一種泵吸反循環(huán)樁基施工裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于粧基施工技術領域，尤其涉及一種泵吸反循環(huán)粧基施工裝置及方法。
【背景技術】
[0002]鉆孔灌注粧一般是通過機械鉆孔在地基中形成粧孔，然后在粧孔內放置鋼筋籠并灌注混凝土而成。然而，鉆孔灌注粧粧基在粉砂層成孔施工過程中容易造成塌孔、縮頸等現(xiàn)象，而且含砂率高也會影響成粧質量。傳統(tǒng)工藝中采用回旋鉆正循環(huán)成孔方法進行成孔施工。如圖1所示為傳統(tǒng)工藝中正循環(huán)鉆成孔灌注粧施工原理圖，圖中①-砂石泵，②-水龍頭、③-空心鉆桿、④-鉆機回轉裝置⑤-沉淀池、⑥-泥漿池、⑦-鉆頭、⑧-泥漿循環(huán)方向。從圖中可以看出:正循環(huán)成孔方法為通過回轉裝置帶動鉆桿和鉆頭旋轉切削破碎巖土，并通過泥漿泵抽吸泥漿后輸入空心鉆桿的內腔，然后該泥漿經(jīng)鉆頭的出漿口輸出至粧孔底部。成孔時泥漿由鉆桿內部注入，從鉆桿底部噴出，攜帶被切削的鉆渣沿粧孔壁向上經(jīng)粧孔口帶出并流入沉淀池，沉淀后的泥漿流入泥漿沉淀池凈化，凈化后的泥漿再注入鉆桿，如此循環(huán)。然而，傳統(tǒng)工藝中砂石泵獨立設置，對泵的功率要求高，整個泵吸環(huán)路需密閉，效率不高且電量消耗大。因此，如何提供一種工作效率高、節(jié)能省電的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置及方法，是本領域技術人員亟需解決的技術難題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種成孔效率高、成粧質量好且節(jié)能省電的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置及方法，以解決傳統(tǒng)工藝中因砂石泵獨立設置對泵的功率要求高，整個泵吸環(huán)路需密閉，成孔效率不高且電量消耗大的問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:
[0005]一種泵吸反循環(huán)粧基施工裝置，適用于在深厚粉砂性土質中進行鉆孔灌注粧成孔施工，包括依次連通的回旋鉆機、反循環(huán)砂石泵、吸渣軟管、泥漿凈化裝置、沉淀池以及循環(huán)池；所述回旋鉆機包括鉆頭、鉆桿、傳動桿、旋轉盤以及液壓馬達，所述鉆頭和所述鉆桿的底端固定連接，所述鉆桿的頂端與所述傳動桿的底端固定，所述傳動桿的頂端穿過所述旋轉盤并卡接固定，所述傳動桿的頂端通過旋轉活接頭與所述反循環(huán)砂石泵的一側連接，所述反循環(huán)砂石泵與所述吸渣軟管連接處設有水龍頭，所述吸渣軟管分別與所述水龍頭、所述泥漿凈化裝置固定連接，所述液壓馬達驅動所述旋轉盤旋轉。
[0006]進一步地，所述回旋鉆機還包括一設置于所述粧基上方的一底座，所述液壓馬達設置于所述底座上，所述底座上還設有供所述傳動桿穿過的通孔。
[0007]進一步地，還包括一制漿池，所述制漿池與所述循環(huán)池連通。
[0008]進一步地，所述鉆頭為三翼雙腰箍鉆頭，所述鉆頭的直徑大于所述粧直徑20mm。
[0009]進一步地，所述泥漿凈化裝置為除砂機。
[0010]一種鉆孔灌注粧粧基施工方法，包括如下步驟:
[0011]步驟一:提供栗吸反循環(huán)粧基施工裝置；
[0012]步驟二:首先將所述鉆頭提高至距離粧孔底30?50cm處，并在所述粧孔內注入一定量泥漿，然后啟動所述反循環(huán)砂石泵和所述旋轉盤，并使得所述反循環(huán)砂石泵空轉一定時間，直至形成反循環(huán)；
[0013]步驟三:待形成所述反循環(huán)后開始鉆進，直至形成所述粧孔；
[0014]步驟四:待所述粧孔形成后，進行清孔施工。
