一种成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置的制作方法

本发明属于建筑、公路、铁路、市政等基础设施建设工程中的钻孔灌注桩基施工技术领域，具体涉及一种成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置。

背景技术：

钻孔灌注桩具有承载力高、抗震性能好、施工便捷等优点，被广泛应用于各类基础设施建设工程中，桩基属于地下工程，受地质情况制约，由于各类工程地质条件的复杂性及多样性，导致桩基易产生质量问题，特别是桩底沉渣过厚带来的桩长达不到设计要求、桩身不完整及单桩轴向承载力不足等问题，造成质量安全隐患。桩基成孔后，会通过成孔检测来检测桩孔的质量，若此时沉渣超出设计及规范要求，可通过清孔来降低沉渣厚度，但是桩基成桩龄期达到设计及规范要求后，只能通过低应变法、取芯法、超声波检测法及单桩静载荷试验进行成桩质量检测，此时，若发现桩底沉渣厚度超出要求，对桩基处理将会很麻烦，特别是当桩底沉渣为砂子且当地下水位较高时，砂子在水的浸泡下会越来越密实，传统的高压旋喷钻机喷头喷射气流或者水流在高水位中的压力损失过大，清理密实沉砂层效果不明显，利用传统方法处理后，进行桩基底部注浆加固再进行检测，桩身质量仍然无法达到设计及规范要求，继续处理成本会无形中增加。

传统的高压旋喷钻机喷头喷射气流或者水流在高水位中的压力损失过大，清理沉渣(特别是密实沉砂层)效果不明显，桩身质量无法达到设计及规范要求，仍然需要再次处理，浪费人力、物力、财力及时间。

因此，为使桩基质量满足设计及规范要求，从多角度出发，项目人员自行制造了一个简易的集钻进、扫孔、清孔及灌注水泥浆于一身的钻灌一体装置，

技术实现要素：

为解决现有技术的问题，本发明提供了成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置。在钻孔灌注桩成桩检测结果显示桩底沉渣超出设计要求时，对沉渣进行处理的一种钻灌一体装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置，包括扫孔装置及灌浆管组件，扫孔装置设置于灌浆管组件上部，扫孔装置包括上部扫孔装置和底部扫孔装置，上部扫孔装置设置于底部扫孔装置上部；

所述上部扫孔装置包括上钻杆部、上部扫孔和上部扫孔钢丝绳，联轴器与上钻杆部相固定连接，上钻杆部上均匀分布上部扫孔；

所述底部扫孔装置包括底钻杆部、夹紧片、底部扫孔钢丝绳，底钻杆部固定底部扫孔钢丝绳，底部扫孔钢丝绳通过夹紧片与底钻杆部相固定连接，底钻杆部设置于上钻杆部下部，下钻杆部上设置夹紧片，夹紧片两端焊接固定于下钻杆部侧壁；

所述灌浆管组件包括灌浆管和灌浆孔，灌浆管上部与底钻杆部底部相焊接固定，灌浆管为钢管结构，灌浆管端部设置灌浆孔，灌浆孔为锥形状，灌浆孔端部一侧部分进行焊接闭合，灌浆孔端部另一层形成灌浆开口，灌浆管设置在底部扫孔装置的底部。

优选的所述上部扫孔包括纵向孔和侧向孔，纵向孔均匀开设于上钻杆部纵向，侧向孔开设于上钻杆部侧向，相邻的纵向孔和侧向孔的间距d2为100mm～150mm，相邻的纵向孔之间的间距d1为200mm～300mm，安装时在处于同一端面的上部扫孔之间穿入单股钢丝绳在上钻杆部两侧形成上部扫孔钢丝绳，单侧的上部扫孔钢丝绳长度d3为500-1000mm。

优选的所述夹紧片数量为四个且均匀分布于底钻杆部侧壁上，安装时将多股钢丝绳穿过夹紧片，用锤头敲击夹紧片，夹紧片压紧多股钢丝绳使之与多股钢丝绳与底钻杆部紧密连接在一起，多股钢丝绳的长度为1500-2500mm，多股钢丝绳的长度超出桩径长度500mm，单侧多股钢丝绳形成底部扫孔钢丝绳，底部扫孔钢丝绳数量为四个且均匀对称分布，底部扫孔钢丝绳长度d4为252-1250mm。

