用于钻孔灌注桩的钢导管装置及处理断桩施工方法与流程

本发明涉及钻孔灌注桩及挤扩支盘灌注桩技术领域，更为具体地，涉及一种钻孔灌注桩及挤扩支盘灌注桩在灌注砼过程中出现断桩所用的钢导管装置以及处理断桩施工方法。

背景技术：

目前，钻孔灌注桩及挤扩支盘灌注桩，已经广泛应用在建筑工程、桥梁工程、交通工程、水利工程等基础施工领域。用采用的水下砼灌注，普遍采用钢导管配合砼漏斗进行水下砼施工，但是在施工过程中提拔导管过程中，要求导管下部在砼中的埋深2-6米，由于施工人员的大意或者计算错误，导致在提拔导管时，将导管底端拔出砼表面或使导管底部在水下砼面层的浮浆中，从而使灌注桩出现断桩现象，或使灌注桩的质量不符合要求。

所以有必要对上述钻孔灌注桩水下砼灌注所用钢导管进行进一步改进，以避免灌注桩在施工过程中出现断桩，并对出现的断桩及时采取补救措施，对可能出现的断桩进行处理，使之符合设计要求的承载力和耐久性。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于钻孔灌注桩的钢导管装置及处理断桩施工方法，以解决水下灌注桩由于提拔导管过快或者计算错误，将导管底端拔出砼面外或在浮浆中，出现断桩的问题。

本发明提供一种用于钻孔灌注桩的钢导管装，包括钢导管和与钢导管的底部连接的管靴；其中，管靴包括丝扣钢套筒和弧形活瓣；其中，丝扣钢套筒的顶部通过螺纹与钢导管的底部连接，丝扣钢套筒的底部与弧形活瓣铰接，弧形活瓣在内外压力的作用下开合自如。

此外，优选的方案是，还包括分别设置在丝扣钢套筒与钢导管连接处、丝扣钢套筒与弧形活瓣的铰接处、以及弧形活瓣之间的密封胶垫。

此外，优选的方案是，钢导管的顶部与砼漏斗连接，在二者之间的连接处设置有漏斗控制阀门。

此外，优选的方案是，弧形活瓣为5瓣，呈环状排布在丝扣钢套筒的底端。

此外，优选的方案是，在钢导管的顶部且在漏斗控制阀门下方的位置设置有排气阀门。

此外，优选的方案是，在排气阀门的位置设置有气压表。

此外，优选的方案是，排气阀门通过橡皮管与抽气真空泵连接。

本发明还提供一种钻孔灌注桩处理断桩的施工方法，采用上述用于钻孔灌注桩的钢导管装置进行施工，具体施工方法包括：

S1：在钢导管的底部安装管靴，并将管靴的弧形活瓣紧密闭合；

S2：将安装有管靴的钢导管插入已经灌注水下砼浮浆以下2-3米的砼中；

S3：在钢导管的顶端安装砼漏斗，并关闭漏斗控制阀门；

S4：在砼漏斗内注满砼；

S5：将钢导管内的空气抽成真空或者接近真空形成负压；

S6：打开漏斗控制阀门，砼漏斗内的砼达到管靴，砼漏斗内砼的冲击力将管靴打开，钢导管的砼与所述水下砼融合，直至整个桩身砼灌注完毕，砼面高出桩顶0.5-1米。

此外，优选的方案是，在步骤S5中，通过抽气真空泵以及设置在钢导管顶端的排气阀门将钢导管内的空气全部抽出，使得钢导管内部形成真空或接近真空。

从上面的技术方案可知，本发明提供的用于钻孔灌注桩的钢导管装置及处理断桩施工方法，能够解决钻孔灌注桩或挤扩支盘灌注桩由于提拔导管处理砼面而造成的断桩问题，同时该装置能够有效的解决首批水下砼灌注的水泥被水洗掉的问题，有效减少桩底的深度，提高钻孔灌注桩的施工质量。另外，该本发明提供的装置，结构简单，成本低，并且施工方法操作简单，避免断桩处理，从而节约施工成本，加快施工进度。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明一个实施例的桩基进行水下砼灌注钢导管拔出砼面的示意图；

