[发明专利]桥梁桩基施工离心式除砂器及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁桩基施工设备，具体是一种桥梁桩基施工除砂器及其应用方法，属于桥梁施工机械领域。

背景技术

在大型桥梁桩基施工中，根据不同的地质情况可以选用冲击钻机、旋转钻机、回旋钻机等不同的钻孔设备。冲击钻机适用于砂岩、砾岩、泥灰岩等坚硬岩层及各种复杂地质的桩基施工；旋转钻机按泥浆的循环方式分正循环钻机和反循环钻机，正循环钻机适用于黏土、粉土、砂性土等各类土层；反循环钻机适用于黏土、粉土、砂性土和风化岩层；当钻孔达到一定深度时，需对孔深孔径孔位和孔形进行检查，检查方法可采用笼式测控器或超声波检测，确认满足设计要求后，方可进行清孔和浇注混凝土。清孔的方法有抽渣法、吸泥法以及换浆法。清孔必须满足以下标准：孔内排出或抽出的泥浆无2-3mm的颗粒；泥浆比重不大于1.1；含砂率小于2％；黏度17-20s；浇注水下混凝土前允许沉渣厚度不大于10cm，摩擦桩不大于30cm，否则必须进行二次清孔。清孔的方法虽然简单，要达到以上几条标准要求还是比较困难的，在施工现场清孔最方便最常用的方法是换浆法，换浆法分为正循环和反循环两种。反循环是在大气压力的作用下，泥浆由沉淀池经回水沟沿着井孔的环状间隙流到井底，此时转盘驱动钻杆，带动钻头旋转进行钻进，由污水泵抽吸建立的负压把碎屑泥浆吸入钻杆内腔，随后上升至水龙头，经污水泵排入沉淀池，沉淀后的泥浆继续流入井孔，如此周而复始，形成了反循环的钻进工作。正循环是从泥浆池向孔内注入比重比较低的泥浆将孔内比重比较大的泥浆稀释，然后稀释的泥浆流入泥浆池进行沉淀，如此反复循环，最终达到清孔的标准要求。常规的正循环清孔达到标准要求一般需要7-10个小时，这样的清孔时间不但影响工期的正常完成，而且在循环过程要消耗大量的电力能源，循环过程要向泥浆池不断的注入清水以及产生大量的泥浆，外运的泥浆对弃渣场周围的环境造成污染。目前还没有有效的方法改变这一现状。

发明内容

本发明的目的是缩短桥梁桩基施工的清孔时间并减少泥浆外运量，且保证清孔指标满足技术设计要求，在工程岩层分布比较厚的情况下快速降低泥浆中的含砂量，而公开一种桥梁桩基施工离心式除砂器及其应用方法。

本发明的技术方案如下：

在固定支腿上部固定集砂筒，与集砂筒相通连接泥砂分离筒，泥砂分离筒上端设有出浆接口，泥砂分离筒下部一侧设有进浆接口，在集砂筒下部中心设有排砂口；

本发明的应用方法如下：

在桩基成孔后，将离心式除砂器的进浆接口与泥浆池的污水泵相连通，出浆接口与桩基孔内的导管相连通，然后开启污水泵，泥浆经污水泵抽入泥砂分离筒内，带有一定压力的泥浆在泥砂分离筒内形成旋转运动，经旋转分离出比重大的砂粒从排砂口排出，比重小的泥浆从出浆口经导管注入桩基孔内，与桩基孔内泥浆充分混合后流入到沉淀池，经沉淀池沉淀后流入到泥浆池，再经污水泵抽入泥砂分离筒内，如此反复循环达到清孔效果。

除砂器的工作原理：离心式除砂器是根据流体中的固体颗粒在旋转流动时的筛分原理制成的，当混合泥浆再一定压力下从离心式除砂器的进浆接口切向进入除砂器的壳体内，产生强烈的旋转运动，由于泥浆与砂粒的密度不同，在离心力、向心力、液体曳力以及重力的共同作用下，使密度较低的泥浆从出浆口排出，密度较大的砂粒则在漏砂口排出，所以经过离心式除砂器注入桩基孔内的泥浆要比直接由污水泵注入孔内的泥浆含砂率要小的多，这样就从泥浆循环的源头有效的控制了泥浆中的含砂率，也就是说用含砂率更小的泥浆循环清桩基孔要比用含砂率大的泥浆循环清桩基孔效率要高的多。

在施工现场向泥浆池内不断的注入清水，同时将沉淀池内的泥浆及时外运，这样才能提高循环清桩基孔的效率，清桩基孔达到标准要求的时间是8个小时以上，需要外运的泥浆量是灌注混凝土体积的5倍以上。在使用了离心式除砂器后，减少了向泥浆池注入的清水用量，需外运的泥浆量随之减少，达到清桩基孔标准要求需要3个小时以下，需要外运的泥浆量是灌注混凝土体积的3倍以下。有效的加快了桥梁桩基的施工速度，减少了在桩基施工中产生的泥浆，降低了外运泥浆对环境的污染，缩短了泥浆循环的时间，加快了施工进度，降低了成本。

附图说明

附图1为本发明的主视结构示意图。

附图2为本发明附图1A-A向截面的结构放大示意图。

附图3为本发明的应用工艺流程框图。

附图标记说明如下：

固定支腿1、集砂筒2、泥砂分离筒3、进浆接口4、出浆接口5、排砂口6、排砂阀门7。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细描述：