优选的所述夹紧片由宽2cm、厚度5mm的扁钢压制而成，夹紧片截面呈“ㄇ”状。

优选的所述灌浆管长度为200mm，灌浆管壁厚为200mm，灌浆管直径为48mm。

与现有技术相比，发明的有益效果是：该装置制造简单，使用方便，大大降低了因桩基底部沉渣清理不干净盲目注浆后再次进行处理的风险，使桩基质量缺陷处理一步到位；

在成桩桩底沉渣质量缺陷处理时采用钻灌一体装置，具有以下效果：

1)利用钻杆的转速，使扫孔钢丝绳的离心力大于沉渣的重力，达到切削冲散沉渣的目的，使用便捷，省时省力；

2)对沉渣进行分级清理，可以彻底清除沉渣，保证桩基处理的质量；

3)可以针对不同厚度的沉渣，设计不同长度的钻灌一体装置，使沉渣在上下整个厚度范围内同时受到切削力，轻松有效的进行沉渣置换；

4)钢丝绳磨损严重时，可以随时更换，维护工艺简单，经济实用；

5)无需更换专用灌浆头，利用该装置可实现“三连续”：在切削沉渣的同时使用灌浆管灌注泥浆置换沉渣，在置换沉渣完成之后使用灌浆管灌注清水置换泥浆，在泥浆置换完成后使用灌浆管快速灌注水泥浆；

6)使用钻灌一体装置，可以同时达到钻进、扫孔、清孔及灌注水泥浆的多重功效；

7)可以重复多次利用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中灌浆管结构示意图。

图3是本发明施工流程示意图一。

图4是本发明施工流程示意图二。

图5是本发明施工流程示意图三。

图6是本发明施工流程示意图四。

图7是本发明施工意图。

图8是本发明中上部扫孔开设示意图。

图9是本发明中括扫孔装置示意图。

图10是本发明中桩身混凝土中芯孔示意图。

图11是本发明中水泥浆清理沉砂示意图。

图12是本发明中灌注水泥浆后验证合格示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

请参阅图1-12所示的一种成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置，括扫孔装置1及灌浆管组件2，扫孔装置1设置于灌浆管组件2上部，扫孔装置1包括上部扫孔装置11和底部扫孔装置12，上部扫孔装置11设置于底部扫孔装置12上部，

上部扫孔装置11包括上钻杆部111、上部扫孔112和上部扫孔钢丝绳113，联轴器110与上钻杆部111相固定连接，上钻杆部111上均匀分布上部扫孔112，上部扫孔112为梅花状，上部扫孔112直径为5mm，上部扫孔112包括纵向孔1121和侧向孔1122，纵向孔1121均匀开设于上钻杆部111纵向，侧向孔1122开设于上钻杆部111侧向，相邻的纵向孔1121和侧向孔1122的间距d2为100mm～150mm，相邻的纵向孔1121之间的间距d1为200mm～300mm，安装时在处于同一端面的上部扫孔112之间穿入单股钢丝绳在上钻杆部111两侧形成上部扫孔钢丝绳113，单侧的上部扫孔钢丝绳113长度d3为500-1000mm，上下层位置的单股钢丝绳呈十字交叉形状，使用时其长度按照不同桩径进行截取，单股钢丝绳长度按照不同桩径进行截取单股钢丝绳的长度为1000mm～2000mm，利用钢丝绳捻制时自身形成的扭曲度与钻杆孔形成夹持状态，使单股钢丝绳在钻杆高速旋转时不在从孔眼中飞出，

底部扫孔装置12包括底钻杆部121、夹紧片122、底部扫孔钢丝绳123，底钻杆部121固定底部扫孔钢丝绳123，底部扫孔钢丝绳123通过夹紧片122与底钻杆部121相固定连接，底钻杆部121设置于上钻杆部111下部，下钻杆部121上设置夹紧片122，夹紧片122由宽2cm、厚度5mm的扁钢压制而成，夹紧片122截面呈“ㄇ”状，夹紧片122两端焊接固定于下钻杆部121侧壁，夹紧片122数量为四个且均匀分布于底钻杆部121侧壁上，安装时将多股钢丝绳穿过夹紧片122，用锤头敲击夹紧片122，夹紧片122压紧多股钢丝绳使之与多股钢丝绳与底钻杆部121紧密连接在一起，多股钢丝绳的长度为1500-2500mm，多股钢丝绳的长度超出桩径长度500mm，使钻杆旋转时扫孔半径大于桩基设计桩径，多股钢丝绳选用a3钢丝绳，单侧多股钢丝绳形成底部扫孔钢丝绳123，底部扫孔钢丝绳123数量为四个且均匀对称分布，底部扫孔钢丝绳123长度d4为252-1250mm，