图2为根据本发明的一个实施例的桩基将钢导管全部拔出孔外后在导管底端安装管靴后再插入水下砼的示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的桩基钢导管底端安装管靴后进行真空抽气后用漏斗重新灌注水下砼的示意图；

图4为根据本发明实施例的钻孔灌注桩处理断桩的施工方法流程示意图。

其中的附图标记包括：钢导管1、排气阀门2、漏斗控制阀门3、砼漏斗4、泥浆5、水下砼6、浮浆7、管靴8、抽气真空泵9、弧形活瓣10、丝扣套筒11。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

下面结合符合和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

在下面的描述中，只通过说明的方式对本发明的某些示范实施例进行描述，毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到在不偏离本发明的精神和范围内的情况下，可以用各种不同方式对所述的实施方法进行修正。因此，附图和描述在本质上只是说明性的，而不是限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，相同的附图标记标示相同的部分。

为了说明本发明提供的用于钻孔灌注桩的钢导管装置的结构，图1至图3分别从不同角度对用于钻孔灌注桩的钢导管装置的结构进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本发明一个实施例的桩基进行水下砼灌注钢导管拔出砼面；图2示出了根据本发明的一个实施例的桩基将钢导管全部拔出孔外后在导管底端安装管靴后再插入水下砼；图3示出了根据本发明的一个实施例的桩基钢导管底端安装管靴后进行真空抽气后用漏斗重新灌注水下砼。

如图1至图3共同所示，本发明提供的用于钻孔灌注桩的钢导管装置，包括：钢导管1和与钢导管1的底部连接的管靴8；其中，管靴8开合自如，其结构组成为丝扣钢套筒11、弧形活瓣10和密封胶垫；其中，丝扣钢套筒11的顶部通过螺纹与钢导管1的底部连接，丝扣钢套筒11的底部与弧形活瓣10铰接，并且，密封胶垫分别设置在丝扣钢套筒11与钢导管1连接处，丝扣钢套筒11与弧形活瓣10的铰接处，以及弧形活瓣10之间。

其中，钢导管1的顶部与砼漏斗4连接，在二者之间的连接处设置有漏斗控制阀门3。在钢导管1的顶部且在漏斗控制阀门3下方设置有排气阀门2，排气阀门2与抽气真空泵将钢导管1内的空气抽出，使得钢导管1内部形成真空或者接近真空。在排气阀门2的位置设置有气压表，排气阀门2通过橡皮管与抽气真空泵连接。弧形活瓣为5瓣，呈环状排布在丝扣钢套筒的底端。为了保障本发明应用过程中丝扣钢套筒与弧形活瓣的连接以及弧形活瓣的开合自如，弧形活瓣要至少设置为3瓣，6～8瓣较佳，也可以根据实际需要制作合适数量的瓣数。

具体地，本发明提供的用于钻孔灌注桩的钢导管装置，就是在钢导管1的底部安装一个特殊装置，本装置能开合自如，称作管靴8，管靴8结构组成连接钢导管的丝扣钢套筒11、弧形活瓣10、密封胶垫、丝扣钢套筒11的底部与弧形活瓣10铰接，在铰接处内设密封胶垫，弧形活瓣10之间也设置有密封胶垫，确保整个管靴8在闭合后密封不透水。在首批砼到达钢导管1底部的管靴8是能自如打开释放砼，该装置还能确保首批砼中的水泥被水冲洗掉损失，可以有效减少桩底的浮浆，提高钻孔灌注桩的施工质量。

