長螺旋鑽機注漿護壁成孔法及其系統的製作方法
2023-12-03 01:49:51
長螺旋鑽機注漿護壁成孔法及其系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種速度快、費用低、無汙染的長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,該方法包括步驟:1)、採用長螺旋鑽杆的鑽機進行螺旋鑽孔至設計深度;同時淤泥造漿待用;2)、提鑽並向孔底灌注高壓淤泥漿護壁,邊提鑽邊注漿,且提鑽速度與注漿速度一致,至鑽杆提出地面為止;其中,高壓淤泥漿使用第1)步驟中的泥漿;3)、放入鋼筋籠至設計位置灌注砼成樁;4)、第2)步驟中由高壓淤泥漿頂出的泥漿及第3)步驟中由混凝土頂出的淤泥漿均引入第1)步驟的淤泥造漿池中進行循環造漿。該系統包括含有軸向中空的長螺旋鑽杆的鑽機本體;設置在待鑽孔位置旁的泥漿收集池;通過高壓泥漿泵與長螺旋鑽杆中空部相連通的泥漿池,且在泥漿收集池上設置有連通泥漿池的第一泥漿泵。
【專利說明】長螺旋鑽機注漿護壁成孔法及其系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於建築【技術領域】,具體涉及一種長螺旋鑽機注漿護壁成孔法及其系統。【背景技術】
[0002]眾所周知,建築物都需要有穩定的基礎,特別是高層建築物都需要有牢固的基樁,建築物越高所需要的基樁的承載力就越大。而建基樁需要由打樁機、混凝土配料機、混凝土攪拌機、混凝土輸送泵等配合工作。
[0003]而現有基樁施工一般採用以下幾種施工方式:
[0004]1、旋挖鑽機成孔,該設備採用柴油機作為動力驅動,施工平均攤銷費用高,以以往的施工經驗,基本成孔I米產生的攤銷費用相對較高;
[0005]2、傳統泥漿護壁鑽孔機成孔,該成孔方法鑽孔時間長,且產生的廢漿多而沒有地方排放,基本上I方混凝土將產生3?4方的廢漿,汙染多,需採用專用的泥漿外運設備比如罐車進行裝載至指定的廢漿存放點,外運費用高;
[0006]3、螺旋鑽機壓灌法,該成孔方法採用正常鑽孔,但後期是先注入混凝土後再將鋼筋籠壓入混凝土中,其適用於孔深20m以下的成孔,對於高於20m以上的成孔,鋼筋籠不易達到設計頂標高。
【發明內容】
[0007]針對上述現有技術中的不足之處,本發明旨在提供一種長螺旋鑽機注漿護壁成孔法及其系統,鑽孔速度快,且淤泥漿可回收並循環利用,無汙染,費用低,工期短。
[0008]為了實現上述目的,本發明的技術方案:一種長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,其特徵在於,該方法包括以下步驟,
[0009]I)、採用長螺旋鑽杆的鑽機進行螺旋鑽孔,並鑽至設計深度;同時進行淤泥造漿待用;
[0010]2)、提鑽的同時向孔底灌注高壓淤泥漿護壁,邊提鑽邊注漿,且提鑽速度與注漿速度一致,至鑽杆提出地面為止;其中,所述高壓淤泥漿使用第I)步驟中的淤泥漿;
[0011]3)、放入鋼筋籠至設計位置,並灌注砼成樁;
[0012]4)、第2)步驟中提鑽時由高壓淤泥漿頂出的泥漿及第3)步驟中由灌注砼時混凝土頂出的淤泥漿均通過管路引入第I)步驟的淤泥造漿池中進行循環造漿。
[0013]進一步的,所述第I)步驟中螺旋鑽孔所產生的部分泥土用於淤泥造漿用。
[0014]進一步的,在鑽孔前,先由鑽頭對準樁點進行定位,並調平。
[0015]進一步的,在螺旋鑽孔、注高壓淤泥漿的同時,清理樁孔口泥土以保證樁孔口清潔。
[0016]進一步的,所述灌注高壓淤泥漿為採用泥漿泵向樁孔底部進行壓力灌注,灌注淤泥漿壓力為4MPa?23MPa。
[0017]本發明同時提供一種長螺旋鑽機注漿護壁成孔系統,用於實現基樁鑽孔注漿護壁成孔,其包括包括有,
[0018]含有鑽頭和長螺旋鑽杆的鑽機本體,所述長螺旋鑽杆沿軸向中空;
[0019]設置在待鑽孔位置旁的泥漿收集池;