灌浆管组件2包括灌浆管21和灌浆孔22，灌浆管21上部与底钻杆部121底部相焊接固定，灌浆管21为钢管结构，灌浆管21长度为200mm，灌浆管21壁厚为200mm，灌浆管21直径为48mm，灌浆管21端部设置灌浆孔22，灌浆孔22为锥形状，灌浆孔22端部一侧部分进行焊接闭合，灌浆孔22端部另一层形成灌浆开口，灌浆管21设置在底部扫孔装置12的底部，将一节长200mm、直径48mm、壁厚3.5mm的钢管焊接在扫孔装置底部形成灌浆管21，将灌浆管21端头压扁形成锥形口，其中对左侧1/2部分进行焊接闭合，剩余部分形成灌浆开口，便于后期使用压浆设备5进行泥浆、清水及水泥浆的压灌施工。

压浆设备5包括搅拌筒51、储浆筒52、压浆泵53、压浆管54，压浆泵53一侧与压浆管54相连接，压浆泵53另一侧与搅拌筒51、储浆筒52相连接。

本发明制作步骤：(1)制作扫孔装置：利用钻机3将钻杆31及岩芯管32打入桩身混凝土4中，在桩身混凝土4的桩顶中心取1个直径15cm的芯孔，取芯深度超出设计桩身混凝土4的长度为50cm，取芯完毕将岩芯管32更换为上述成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置，成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置的制备过程如下:

①根据桩检及取芯结果，判断出桩身混凝土4底部沉渣厚度，计算出打孔范围及单股钢丝绳根数，进行上部扫孔装置11制作，在上钻杆部111上部梅花形打设直径为5mm的小孔，不同方向相邻两孔的上下间距为10cm～15cm，同方向相邻两孔的上下间距则为20～30cm，在孔中穿入单股钢丝绳，上下层钢丝绳呈十字交叉形状，使用时其长度按照不同桩径进行截取(1m～2m)，利用钢丝绳捻制时自身形成的扭曲度与上部扫孔112形成夹持状态，使钢丝绳在钻杆高速旋转时不在从上部扫孔112的孔眼中飞出。

②进行底部扫孔装置12的制作，在底钻杆部121底部的四个象限点设置四根多股钢丝绳(a3cm)形成底部扫孔装置，冲击钻成孔时桩基底部一般会扩径，形成桩底扩大头，根据不同桩径，底部扫孔钢丝绳长度(1.5m～2.5m)比桩径适当加大50cm，使钻杆旋转时扫孔半径大于桩基设计桩径。

③加工制作不同旋转半径的成桩后处理较厚沉渣的钻灌一体装置，先采用半径小的，将沉渣清理出一定空间后，再更换半径大的进一步扫孔；

(2)制作夹紧片122：夹紧片122由宽2cm、厚度5mm的扁钢压制而成，设置在底部扫孔装置12底部的四个象限点，夹紧片焊接于底钻杆部121上，将多股钢丝绳穿过夹紧片122，使用锤头敲击夹紧片，使之与钢丝绳及底钻杆部121紧密连接在一起。

(3)制作灌浆管组件2：灌浆管21设置在扫孔装置的底部，将一节长200mm、直径48mm、壁厚3.5mm的钢管焊接在扫孔装置底部形成灌浆管21，将灌浆管21端头压扁形成锥形口，其中对左侧1/2部分进行焊接闭合，剩余部分形成灌浆孔22，便于后期使用压浆设备进行泥浆、清水及水泥浆的压灌施工。

如图3-6所示，本发明的施工流程如下：步骤1：钻机、压浆泵等组装就位，桩身混凝土取芯；

步骤2：钻灌一体装置进行小直径扫孔、灌浆、清孔；

步骤3：钻灌一体装置进行全直径扫孔、灌浆、清孔。

步骤4：钻灌一体装置进行桩底水泥浆灌注。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。