[发明专利]一种泵吸反循环桩基施工装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于桩基施工技术领域，尤其涉及一种泵吸反循环桩基施工装置及方法。

背景技术

钻孔灌注桩一般是通过机械钻孔在地基中形成桩孔，然后在桩孔内放置钢筋笼并灌注混凝土而成。然而，钻孔灌注桩桩基在粉砂层成孔施工过程中容易造成塌孔、缩颈等现象，而且含砂率高也会影响成桩质量。传统工艺中采用回旋钻正循环成孔方法进行成孔施工。如图1所示为传统工艺中正循环钻成孔灌注桩施工原理图，图中①-砂石泵，②-水龙头、③-空心钻杆、④-钻机回转装置⑤-沉淀池、⑥-泥浆池、⑦-钻头、⑧-泥浆循环方向。从图中可以看出：正循环成孔方法为通过回转装置带动钻杆和钻头旋转切削破碎岩土，并通过泥浆泵抽吸泥浆后输入空心钻杆的内腔，然后该泥浆经钻头的出浆口输出至桩孔底部。成孔时泥浆由钻杆内部注入，从钻杆底部喷出，携带被切削的钻渣沿桩孔壁向上经桩孔口带出并流入沉淀池，沉淀后的泥浆流入泥浆沉淀池净化，净化后的泥浆再注入钻杆，如此循环。然而，传统工艺中砂石泵独立设置，对泵的功率要求高，整个泵吸环路需密闭，效率不高且电量消耗大。因此，如何提供一种工作效率高、节能省电的泵吸反循环桩基施工装置及方法，是本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成孔效率高、成桩质量好且节能省电的泵吸反循环桩基施工装置及方法，以解决传统工艺中因砂石泵独立设置对泵的功率要求高，整个泵吸环路需密闭，成孔效率不高且电量消耗大的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种泵吸反循环桩基施工装置，适用于在深厚粉砂性土质中进行钻孔灌注桩成孔施工，包括依次连通的回旋钻机、反循环砂石泵、吸渣软管、泥浆净化装置、沉淀池以及循环池；所述回旋钻机包括钻头、钻杆、传动杆、旋转盘以及液压马达，所述钻头和所述钻杆的底端固定连接，所述钻杆的顶端与所述传动杆的底端固定，所述传动杆的顶端穿过所述旋转盘并卡接固定，所述传动杆的顶端通过旋转活接头与所述反循环砂石泵的一侧连接，所述反循环砂石泵与所述吸渣软管连接处设有水龙头，所述吸渣软管分别与所述水龙头、所述泥浆净化装置固定连接，所述液压马达驱动所述旋转盘旋转。

进一步地，所述回旋钻机还包括一设置于所述桩基上方的一底座，所述液压马达设置于所述底座上，所述底座上还设有供所述传动杆穿过的通孔。

进一步地，还包括一制浆池，所述制浆池与所述循环池连通。

进一步地，所述钻头为三翼双腰箍钻头，所述钻头的直径大于所述桩直径20mm。

进一步地，所述泥浆净化装置为除砂机。

一种钻孔灌注桩桩基施工方法，包括如下步骤：

步骤一：提供泵吸反循环桩基施工装置；

步骤二：首先将所述钻头提高至距离桩孔底30～50cm处，并在所述桩孔内注入一定量泥浆，然后启动所述反循环砂石泵和所述旋转盘，并使得所述反循环砂石泵空转一定时间，直至形成反循环；

步骤三：待形成所述反循环后开始钻进，直至形成所述桩孔；

步骤四：待所述桩孔形成后，进行清孔施工。

进一步地，所述步骤三中开始钻进施工时所述回旋钻机轻压慢转，随着深度增加而适当增加压力和速度，待所述钻头全部进入地层后，再加速钻进。

进一步地，所述步骤三中所述桩孔内壁形成泥浆护壁。

进一步地，所述泥浆护壁中泥浆的比重为1.10～1.15，粘度为20～25s，含砂率＜5％。

进一步地，所述步骤四中清孔施工包括第一步和第二步，

第一步：待所述桩孔形成后将所述钻头提起45cm～55cm，并保持泥浆的正常循环，使得比重为1.05～1.15、粘度为17～20s的泥浆流入孔内，同时保持所述桩孔内水位高出地下水位0.5m以上，直至注满所述桩孔，完成第一次清孔施工；

第二步：待在所述桩孔内布设完成钢筋笼和导管后，按照所述第一步的方法进行第二次清孔施工。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：