本发明涉及水下砼灌注技术领域，更为具体地，涉及一种钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，尤其对大直径超长桩水下砼灌注质量，确保首批砼顺利到达孔底，消除砼中的水泥被水冲洗掉，可以有效减少桩底的泥浆和沉渣，提供桩底承载力，调高结构物的使用耐久性。
背景技术：
目前，水下砼灌注所用的钢导管，已经广泛应用在建筑工程，桥梁工程、交通工程、水利水坝等基层领域，而通常情况下，水下砼灌注首批砼所采用的钢导管，为减少砼中的水泥被水冲洗掉以及为瞬间把导管内的水压下去，通常采用大小合适的橡胶浮球来实现，其水密性是有限的，况且在与钢导管的快速摩擦过程中会破裂失效，且浮球有时被埋在砼中或卡在钢筋笼上，对桩身砼的质量有影响；另外浮球下为水上为砼，水的浮力会使浮球阻止砼快速到达桩底，对桩底的沉渣冲击上浮起不到很好的作用，从而影响桩基的承载能力，减少桥梁等结构物的使用寿命。
所以，有必要将上述现有的钢导管进行进一步的改进，以及避免钻孔灌注桩首批砼中的水泥被水冲洗掉，可以有效减少桩底的泥浆和桩底的沉渣，从而提高钻孔灌注桩的承载力及桩身砼质量，延长建筑物的使用寿命。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，避免钻孔灌注桩首批砼中的水泥被水冲洗掉，减少桩底的泥浆和桩底的沉渣，从而提高钻孔灌注桩的承载力及桩身砼质量，延长建筑物的使用寿命。
本发明提供一种钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，包括钢导管和设置在钢导管的底部的管靴；其中，管靴包括丝扣钢套筒和至少三瓣呈环状排布的弧形活瓣，其中，丝扣钢套筒的顶部与钢导管的底部连接，在丝扣钢套筒的顶部与钢导管的底部连接处设置有密封装置；丝扣钢套筒的底部与弧形活瓣铰接，在丝扣钢套筒的底部与弧形活瓣的铰接处也设置有密封装置，并且，在弧形活瓣之间也设置有密封装置。
此外，优选的方案是，密封装置包括密封胶垫、密封胶圈。
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。
此外，优选的方案是，管靴的弧形活瓣在水压的作用下紧密闭合，在砼漏斗中砼的重力作用下打开。
此外，优选的方案是，弧形活瓣为6瓣。
从上面的技术方案可知，本发明提供的钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，采用在普通钢导管的底端安装一个管靴，管靴开合自如，结构简单，安装方便，成本低，且操作简单，特别是能够保证对大直的超长桩的砼灌注首批砼封底质量。
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为根据本发明实施例的钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管的工作原理示意图。
其中的附图标记包括：弧形活瓣1，丝扣钢套筒2，钢导管3，砼漏斗4，漏斗控制阀5，密封胶垫6。
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钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，图1示出了根据本发明实施例的钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管的工作原理。
如图1所示，本发明提供的钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，包括：钢导管3和在钢导管3的底部设置的管靴；其中，管靴包括丝扣钢套筒2和若干呈环状排布的弧形活瓣1，其中，丝扣钢套筒2的顶部与钢导管3的底部连接，在丝扣钢套筒2的顶部与钢导管3的底部连接处设置有密封装置；丝扣钢套筒2的底部与弧形活瓣1铰接，在丝扣钢套筒2的底部与弧形活瓣1的铰接处也设置有密封装置，并且在弧形活瓣之间也设置有密封装置。为了保障本发明应用过程中丝扣钢套筒2与弧形活瓣1的连接以及弧形活瓣1的开合自如，弧形活瓣要至少设置为3瓣，6～8瓣较佳。