[0015]進一步地，所述步驟三中開始鉆進施工時所述回旋鉆機輕壓慢轉，隨著深度增加而適當增加壓力和速度，待所述鉆頭全部進入地層后，再加速鉆進。
[0016]進一步地，所述步驟三中所述粧孔內壁形成泥漿護壁。
[0017]進一步地，所述泥漿護壁中泥漿的比重為1.10?1.15，粘度為20?25s，含砂率
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[0018]進一步地，所述步驟四中清孔施工包括第一步和第二步，
[0019]第一步:待所述粧孔形成后將所述鉆頭提起45cm?55cm，并保持泥漿的正常循環(huán)，使得比重為1.05?1.15、粘度為17?20s的泥漿流入孔內，同時保持所述粧孔內水位高出地下水位0.5m以上，直至注滿所述粧孔，完成第一次清孔施工；
[0020]第二步:待在所述粧孔內布設完成鋼筋籠和導管后，按照所述第一步的方法進行第二次清孔施工。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0022]1、本發(fā)明的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置，適用于在深厚粉砂性土質中進行鉆孔灌注粧成孔施工。泵吸反循環(huán)粧基施工裝置包括依次連通的回旋鉆機、反循環(huán)砂石泵、吸渣軟管、泥漿凈化裝置、沉淀池以及循環(huán)池；回旋鉆機包括鉆頭、鉆桿、傳動桿、旋轉盤、液壓馬達以及底座，鉆頭和鉆桿的底端通過法蘭連接，鉆桿的頂端通過法蘭與傳動桿的底端法蘭連接，傳動桿的頂端穿過旋轉盤并卡接固定，傳動桿的頂端通過旋轉活接頭與反循環(huán)砂石泵的一側活動連接，反循環(huán)砂石泵與吸渣軟管連接處設有水龍頭，吸渣軟管分別與水龍頭、泥漿凈化裝置固定連接，液壓馬達驅動旋轉盤旋轉。通過設置于回旋鉆機的傳動桿上方的反循環(huán)砂石泵的泵吸作用在回旋鉆機的鉆桿內腔形成負壓，在粧孔內液柱和大氣壓的作用下，粧孔壁與環(huán)狀空間的泥漿流向粧孔底，將回旋鉆機的鉆頭切削下來的鉆渣帶進回旋鉆機的鉆桿內腔，然后帶有鉆渣的泥漿經(jīng)過反循環(huán)砂石泵排至泥漿凈化裝置進行除砂后再進入位于地面的沉淀池內。沉淀池中除掉鉆渣后的泥漿通過泥漿泵泵人循環(huán)池，經(jīng)循環(huán)池凈化后的泥漿通過流槽再流向粧孔內，從而形成反循環(huán)。通過設置反循環(huán)砂石泵，大大減短了整個泵吸環(huán)路，降低了砂石泵的功率，提高了對孔內泥漿及鉆渣的吸力，加快了成孔速度，從而解決了傳統(tǒng)正循環(huán)工藝中對砂石泵的功率要求高，整個泵吸環(huán)路需密閉，成孔效率不高且電量消耗大的問題。
[0023]2、本發(fā)明提供的鉆孔灌注粧施工方法，包括如下步驟:首先將鉆頭提高至距離粧孔底一定距離處，并在粧孔內注入一定量泥漿，然后啟動反循環(huán)砂石泵和旋轉盤，并使得反循環(huán)砂石泵空轉一定時間，直至形成反循環(huán)；其次待形成反循環(huán)后開始鉆進，直至形成粧孔；最后待粧孔形成后，進行清孔施工。在深厚粉砂層鉆孔灌注粧施工過程中，采用本發(fā)明的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置進行成孔與清孔施工時，成孔時間大大縮短，且泥漿比重、含砂率、孔底沉渣能得到較好控制，保證了成粧質量。
【附圖說明】
[0024]本發(fā)明的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置及方法由以下的實施例及附圖給出。
[0025]圖1是現(xiàn)有技術中正循環(huán)鉆成孔灌注粧施工原理圖；
