔、补浆不及时、泥浆质量难以把控、钢筋笼的保护层厚度以及文明施工要求难以保证的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一方面，提供一种旋挖桩成孔施工系统，包括：

4、旋挖钻具，所述旋挖钻具包括钻机钻头，所述钻机钻头周向设置有护壁，所述护壁沿桩孔的轴线方向开设有过浆通道；

5、取浆器，包括取浆筒、垫板以及提绳，所述取浆筒的上下两端分别开设有第一通道和第二通道，所述垫板设置于所述第二通道处，且能够封堵所述第二通道，所述提绳能够穿过所述第一通道和所述第二通道与所述垫板连接；

6、钢筋笼，沿所述钢筋笼的长度方向间隔设置有多组定位装置，所述定位装置包括有多个保护条，所述保护条沿所述钢筋笼的周向间隔设置；

7、补浆装置，包括蓄浆池、运浆机构和泥浆池，所述蓄浆池设置于所述桩孔处，所述运浆机构能够将所述泥浆池中的泥浆输送至所述蓄浆池中；

8、废土储运装置，包括回浆管、废浆处理机构、进浆管、废浆管以及废浆转运机构，所述回浆管和所述进浆管的一端均与所述废浆处理机构连通，另一端设置于所述桩孔中，所述废浆管的一端与所述废浆处理机构连通，另一端与所述废浆转运机构连通。

9、作为优选，所述旋挖桩成孔施工系统还包括空压机和导气管，所述空压机设置于所述桩孔处，所述导气管的一端与所述空压机的输出端连通，另一端设置于所述桩孔中，所述空压机能够将空气通过所述导气管输送至所述桩孔中的泥浆。

10、作为优选，所述钻机钻头同轴设置有挡板，所述挡板上设置有转动轴，所述转动轴能与所述钻机钻头抵接。

11、作为优选，所述第一通道处设置有限位器，所述限位器包括设置于所述第一通道相对两侧的定位绳，两个所述定位绳的一端固定连接于所述取浆筒上，另一端连接有定位环，所述提绳能够穿过所述定位环与所述垫板连接。

12、作为优选，所述垫板包括橡胶垫片和钢垫片，所述橡胶垫片的上表面能与所述取浆筒抵接以将所述第二通道封堵，所述钢垫片与所述橡胶垫片的下表面贴靠。

13、作为优选，所述运浆机构包括第一泵送机和第一输送管，所述第一泵送机安装于所述泥浆池中，所述第一输送管的一端与所述第一泵送机的输出端连接，另一端设置于所述蓄浆池中。

14、作为优选，所述运浆机构还包括第二泵送机和第二输送管，所述第二泵送机安装于所述泥浆池中，所述第二输送管的一端与所述第二泵送机的输出端连接，另一端设置于所述桩孔中。

15、作为优选，所述废浆处理机构包括除砂机和废土箱，所述回浆管和所述进浆管的一端均与所述除砂机连通，所述除砂机的出沙口设置于所述废土箱处。

16、作为优选，所述废浆转运机构包括废浆储存箱，所述废浆管的另一端与所述废浆储存箱连通。

17、另一方面，提供一种旋挖桩成孔施工方法，应用如上述的旋挖桩成孔施工系统，包括如下步骤：

18、s1:桩孔开挖前准备，进行设备、管线、人员现场准备，测量放线、定位，埋设钢护筒并在钢护筒处设置蓄浆池，在钢护筒上按照设计要求泥浆液面高度开设补浆口，对钻机钻头进行改造，在钻机钻头周向所设置的护壁上，沿桩孔的轴线方向开设过浆通道；

19、s2:旋挖桩孔，通过钻机钻头钻孔至设计深度，期间采用补浆装置及时补充桩孔内的泥浆，保证桩孔内的液面高度和泥浆指标；采用废土储运装置处理废土；

20、s3:桩孔成型后清孔，测量孔深、孔径的质量指标，通过钻头进行一次清孔，检测桩孔质量；桩孔质量达标后下放钢筋笼；钢筋笼下放完成后安装导管进行二次清孔，检测成孔质量；一次清孔和二次清孔后均需测量泥浆指标，通过取浆器提取泥浆进行测试；一次清孔和二次清孔过程中采用废土储运装置对清理出的砂土进行处理；