其中，在本发明中密封装置根据实际情况可以为密封胶垫6或者密封胶圈，钢导管3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5。管靴开合自如，在水压的作用下，管靴的弧形活瓣1紧密闭合；在砼漏斗4中砼的重力作用下，管靴的弧形活瓣1打开。在图1所示的实施例中，弧形活瓣1包括6瓣，6瓣弧形活瓣之间的密封装置用于使弧形活瓣在闭合状态下彼此闭合紧密。
具体地，本发明提供的钻孔灌注桩水下砼灌注的导管，就是在普通的钢导管的底端安装一个特殊装置，该特殊装置能开合自如，称作管靴，其结构组成包括连接钢导管3的丝扣钢套筒2、弧形活瓣1、密封胶垫6，其中，丝扣钢套筒2的底部与弧形活瓣1铰接，弧形活瓣1之间有密封胶垫6，确保整个管靴在闭合后密封不透水。图1所示实施例中的弧形活瓣1为6瓣，也可以根据实际需要制作合适数量的瓣数。
安装有管靴的水下砼钢导管的工作原理是：当钻孔灌注桩钻孔成孔，第一次清孔完成后，安装钻孔灌注桩钢筋笼，然后进行第二次清孔，清孔完成后，进行下钢导管，先对钢导管进行真空密封测试，确保不漏气；然后卸下钢导管的管靴，待钢导管进行水压试验，以检验其抗压能力；当装有管靴的钢导管气密性与抗压性合格的情况下，将钢导管下放到孔底约30cm-40cm处，且将钢导管位居孔中央。管靴在水压的作用下弧形活瓣1紧密闭合，钢导管的上端与砼漏斗4连接，连接处有漏斗控制阀5，当首批砼灌满漏斗，打开漏斗控制阀5，水下砼沿着钢导管将管内残存的空气瞬间下压直达孔底，由于没有水的浮力阻碍作用，砼巨大的冲击力，迅速将管靴的弧形活瓣1推开，巨大的气压将孔底的少量沉渣冲起上浮于泥浆之中，钢导管中的首批砼中的水泥由于没有受到水的冲洗，同没有任何离析，巨大势能的首批砼迅速充盈孔底，并与孔底基岩或坚土及很好结合紧密，确保首灌砼封底成功，有效减少桩底的泥浆，同时提高钻孔灌注桩桩身砼质量及其桩基承载力。
从某大桥50米深，直径为2.5米的钻孔灌桩为例，选用直径为30cm丝扣连接的钢导管3，选用钢砼漏斗4(11m3)，在钻孔桩成孔后，清孔后，下钢筋笼固定完成后，再一次清孔，因为是端泵桩，沉渣厚度为2cm，对钢导管进行安装，首先对第一节钢导管安装管靴，将带有丝扣的丝扣钢套筒2拧紧在第一节钢导管的底端丝扣上，丝扣螺纹连接处有橡胶密封胶垫6，将管靴的弧形活瓣1(共6瓣)——闭合紧密，弧形活瓣1之间有橡胶密封垫，分别将每3米一节的钢导管安装总长度为54米，将钢导管沉底反提0.4米将钢导管临时固定在桩孔的平台上，然后安装11m3的砼漏斗4，砼漏斗4四周用型钢做出支撑架固定，然后用泵砼汽车泵向砼漏斗4内泵送C30的水下泵，堆落度为20cm，等砼漏斗4砼到达11m3后，开启漏斗控制阀5，C30砼迅速沿钢导管内腔将管内空气瞬间压缩至管底，巨大的气压瞬间将管靴的弧形活瓣打开，气流下冲孔底沉渣，将沉渣上浮于泥浆中，紧随其后的C30砼迅速封住孔底，并与孔底基岩紧密结合，确保了桩底砼的质量，消除了桩底泥浆，提高了桩的承载力和桩身的完整性。经超声波检测为工类桩，经高应变检测其陈在理比同类桩好。
通过上述实施方式可以看出，本发明提供的钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，采用在普通钢导管的底端安装一个管靴，管靴开合自如，结构简单，安装方便，成本低，且操作简单，特别是能够保证对大直的超长桩的砼灌注首批砼封底质量。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的钻孔灌注桩水下砼灌注钢导管，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。