钻孔灌注桩一次清清孔装置及清孔方法.pdf

本发明提供了一种钻孔灌注桩一次清清孔装置，包括集渣桶、集渣桶上横架、方钻杆、方钻杆上挡板、方钻杆下挡板、水平支杆、第一竖向支杆、第二竖向支杆、斜支杆、斜推杆、伞状集渣桶帽帽顶方孔、方孔、挡渣板、滑槽、水平推杆、水平推杆导环、外伸收渣机构拉簧、集渣桶下横架、竖板、短轴、凸起、集渣桶底板、收渣刀板、连接斜板、橡胶条。本发明的钻孔灌注桩一次清清孔装置，是在钢筋笼下放完成后清孔，改变已有的一次、二次清孔方法施工繁复、不能彻底清孔的缺点，变两次清孔为一次清孔，并且能彻底清孔，不留沉渣，桩身质量得以保证，桩端承载力能充分发挥。

1.  一种钻孔灌注桩一次清清孔装置，包括集渣桶（1）、集渣桶上横架（2）、方钻杆（3）、方钻杆上挡板（4）、方钻杆下挡板（5）、水平支杆（6）、第一竖向支杆（7）、第二竖向支杆（8）、斜支杆（9）、斜推杆（10）、伞状集渣桶帽帽顶方孔（12）、方孔（13）、挡渣板（14）、滑槽（15）、水平推杆（20）、水平推杆导环（21）、外伸收渣机构拉簧（22）、集渣桶下横架（23）、竖板（24）、短轴（25）、凸起（27）、集渣桶底板（28），收渣刀板（29）、连接斜板（30）、橡胶条（31）,其特征在于：所述集渣桶（1）、集渣桶上横架（2）、集渣桶下横架（23）、集渣桶底板（28）收渣刀板（29）、连接斜板（30）固定设置在一起，所述集渣桶（1）直径小于钢筋笼内径；方钻杆（3）、方钻杆上挡板（4）、方钻杆下挡板（5）固定设置在一起；集渣桶横架交汇中心开设方孔（13）；水平支杆（6）一端与集渣桶横架交汇处固定设置，另一端与第一竖向支杆（7）铰接设置；第一竖向支杆（7）、第二竖向支杆（8）与斜支杆（9）铰接设置；斜支杆（9）中部与集渣桶横架铰接设置；第二竖向支杆（8）下端与挡渣板（14）铰接设置；竖板（24）固定设置在集渣桶底板（28）上，短轴（25）、凸起（27）固定设置在竖板（24）上；橡胶条（31）固定设置在挡渣板（14）下端；挡渣板（14）上开设两道滑槽（15）；滑槽（15）套结在短轴（25）、凸起（27）上，挡渣板（14）可以上下滑移。

2.  如权利要求1所述的钻孔灌注桩一次清清孔装置，其特征在于：还包括伞状集渣桶帽（11），所述伞状集渣桶帽（11）直径与集渣桶（1）直径相同，套结设置在方钻杆上挡板（4）上方。

3.  如权利要求1所述的钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述收渣刀板（29）设为水平。

4.  如权利要求1所述的钻孔灌注桩一次清清孔装置，其特征在于：所述斜推杆（10）一端与方钻杆上挡板（4）铰接设置，另一端与水平推杆（20）铰接设置；水平推杆（20）另一端与外伸收渣机构铰接设置。

5.  如权利要求3所述的钻孔灌注桩一次清清孔装置，其特征在于：所述外伸收渣机构由外伸收渣机构侧板（16）、外伸收渣机构转轴（19）、外伸收渣机构底板（18）、外伸收渣机构顶板（17）、外伸收渣机构抹角板（26）固定设置在一起构成，外伸后与孔壁接触；外伸收渣机构转轴（19）与集渣桶壁、集渣桶底板（28）铰接设置。

6.  如权利要求4所述的钻孔灌注桩一次清清孔装置，其特征在于：还包括水平推杆导环（21），所述水平推杆导环（21）固定设置在集渣桶下横架（23）上；外伸收渣机构拉簧（22）一端固定设置在集渣桶下横架（23）上，另一端固定设置在外伸收渣机构上。

