[发明专利]用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的清孔装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的清孔装置及方法。用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的清孔装置，包括：主杆体，主杆体为中空传动轴，用于传递扭矩，以及伸入至冲孔灌注桩孔底以向冲孔灌注桩孔底输出高压空气，高压空气扰动泥浆并在孔底形成紊流，从而将孔底沉渣翻起并使沉渣悬浮于泥浆中；搅拌叶片，处于主杆体下部，并沿径向设于主杆体上，用于伸入至冲孔灌注桩孔底的沉渣内并随主杆体转动以对沉渣进行搅拌，通过搅拌产生的剪切力松动沉渣并使沉渣悬浮；滤网结构，处于搅拌叶片上方并装于搅拌叶片和/或主杆体上，用于收集悬浮在泥浆中的沉渣；驱动机构，用于驱使主杆体转动；高压空气发生装置，用于向主杆体内通入高压空气。

技术领域

本发明涉及冲孔灌注桩清孔技术领域，特别地，涉及一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的清孔装置。此外，本发明还涉及一种包括上述用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的清孔装置的清理冲孔灌注桩孔底沉渣的方法。

背景技术

冲孔钻机能穿越各类复杂地层，具有成本低，适用范围广，单桩承载力大，成桩质量好等优点，尤其适用于坚硬岩石地层的成孔，在城市高架桥梁以及地铁车站维护结构等工程施工中得到了广泛应用。

冲击钻进成孔施工中，钻头反复冲砸基岩，使基岩变为石屑和细微粉粒，其比较小的石屑和细微粉悬浮在泥浆中，被泥浆携带排出孔外，较大的颗粒则缓慢沉淀，积聚在桩孔底部，导致清除困难，影响施工进度和成桩质量。加之安装钢筋笼、导管、漏斗等工序历时较长，悬浮于泥浆中的沉渣又沉淀于孔底，造成混凝土灌注前孔底沉渣超标。

为了防止桩底存留残渣过厚而降低桩的承载力，在灌注水下混凝土之前，需要清除孔底残留的碎屑。清孔是冲孔桩中一项重要的工序,它不仅是制约成孔质量的关键,也是提高工效的关键，清孔的快慢对节省成本和提高经济效益有重要意义。

目前常用的清孔方法包括抽浆、换浆、掏渣以及喷射等，但是清渣效率都不高，同时产生的泥浆多，后期泥浆处理成本高。

发明内容

本发明提供了一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的清孔装置及方法，以解决现有的冲击钻孔施工时沉渣清除效率低，产生的废弃泥浆多的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于清理冲孔灌注桩孔底沉渣的清孔装置，包括：主杆体，主杆体为中空传动轴，用于传递扭矩，以及伸入至冲孔灌注桩孔底以向冲孔灌注桩孔底输出高压空气，高压空气扰动泥浆并在孔底形成紊流，从而将孔底沉渣翻起并使沉渣悬浮于泥浆中；搅拌叶片，处于主杆体下部，并沿径向设于主杆体上，用于伸入至冲孔灌注桩孔底的沉渣内并随主杆体转动以对沉渣进行搅拌，通过搅拌产生的剪切力松动沉渣并使沉渣悬浮；滤网结构，处于搅拌叶片上方并装于搅拌叶片和/或主杆体上，用于收集悬浮在泥浆中的沉渣；驱动机构，用于驱使主杆体转动；高压空气发生装置，用于向主杆体内通入高压空气。

进一步地，滤网结构采用整体的网兜结构，网兜结构与冲孔灌注桩的侧壁面之间留有用于沉渣上浮通过的间隙，或者网兜结构通过控制机构控制收缩或展开；一个网兜结构靠近搅拌叶片布设，或者多个网兜结构沿主杆体的轴向间隔排布。

进一步地，滤网结构采用沿主杆体周向间隔排布于主杆体四周的多个网兜单元体；网兜单元体周边具有用于沉渣上浮通过的间隙，或者网兜单元体通过控制机构控制收缩或展开。

进一步地，滤网结构包括：圆筒网，环绕于主杆体四周，且固接在主杆体和/或搅拌叶片上，用于从侧向阻隔和过滤沉渣；底网，活动连接于搅拌叶片上，用于封堵圆筒网的底端开口并承载和过滤沉渣。

进一步地，底网的网面形状与相邻两搅拌叶片之间形成的空区形状相匹配，每一片搅拌叶片上均转动连接有一个底网，底网的自由端连有用于控制底网开启或封闭圆筒网底端开口的控制机构。

进一步地，底网的网面覆盖于多片搅拌叶片上并与搅拌叶片转动连接，多个底网沿周向排布以完全封闭圆筒网底端开口，底网的自由端连有用于控制底网开启或封闭圆筒网底端开口的控制机构。