本发明根据上述用于钻孔灌注桩的钢导管装置，还提供一种钻孔灌注桩处理断桩的施工方法，图4示出了根据本发明实施例的钻孔灌注桩处理断桩的施工方法流程。

如图4所示，本发明还提供一种钻孔灌注桩处理断桩的施工方法，具体施工方法包括：

S1：在钢导管的底部安装管靴，并将管靴的弧形活瓣紧密闭合；

S2：将安装有管靴的钢导管插入已经灌注水下砼浮浆以下2-3米的砼中；

S3：在钢导管的顶端安装砼漏斗，并关闭漏斗控制阀门；

S4：在砼漏斗内注满砼；

S5：将钢导管内的空气抽成真空或者接近真空形成负压；

S6：打开漏斗控制阀门，砼漏斗内的砼达到管靴，砼漏斗内砼的冲击力将管靴打开，钢导管的砼与桩内的砼融合，直至整个桩身砼灌注完毕，砼面高出桩顶0.5-1米。

其中，在步骤S5中，通过抽气真空泵以及设置在钢导管顶端的排气阀门将钢导管内的空气全部抽出，使得钢导管内部形成真空或接近真空。

综合图1至图4所示，以某高速公路钻孔灌注桩施工为例：

该钻孔灌注桩为40米深的摩擦桩，直径为1.8米，采用砼漏斗4(钢制)体积3m³，采用40米长直径为30cm的钢导管1，钢导管1的节长有2米、3米，钢导管1之间以丝扣连接，钢导管1使用之前需要做抗校与水压测试，钢导管1经过测试合格，进行首灌水下砼C25封底成功，砼坍落度控制在18-22cm，钢导管的底部一直需要控制在水下砼4-6米处，由于工人提拔钢导管失误，将钢导管1拔出浮浆之上，从而出现断桩事故，及若再灌注孔内上层砼与孔内下层水下砼之间夹层浮浆7，从而断桩。为避免断桩事故发生，操作人员立即将钢导管1全部剔除空气外，洗净钢导1管外的泥浆，并在钢导管1的底端安装管靴8，将丝扣套筒11与钢导管1的底部丝扣连接，二者之间有密封胶垫，然后将管靴8的弧形活瓣10闭合密封，关闭砼漏斗4的漏斗控制阀门3。

将钢导管1上端的排气阀门2与抽气真空泵9用耐压橡皮管连接，打开排气阀2门，启动抽气真空泵9，检查钢导管装置是否漏气。抽气达到负压0.1MPa后，关闭排气阀门2并静置2-3分钟，观看气压表读数，若气压读数没有变化，则钢导管1安装管靴8后气密性良好，然吊起砼漏斗4与钢导管装置，垂直插入水下砼6中，让管靴8进入水下砼6中2-3米时，将砼漏斗4灌满砼C25，迅速打开漏斗控制阀门3，砼漏斗4内的砼在自重力及大气压的作用下迅速达到钢导管1底部的管靴8，在巨大砼的冲击下，迅速将管靴8的弧形活瓣10打开，钢导管1内的砼与水下砼6迅速融合，然后连续不断向砼漏斗4内灌注砼，则水下砼6将浮浆7顶开至钻孔灌注桩的顶部超出桩顶设计标高1米后，停止灌注砼，将钢导管1提出水下砼6之外，则该桩砼灌注结束。等砼强度达到预设强度后，进行砼检(一般是通过超声波检测对砼进行检测)，则该桩为工类型，能够避免断桩的发生，确保该桩的施工质量，还能够节约施工成本(节省返工费)，加快施工进度。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的用于钻孔灌注桩的钢导管装置及处理断桩施工方法，能够解决钻孔灌注桩或挤扩支盘灌注桩由于提拔导管处理砼面而造成的断桩问题，同时该装置能够有效的解决首批水下砼灌注的水泥被水洗掉的问题，有效减少桩底的深度，提高钻孔灌注桩的施工质量。另外，该本发明提供的装置，结构简单，成本低，并且施工方法操作简单，避免断桩处理，从而节约施工成本，加快施工进度。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的用于钻孔灌注桩的钢导管装置及处理断桩施工方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的用于钻孔灌注桩的钢导管装置及处理断桩施工方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。