7.  如权利要求4所述的钻孔灌注桩一次清清孔装置，其特征在于：所述方钻杆上挡板、下挡板间距离，按使挡渣板完全开启、闭合，外伸收渣机构开启与孔壁接触、收回与桶壁贴合设定。

8.  一种使用如权利要求1-7之一的钻孔灌注桩一次清清孔装置的清孔方法，包括如下步骤：
一、用钻杆把该钻孔灌注桩一次清清孔装置下放至孔底，在自重作用下方钻杆（3）下移，方钻杆上挡板（4）带动水平支杆（6）、第一竖向支杆（7）、斜支杆（9）、第二竖向支杆（8）动作，挡渣板（14）完全打开；方钻杆上挡板（4）同时驱使斜推杆（10）打开、水平推杆（20）外移，外伸收渣机构开启与孔壁接触，此时方钻杆上挡板（4）支撑在集渣桶横架交汇处；
二、钻杆驱动集渣桶（1）转动，集渣桶底板（28）上的收渣刀板（29）收集下部沉渣；外伸收渣机构收集桶壁至孔壁范围沉渣；
三、收集结束后钻杆提起，方钻杆上挡板（4）带动水平支杆（6）、第一竖向支杆（7）、斜支杆（9）、第二竖向支杆（8）动作，挡渣板（14）完全闭合；方钻杆上挡板（4）同时驱使斜推杆（10）收合，外伸收渣机构拉簧（22）将外伸收渣机构收回与桶壁贴合，此时方钻杆下挡板（5）与集渣桶横架交汇处接触、承担集渣桶及桶内沉渣重力；
四、集渣桶（1）在伞状集渣桶帽（11）保护、引导下，在钢筋笼内顺利上升，清孔结束，灌注混凝土。