[0020]用於向樁孔底部進行壓力灌注的泥漿池,該泥漿池通過高壓泥漿泵與長螺旋鑽杆中空部相連通,且在所述泥漿收集池上設置有將其內泥漿引入至泥漿池中的第一泥漿泵。
[0021]所述泥漿池為兩個並列設置的第一泥漿池、第二泥漿池,所述第一泥漿泵接入至所述第一泥漿池中,在該第一泥漿池中設有泥漿攪拌機,在所述第二泥漿池中設有第二泥漿泵。
[0022]進一步的,所述長螺旋鑽杆為多段鑽杆連接而成,在其內設置整段中空管,並在長螺旋鑽杆與鑽頭之間設置注漿管轉向軸承座。
[0023]進一步的,所述鑽機本體含有底盤,及底盤上設置的配電箱、主卷揚機和副卷揚機,在底盤上設置有用於支撐長螺旋鑽杆和鑽頭的臂架,該臂架與底盤之間設置斜撐,主卷揚機通過鋼絲繩與驅動長螺旋鑽杆的動力頭連接。
[0024]進一步的,所述底盤底部設置有履帶、液壓支腿或枕木,用於行走及支撐定位。
[0025]本發明的有益效果:採用高壓淤泥漿進行注漿護壁,並通過將注漿時高壓淤泥漿、灌注砼時混凝土所頂出的淤泥漿再次注入淤泥池中作為高壓淤泥漿進行造漿,以此循環再利用,同時,還可將鑽孔所產生的部分泥土用於造漿用,降低了費用成本。其較之傳統旋挖鑽機成孔法來說,降低了攤銷費用;較之傳統泥漿護壁鑽孔機成孔法,鑽孔速度快,是傳統泥漿護壁鑽孔機的6?9倍,工期短,且幾乎不會產生廢漿,無汙染,節省了淤泥罐車外運成本;而較之螺旋鑽機壓灌法,施工強度相對低,鋼筋籠可達到螺旋鑽機施工的任何理論深度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對於本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本發明的流程結構示意簡圖;
[0028]圖2是本發明中長螺旋鑽機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合具體實施例及附圖來進一步詳細說明本發明。
[0030]一種種長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,其特徵在於,該方法包括以下步驟,
[0031]I)、採用長螺旋鑽杆的鑽機進行螺旋鑽孔,並鑽至設計深度;同時進行淤泥造漿待用;
[0032]2)、提鑽的同時向孔底灌注高壓淤泥漿護壁,邊提鑽邊注漿,且提鑽速度與注漿速度一致,至鑽杆提出地面為止;其中,所述高壓淤泥漿使用第I)步驟中的淤泥漿;
[0033]3)、放入鋼筋籠至設計位置,並灌注砼成樁;
[0034]4)、第2)步驟中提鑽時由高壓淤泥漿頂出的泥漿及第3)步驟中由灌注砼時混凝土頂出的淤泥漿均通過管路引入第I)步驟的淤泥造漿池中進行循環造漿。
[0035]本發明用於建築行業中基樁的設置,在於樁孔的鑽孔及灌注砼之間的工序,以前的施工方法基本採用旋挖鑽機成孔法或傳統泥漿護壁鑽孔機成孔法或螺旋鑽機壓灌法。這幾種施工方法在實際操作過程中,鑽孔、灌注砼時會產生大量的廢漿等無處排放,需採用專用的泥漿外運設備比如罐車進行裝載至指定的泥漿存放點,外運費用高;或者鋼筋籠太長,不易達到設計頂標高;效率低,耗費工期長。
[0036]針對傳統施工的弱點,本發明設計主要在於,首先,選取長螺旋鑽杆連接鑽頭進行鑽孔,成孔速度快;其次,採用淤泥進行造漿,在提鑽的同時灌注高壓淤泥漿,且將提鑽速度與注漿速度設為一致,以避免提鑽過程中孔壁發生坍塌,護壁效果好;最後,將注漿時由樁孔內擠出的淤泥漿,及由灌注砼時混凝土頂出的淤泥漿均導入至淤泥造漿池中進行再利用造漿,這樣,現場就不會產生廢漿,節約了泥漿裝載外運費用,費用低;而在鑽孔所產生的泥土,在實際操作過程中,也可將部分泥土用於造漿用。
[0037]具體地,在鑽孔前,先由鑽頭對準樁點進行定位,並調平後再進行鑽孔至設計深度,並根據所鑽孔位置的地質情況進行調製淤泥漿,而泥漿池的位置、深度、容量、雜質過濾等需根據具體情況而定。提鑽並同時進行注高壓淤泥漿,在鑽孔、注漿的同時,樁孔口應該清理泥土以保持樁孔的清潔,避免泥土或泥渣對淤泥漿的汙染而產生廢漿;而灌注高壓淤泥漿則是採用泥漿泵向樁孔底部進行壓力灌注,一方面,在通過高壓淤泥漿將樁孔內的泥土排出,並將部分泥土用於造漿用,另一方面,通過高壓淤泥漿對樁孔進行護壁,避免樁孔產生坍塌而影響後續鋼筋籠的下放,一般灌注淤泥漿的壓力為4MPa?23MPa。所述灌注砼在鋼筋籠上安裝導管後由孔底部開始進行灌注,灌注砼完畢後,再拆除導管。