21、s4:灌注混凝土，通过泵车管向桩孔内灌注混凝土，待混凝土灌注完成后拔除钢护筒，成桩结束。

22、本发明的有益效果：

23、本发明所提供的旋挖桩成孔施工系统，通过在护壁沿桩孔的轴线方向开设有过浆通道，由此在将钻机钻头从桩孔中拔出时，泥浆可通过过浆通道流至桩孔孔底，能够、避免桩孔内形成负压，降低对孔壁的扰动，避免发生塌孔；通过提绳将取浆筒下放至桩孔中，泥浆通过第一通道和第二通道进入取浆筒中，再通过提拉提绳使得垫板将第二通道封堵，防止漏浆，将取浆筒提出于桩孔进行检测，从而确保桩孔内的泥浆质量；通过在钢筋笼沿钢筋笼的长度方向间隔设置有多组定位装置，在将钢筋笼下放至桩孔中后，能够使得钢筋笼与孔壁保持一定距离，从而保证钢筋笼保护层的准确厚度；通过将蓄浆池设置于桩孔处，可在施工过程中，及时向桩孔中补充泥浆，当蓄浆池中的泥浆不足时，可通过运浆机构将泥浆池中的泥浆输送至蓄浆池中，从而保证桩孔中能够及时补浆；通过回浆管将桩孔中的泥浆输送到废浆处理机构进行过滤除砂处理，处理后达到使用标准的泥浆可通过进浆管再次输送至桩孔中，废浆可通过废浆管输送至废浆处理机构进行处理，从而能够使得泥浆重复利用以及避免泥浆排放至施工场地，保证文明施工要求。

24、本发明所提供的旋挖桩成孔施工方法，能够保证在旋挖桩孔的过程中，桩孔不会发生坍塌以及能够在旋挖桩孔的过程中，废浆能够及时排出合理处理，确保文明施工，新浆能够及时得到补充，且能够及时检测泥浆质量，确保施工的全过程中的泥浆质量；此外，在将钢筋笼下放置桩孔中后，能够保证钢筋笼的保护层厚度，从而确保桩基质量。

技术特征：

1.一种旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述旋挖桩成孔施工系统还包括空压机(6)和导气管(7)，所述空压机(6)设置于所述桩孔(100)处，所述导气管(7)的一端与所述空压机(6)的输出端连通，另一端设置于所述桩孔(100)中，所述空压机(6)能够将空气通过所述导气管(7)输送至所述桩孔(100)中的泥浆。

3.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述钻机钻头(11)同轴设置有挡板(13)，所述挡板(13)上设置有转动轴(131)，所述转动轴(131)能与所述钻机钻头(11)抵接。

4.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述第一通道(211)处设置有限位器(24)，所述限位器(24)包括设置于所述第一通道(211)相对两侧的定位绳(241)，两个所述定位绳(241)的一端固定连接于所述取浆筒(21)上，另一端连接有定位环(242)，所述提绳(23)能够穿过所述定位环(242)与所述垫板(22)连接。

5.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述垫板(22)包括橡胶垫片(221)和钢垫片(222)，所述橡胶垫片(221)的上表面能与所述取浆筒(21)抵接以将所述第二通道(212)封堵，所述钢垫片(222)与所述橡胶垫片(221)的下表面贴靠。

6.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述运浆机构(42)包括第一泵送机(421)和第一输送管(422)，所述第一泵送机(421)安装于所述泥浆池(43)中，所述第一输送管(422)的一端与所述第一泵送机(421)的输出端连接，另一端设置于所述蓄浆池(41)中。

7.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述运浆机构(42)机构还包括第二泵送机(423)和第二输送管(424)，所述第二泵送机(423)安装于所述泥浆池(43)中，所述第二输送管(424)的一端与所述第二泵送机(423)的输出端连接，另一端设置于所述桩孔(100)中。

8.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述废浆处理机构(52)包括除砂机(521)和废土箱(522)，所述回浆管(51)和所述进浆管(53)的一端均与所述除砂机(521)连通，所述除砂机(521)的出沙口设置于所述废土箱(522)处。

9.根据权利要求1所述的旋挖桩成孔施工系统，其特征在于，所述废浆转运机构(55)包括废浆储存箱(551)，所述废浆管(54)的另一端与所述废浆储存箱(551)连通。

10.一种旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，应用如权利要求1-9任一项所述的旋挖桩成孔施工系统，包括如下步骤：

技术总结
本发明属于涉及旋挖桩钻孔施工技术领域，公开了一种旋挖桩成孔施工系统及方法，旋挖桩成孔施工系统包括旋挖钻具、取浆器、钢筋笼、补浆装置和废土储运装置。旋挖钻具包括有钻机钻头，钻机钻头周向设置有护壁，护壁沿桩孔的轴线方向开设有过浆通道；取浆器包括取浆筒、垫板以及提绳，取浆筒的上下端分别开设有第一通道和第二通道；钢筋笼沿钢筋笼的长度方向间隔设置有多组定位装置；补浆装置包括蓄浆池、运浆机构和泥浆池；废土储运装置包括回浆管、废浆处理机构、进浆管、废浆管以及废浆转运机构。通过上述设置，旋挖桩施工过程中不易发生塌孔、补浆及时、能够保证泥浆质量、钢筋笼的保护层厚度以及文明施工要求。

技术研发人员：邵治理,贾宝荣,朱其凯,裘水根,方华,李冀清,周锋,罗鑫,侯征宇,袁俊
受保护的技术使用者：上海市机械施工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25