钻孔灌注桩一次清清孔装置及清孔方法
技术领域
本发明属于建筑工程施工领域，具体是一种钻孔灌注桩一次清清孔装置及清孔方法。
背景技术
《建筑桩基技术规范》规定，钻孔灌注桩桩底沉渣厚度控制标准为：端承型桩，不应大于50mm；摩擦型桩，不应大于100mm；施工时常规沉渣厚度测定方法，是把一端挂有钢筋的测绳放入钻孔中，完全凭感觉，说多就多，说少就少。如果沉渣没清理干净，最后灌注混凝土之后，在表面会出现大量沉渣。灌注桩是隐蔽工程，被挤到表面的大量沉渣可以看到，可能有更多的沉渣已混入灌注桩内，桩体质量不能保证，留下严重安全隐患。某工程为端承型桩，载荷试验发现变形不能满足设计要求，鉴定为废桩，后经桩芯取样检查发现，桩底沉渣厚度达370mm。沉渣厚度超标，会给工程留下强度和变形两方面的巨大安全隐患。产生上述质量问题的原因，表面看是沉渣厚度测量方法存在问题，本质是沉渣清理不合格。现在常用的清孔方法主要是采用泥浆泵，通过钻杆以中速向孔底压入比重1.15左右，含砂率＜4％的泥浆，把孔内悬浮钻渣多的泥浆替换出来。这种方法遇到孔底较大泥渣很难清除；当泥浆含砂率较高时，也达不到彻底清孔目的。
实践发现：由于地质条件复杂，钻孔并非非常顺直，在下放钢筋笼的过程中，钢筋笼还会把孔壁泥土擦落，沉到孔底，形成新的沉渣，需要进行二次清孔，常规方法是：下好导管后，利用导管泵吸反循环清孔，这种方法同样不能保证清孔彻底。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种钻孔灌注桩一次清清孔装置，包括集渣桶、集渣桶上横架、方钻杆、方钻杆上挡板、方钻杆下挡板、水平支杆、第一竖向支杆、第二竖向支杆、斜支杆、斜推杆、伞状集渣桶帽帽顶方孔、方孔、挡渣板、滑槽、水平推杆、水平推杆导环、外伸收渣机构拉簧、集渣桶下横架、竖板、短轴、凸起、集渣桶底板、收渣刀板、连接斜板、橡胶条，所述集渣桶、集渣桶上横架、集渣桶下横架、集渣桶底板、收渣刀板、连接斜板固定设置在一起，所述集渣桶直径小于钢筋笼内径；方钻杆、方钻杆上挡板、方钻杆下挡板固定设置在一起；集渣桶横架交汇中心开设方孔；水平支杆一端与集渣桶横架交汇处固定设置，另一端与第一竖向支杆铰接设置；第一竖向支杆、第二竖向支杆与斜支杆铰接设置；斜支杆中部与集渣桶横架铰接设置；第二竖向支杆下端与挡渣板铰接设置；竖板固定设置在集渣桶底板上，短轴、凸起固定设置在竖板上；橡胶条固定设置在挡渣板下端；挡渣板上开设两道滑槽；滑槽套结在短轴、凸起上，挡渣板可以上下滑移。
进一步的，还包括伞状集渣桶帽，所述伞状集渣桶帽直径与集渣桶直径相同，套结设置在方钻杆上挡板上方。
进一步的，所述的钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述收渣刀板设为水平。
进一步的，所述斜推杆一端与方钻杆上挡板铰接设置，另一端与水平推杆铰接设置；水平推杆另一端与外伸收渣机构铰接设置。
进一步的，所述外伸收渣机构由外伸收渣机构侧板、外伸收渣机构转轴、外伸收渣机构底板、外伸收渣机构顶板、外伸收渣机构抹角板固定设置在一起构成，外伸后与孔壁接触；外伸收渣机构转轴与集渣桶壁、集渣桶底板铰接设置。
进一步的，还包括水平推杆导环，所述水平推杆导环固定设置在集渣桶下横架上；外伸收渣机构拉簧一端固定设置在集渣桶下横架上，另一端固定设置在外伸收渣机构上。
进一步的，所述方钻杆上挡板、下挡板间距离，按使挡渣板完全开启、闭合，外伸收渣机构开启与孔壁接触、收回与桶壁贴合设定。
本发明还提供了一种使用该钻孔灌注桩一次清清孔装置的清孔方法，包括如下步骤：
一、用钻杆把该钻孔灌注桩一次清清孔装置下放至孔底，在自重作用下方钻杆下移，方钻杆上挡板带动水平支杆、第一竖向支杆、斜支杆、第二竖向支杆动作，挡渣板完全打开；方钻杆上挡板同时驱使斜推杆打开、水平推杆外移，外伸收渣机构开启与孔壁接触，此时方钻杆上挡板支撑在集渣桶横架交汇处；
二、钻杆驱动集渣桶转动，集渣桶底板上的收渣刀板收集下部沉渣；外伸收渣机构收集桶壁至孔壁范围沉渣；
三、收集结束后钻杆提起，方钻杆上挡板带动水平支杆、第一竖向支杆、斜支杆、第二竖向支杆动作，挡渣板完全闭合；方钻杆上挡板同时驱使斜推杆收合，外伸收渣机构拉簧将外伸收渣机构收回与桶壁贴合，此时方钻杆下挡板与集渣桶横架交汇处接触、承担集渣桶及桶内沉渣重力；