[0026]圖2是本發(fā)明一實施例泵吸反循環(huán)粧基施工裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置及方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需另外說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。為敘述方便，下文中所述的“上”、“下”與附圖的上、下的方向一致，但這不能成為本發(fā)明技術方案的限制。
[0028]本實施例中預施工粧基處地質情況根據(jù)地質報告顯示為:粧基穿越土層厚度為6.1?18.4m的第⑤層粉砂層以及土層厚度為1.65?36.75m的第⑨層粉砂層。因此，本實施例中粧基具有孔徑大(最大粧基1.8m)、成孔深(最大孔深60m)的特點，且成孔期間需穿越粉砂層厚度近40米，由此可知，需要在深厚粉砂性土質中進行鉆孔灌注粧成孔施工。若采用傳統(tǒng)的正循環(huán)鉆孔灌注粧施工方法進行施工，將難以保證粧體質量。針對前述問題，本實施中采用泵吸反循環(huán)粧基施工裝置進行施工，從而滿足提高成孔效率的同時，減少孔底成渣厚度以及保持孔壁穩(wěn)定性，從而確?；掦w質量符合要求。
[0029]實施例一
[0030]下面結合圖2詳細說明本發(fā)明的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置。
[0031]一種泵吸反循環(huán)粧基施工裝置，適用于在深厚粉砂性土質中進行鉆孔灌注粧成孔施工，包括依次連通的回旋鉆機1、反循環(huán)砂石泵2、吸渣軟管3、泥漿凈化裝置4、沉淀池5以及循環(huán)池6 ;回旋鉆機I包括鉆頭10、鉆桿11、傳動桿12、旋轉盤13、液壓馬達14以及設置于粧基上方的底座15，底座15上設有供傳動桿12穿過的通孔，液壓馬達14設置于底座15上，鉆頭10和鉆桿11的底端通過法蘭固定連接，鉆桿11的頂端與傳動桿12的底端通過法蘭固定連接，傳動桿12的頂端穿過旋轉盤13并卡接固定，傳動桿12的頂端通過旋轉活接頭7與反循環(huán)砂石泵2的一側活動連接，反循環(huán)砂石泵2與吸渣軟管3連接處設有水龍頭21，吸渣軟管3分別與水龍頭21、泥漿凈化裝置4固定連接，液壓馬達14驅動旋轉盤13旋轉。
[0032]繼續(xù)參考圖2，具體來說，為了提高對粧孔內泥漿及碎渣(鉆渣)的吸力，加快成孔速度，本實施例中回旋鉆機I選用扭矩大，機架穩(wěn)定的GPS-20型工程鉆機，并對該鉆機的機架進行局部改造，在水龍頭10與旋轉活接頭7之間增設6BS型反循環(huán)砂石泵2。泵吸反循環(huán)粧基施工裝置的工作原理:通過反循環(huán)砂石泵2的泵吸作用在鉆桿11的內腔形成負壓，在粧孔內液柱和大氣壓的作用下，粧孔壁與環(huán)狀空間的泥漿流向粧孔底，將鉆頭10切削下來的鉆渣帶進鉆桿11的內腔，然后帶有鉆渣的泥漿經(jīng)過反循環(huán)砂石泵2排至泥漿凈化裝置4進行除砂后再進入位于地面的沉淀池5內。沉淀池5中除掉鉆渣后的泥漿通過泥漿泵(圖中未示出)泵人循環(huán)池6，經(jīng)過循環(huán)池6凈化后的泥漿沖洗液通過流槽(圖中未示出)再流向粧孔內，形成反循環(huán)。經(jīng)過循環(huán)池6凈化后流向粧孔內的泥漿形成泥漿護壁。泥漿護壁是指在鉆孔灌注粧鉆孔工程中泥漿對孔壁的靜壓力和泥漿在孔壁上形成的泥皮可以有效地防止孔壁坍塌或剝落的作用，并維持鉆成的粧孔的形狀不變。此外，泥漿還具有攜渣和冷卻、潤滑鉆機的作用，具有一定粘度的泥漿可以攜同泥渣一起排出。特別地，由于鉆桿11的內徑遠遠小于粧孔內徑，故通過反循環(huán)砂石泵2的泵吸作用，帶有鉆渣的泥漿在鉆桿11內上升的速度遠遠快于正循環(huán)工藝。而且，與正循環(huán)工藝相比，通過使用本實施例的泵吸反循環(huán)粧基施工裝置進行鉆孔灌注粧成孔、清孔施工，不僅能夠提高鉆進速度，還能減少泥漿的用量，同時也減小了旋轉盤13所消耗的功率，使得清孔時間快且形成的粧孔質量好。本實施例中通過將反循環(huán)