[0038]本發明同時提供的長螺旋鑽機注漿護壁成孔系統,如圖1、2所示,該系統用於實現基樁鑽孔注漿護壁成孔,其括有,
[0039]含有鑽頭I和長螺旋鑽杆2的鑽機本體,所述長螺旋鑽杆2沿軸向中空;
[0040]設置在待鑽孔位置旁的泥漿收集池3 ;
[0041]用於向樁孔底部進行壓力灌注的泥漿池,該泥漿池通過高壓泥漿泵5與長螺旋鑽杆2中空部相連通,且在所述泥漿收集池3上設置有將其內泥漿引入至泥漿池中的第一泥漿泵15。
[0042]通過鑽機本體、泥漿收集池3、泥漿池及高壓泥漿泵5、第一泥漿泵15形成整個注漿護壁成孔系統,首先,通過鑽機本體鑽孔,所產生的部分泥土可直接在泥漿收集池3造漿、或者在泥漿池中進行造漿,同時在後續灌注高壓泥漿或灌注砼時,高壓淤泥漿或混凝土所頂出的泥漿均導入泥漿收集池3中,再由第一泥漿泵15抽入至泥漿池中待用,形成循環使用,從而減少了廢漿的產生甚至無廢漿產生,節省了廢漿外運成本。
[0043]所述長螺旋鑽杆2採用數個短螺旋鑽杆通過鑽杆連接法蘭依次連接而成,考慮到其內中空用於注漿用,因此,在鑽杆連接法蘭的位置設密封件,又或如直接在長螺旋鑽杆2的中空腔內設置鑽杆內注漿鐵管,以減少鑽杆連接法蘭的密封件設置。在該長螺旋鑽杆2的頂部設置螺旋鑽電機動力頭4,為長螺旋鑽杆2提供動力源;而在該長螺旋鑽杆2的底部通過注漿管轉向軸承座9連接鑽頭I,避免在鑽頭I或長螺旋鑽杆2轉動時其內的鑽杆內注漿鐵管產生扭折。
[0044]圖1中,所述泥漿池為兩個並列設置的第一泥漿池6、第二泥漿池7,且第一泥漿池6、第二泥漿池7頂部相通,所述第一泥漿泵15接入至第一泥漿池6中,在該第一泥漿池6中設有泥漿攪拌機8,該泥漿攪拌機8使得製漿的漿體均勻,且可防止泥漿沉澱;在第二泥漿池7中設第二泥漿泵16,該第二泥漿泵16採用大功率的泥漿泵,其也可輔助製漿、衝漿、排漿,使得漿體均勻,及防止泥漿沉澱。所述第一泥漿泵15因起泥漿轉運用,所以採用小功率泥漿泵即可。在使用時,所述第一泥漿泵15、第二泥漿泵16及高壓泥漿泵5的吸漿管口應設置過濾網筐,以過濾粗、大等雜質,避免其對泵本身、鑽頭I的運作產生影響,以提高泥漿泵、鑽頭I的使用壽命,同時,過濾淤泥漿中的雜質,也避免了大量廢漿的產生,提高了淤泥漿的利用率。實際作業中,泥漿泵可為多個,根據注漿管的孔徑及實際注漿速度而定。
[0045]使用時,鑽機本體鑽孔,同時,由泥漿收集池3或第一泥漿池6製漿,泥漿收集池3通過第一泥漿泵15輸送至第一泥漿池6中,設立兩個泥漿池的好處是,可以將其中一個泥漿池作為沉澱池,去掉大塊渣土,避免影響灌注泥漿效果。當鑽孔至設計深度後,高壓泥漿泵5開啟向長螺旋鑽杆2輸送高壓淤泥漿,由鑽頭I部輸入至樁孔內,邊提升鑽杆邊注漿,注漿的同時,將持續頂出泥漿直接導入至泥漿收集池3中進行循環,直至鑽頭提出地面為止。之後下鋼筋籠即可。灌注砼,由混凝土所頂出的淤泥漿也導入至泥漿收集池3中進行循環造漿。
[0046]對於鑽機本體的設置,如圖2所示,該鑽機包括有底盤10,及底盤10上設置的配電箱、主卷揚機13和副卷揚機14,在底盤10上設置有用於支撐長螺旋鑽杆2和鑽頭I的臂架11,該臂架11與底盤10之間設置斜撐12,又或同時採用橫撐進行支撐,主卷揚機13通過鋼絲繩與驅動長螺旋鑽杆2的動力頭連接。該鑽機可根據傳統的螺旋鑽機進行改裝,比如由傳統的KQ-125型的潛水鑽機進行改裝。在所述底盤10底部設置有履帶、液壓支腿或枕木,用於鑽機的行走,及作業支撐定位。