四、集渣桶在伞状集渣桶帽保护、引导下，在钢筋笼内顺利上升，清孔结束，灌注混凝土。
本发明的钻孔灌注桩一次清清孔装置及清空方法，是在钢筋笼下放完成后清孔，改变现有的一次、二次清孔方法施工繁复、不能彻底清孔的缺点，变两次清孔为一次清孔，并且能彻底清孔，不留沉渣，桩身质量得以保证，桩端承载力能充分发挥。
附图说明
图1是本发明的钻孔灌注桩一次清清孔装置上部示意图；
图2是该装置伞状集渣桶帽示意图；
图3是该装置斜推杆位置示意图；
图4是该装置内部示意图（不含桶壁、底板）；
图5是该装置B-B剖面示意图；
图6是该装置底板、外伸收渣机构未伸出时示意图；
图7是该装置底板、外伸收渣机构伸出时示意图 ；  
图8是该装置外伸收渣机构未伸出时各部件位置示意图；
图9是该装置外伸收渣机构伸出时各部件位置示意图；
图10是该装置外伸收渣机构伸出时平面示意图；
图11是该装置竖板、短轴、凸起关系示意图；
图12是该装置挡渣板滑槽、凸起关系示意图；
图13是该装置挡渣板、竖板、短轴、凸起、收渣板剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-13所示，本发明的钻孔灌注桩一次清清孔装置由集渣桶1、集渣桶上横架2、方钻杆3、方钻杆上挡板4、方钻杆下挡板5、水平支杆6、第一竖向支杆7、第二竖向支杆8、斜支杆9、斜推杆10、伞状集渣桶帽11、伞状集渣桶帽帽顶方孔12、方孔13、挡渣板14、滑槽15、外伸收渣机构侧板16、外伸收渣机构顶板17、外伸收渣机构底板18、外伸收渣机构转轴19、水平推杆20、水平推杆导环21、外伸收渣机构拉簧22、集渣桶下横架23、竖板24、短轴25、外伸收渣机构抹角板26、凸起27、集渣桶底板28、收渣刀板29、连接斜板30、橡胶条31组成。
集渣桶1、集渣桶上横架2、集渣桶下横架23、集渣桶底板28、收渣刀板29、连接斜板30固定设置在一起，集渣桶1直径小于钢筋笼内径；方钻杆3、方钻杆上挡板4、方钻杆下挡板5固定设置在一起；集渣桶横架交汇中心开设方孔13；水平支杆6一端与集渣桶横架交汇处固定设置，另一端与第一竖向支杆7铰接设置；第一竖向支杆7、第二竖向支杆8与斜支杆9铰接设置；斜支杆9中部与集渣桶横架铰接设置；第二竖向支杆8下端与挡渣板14铰接设置；竖板24固定设置在集渣桶底板28上，短轴25、凸起27固定设置在竖板24上；橡胶条31固定设置在挡渣板14下端；挡渣板14上开设两道滑槽15；滑槽15套结在短轴25、凸起27上，挡渣板14可以上下滑移；伞状集渣桶帽11直径与集渣桶1直径相同，套结设置在方钻杆上挡板4上方，保障集渣桶1提起时顺利通过钢筋笼；斜推杆10一端与方钻杆上挡板4铰接设置，另一端与水平推杆20铰接设置；水平推杆20另一端与外伸收渣机构铰接设置；外伸收渣机构侧板16、外伸收渣机构转轴19、外伸收渣机构底板18、外伸收渣机构顶板17、外伸收渣机构抹角板26固定设置在一起，构成外伸收渣机构，外伸后与孔壁接触，外伸收渣机构抹角板26保障收渣时不切削孔壁；外伸收渣机构转轴19与集渣桶壁、集渣桶底板28铰接设置；水平推杆导环21固定设置在集渣桶下横架23上；外伸收渣机构拉簧22一端固定设置在集渣桶下横架23上，另一端固定设置在外伸收渣机构上；方钻杆上挡板、下挡板间距离，按能使挡渣板完全开启、闭合，外伸收渣机构开启与孔壁接触、收回与桶壁贴合设定。
本发明的钻孔灌注桩一次清清孔装置使用时，用钻杆把该钻孔灌注桩一次清清孔装置下放至孔底，在自重作用下方钻杆下移，方钻杆上挡板4带动水平支杆6、第一竖向支杆7、斜支杆9、第二竖向支杆8动作，挡渣板14完全打开；方钻杆上挡板4同时驱使斜推杆10打开、水平推杆20外移，外伸收渣机构开启与孔壁接触。此时方钻杆上挡板4支撑在集渣桶横架交汇处。钻杆驱动集渣桶1转动，底板上的收渣刀板收集下部沉渣；外伸收渣机构收集桶壁至孔壁范围沉渣。收集结束后钻杆提起，方钻杆上挡板4带动水平支杆6、第一竖向支杆7、斜支杆9、第二竖向支杆8动作，挡渣板14完全闭合；方钻杆上挡板4同时驱使斜推杆10收合，外伸收渣机构拉簧22将外伸收渣机构收回与桶壁贴合。此时方钻杆下挡板5与集渣桶横架交汇处接触、承担集渣桶及桶内沉渣重力。集渣桶1在伞状集渣桶帽11保护、引导下,在钢筋笼内顺利上升，清孔结束，灌注混凝土。