[0047]以上對本發明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹,本文中應用了具體個例對本發明實施例的原理以及實施方式進行了闡述,以上實施例的說明只適用於幫助理解本發明實施例的原理;同時,對於本領域的一般技術人員,依據本發明實施例,在【具體實施方式】以及應用範圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,其特徵在於,該方法包括以下步驟, 1)、採用長螺旋鑽杆的鑽機進行螺旋鑽孔,並鑽至設計深度;同時進行淤泥造漿待用; 2)、提鑽的同時向孔底灌注高壓淤泥漿護壁,邊提鑽邊注漿,且提鑽速度與注漿速度一致,至鑽杆提出地面為止;其中,所述高壓淤泥漿使用第I)步驟中的淤泥漿; 3)、放入鋼筋籠至設計位置,並灌注砼成樁; 4)、第2)步驟中提鑽時由高壓淤泥漿頂出的泥漿及第3)步驟中由灌注砼時混凝土頂出的淤泥漿均通過管路引入第I)步驟的淤泥造漿池中進行循環造漿。
2.根據權利要求1所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,其特徵在於:所述第I)步驟中螺旋鑽孔所產生的部分泥土用於淤泥造漿用。
3.根據權利要求1所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,其特徵在於:在鑽孔前,先由鑽頭對準樁點進行定位,並調平。
4.根據權利要求1所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,其特徵在於:在螺旋鑽孔、注高壓淤泥漿的同時,清理樁孔口泥土以保證樁孔口清潔。
5.根據權利要求1所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔法,其特徵在於:所述灌注高壓淤泥漿為採用泥漿泵向樁孔底部進行壓力灌注,灌注淤泥漿壓力為4MPa?23MPa。
6.一種如權利要求1-5任一所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔系統,用於實現基樁鑽孔注漿護壁成孔,其特徵在於:包括有, 含有鑽頭(I)和長螺旋鑽杆(2)的鑽機本體,所述長螺旋鑽杆(2)沿軸向中空; 設置在待鑽孔位置旁的泥漿收集池(3); 用於向樁孔底部進行壓力灌注的泥漿池,該泥漿池通過高壓泥漿泵(5)與長螺旋鑽杆(2)中空部相連通,且在所述泥漿收集池(3)上設置有將其內泥漿引入至泥漿池中的第一泥漿泵(15)。
7.根據權利要求6所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔系統,其特徵在於:所述泥漿池為兩個並列設置的第一泥漿池(6)、第二泥漿池(7),所述第一泥漿泵(15)接入至所述第一泥漿池(6 )中,在該第一泥漿池(6 )中設有泥漿攪拌機(8 ),在所述第二泥漿池(7 )中設有第二泥漿泵(16)。
8.根據權利要求6所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔系統,其特徵在於:所述長螺旋鑽杆(2)為多段鑽杆連接而成,在其內設置整段中空管,並在長螺旋鑽杆(2)與鑽頭(I)之間設置注漿管轉向軸承座(9)。
9.根據權利要求6所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔系統,其特徵在於:所述鑽機本體含有底盤(10),及底盤(10)上設置的配電箱、主卷揚機(13)和副卷揚機(14),在底盤(10)上設置有用於支撐長螺旋鑽杆(2)和鑽頭(I)的臂架(11),該臂架(11)與底盤(10)之間設置斜撐(12),主卷揚機(13)通過鋼絲繩與驅動長螺旋鑽杆(2)的動力頭連接。
10.根據權利要求9所述的長螺旋鑽機注漿護壁成孔系統,其特徵在於:所述底盤(10)底部設置有履帶、液壓支腿或枕木。
【文檔編號】E02D5/36GK103603339SQ201310522558
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】王洪國 申請人:青州市永固基礎工程有限公司