一种冲击钻清孔装置的制作方法

本申请涉及桥梁桩基清孔技术领域，具体涉及到一种冲击钻清孔装置。

背景技术：

目前，桥梁桩基所处位置为“富砂、卵石层地质”时，通常采用冲击钻进行施工，桩基成孔后存在泥浆含砂量较高的现象，含砂量偏高会造成桩基沉渣厚度过大，致使桩基承载力降低，如果不能降低泥浆中含砂量，将会严重影响桩基的施工质量。

目前，桩基清孔大多采用“掏渣桶装置”或“泥浆置换”的方式进行处理，使用“掏渣桶装置”处理泥浆含砂量效果明显，使用“泥浆置换”工艺处理泥浆含砂量对桩基孔壁影响小。

但是，采用“掏渣桶装置”或“泥浆置换”方式处理“富砂、卵石层地质”桩基时均存在明显缺陷，“掏渣桶装置”对桩基孔壁扰动极大，“富砂、卵石层地质”桩基孔壁较脆弱，使用“掏渣桶装置”风险较大；使用“泥浆置换”工艺处理泥浆含砂量对桩基孔壁影响小，但是置换周期长，“富砂、卵石层地质”桩基孔壁长时间清孔极易出现缩颈、坍塌等问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种冲击钻清孔装置，以解决现有技术中采用“掏渣桶装置”或“泥浆置换”方式处理“富砂、卵石层地质”桩基时对桩基孔壁扰动极大，置换周期长，“富砂、卵石层地质”桩基孔壁长时间清孔极易出现缩颈、坍塌等问题，本申请提供的一种冲击钻清孔装置，通过滤砂筒本体和螺旋板的相互作用，当泥浆泵抽取的泥浆进入该装置后会沿着滤砂筒内壁的螺旋板做离心运动，利用离心运动产生的离心力和不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，将泥浆中的液体和固体分离达到降低泥浆中的含砂量的目的，本申请提供的装置结构简单、操作方便，实用性强。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种冲击钻清孔装置，包括由上口部分为圆筒、下口部分为锥形筒构成且内部中空的滤砂筒本体和螺旋板；

所述圆筒为圆柱状，所述锥形筒为呈直径递减的漏斗形状；

所述螺旋板设置在所述圆筒中，所述螺旋板的侧边缘与所述圆筒的内壁焊接。

可选的，所述滤砂筒本体还包括浆料进口、浆料出口和出渣口；

所述浆料出口设置在所述圆筒的顶面，所述浆料进口设置在所述圆筒的侧壁，所述出渣口设置在所述锥形筒的底部出口。

可选的，所述浆料进口处设置有第一开关阀门，所述出渣口处设置有第二开关阀门。

可选的，所述螺旋板的螺纹间距为5-8cm，螺旋板宽度为1-2cm，且所述螺旋板向下倾斜。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供的一种冲击钻清孔装置，包括由上口部分为圆筒、下口部分为锥形筒构成且内部中空的滤砂筒本体和螺旋板，圆筒为圆柱状，锥形筒为呈直径递减的漏斗形状，螺旋板设置在圆筒中，螺旋板的侧边缘与圆筒的内壁焊接。通过滤砂筒本体和螺旋板的相互作用，当泥浆泵抽取的泥浆进入该装置后会沿着滤砂筒本体上口圆筒部分内的螺旋板做离心运动，利用离心运动产生的离心力和不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，将泥浆中的液体和固体分离达到降低泥浆中的含砂量的目的，解决了现有技术中采用“掏渣桶装置”或“泥浆置换”方式处理“富砂、卵石层地质”桩基时对桩基孔壁扰动极大，置换周期长，“富砂、卵石层地质”桩基孔壁长时间清孔极易出现缩颈、坍塌等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种冲击钻清孔装置立面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种冲击钻清孔装置侧面结构示意图。

附图标记说明：1-圆筒，2-锥形筒，3-滤砂筒本体，4-螺旋板，5-浆料进口，6-浆料出口，7-出渣口，8-第一开关阀门，9-第二开关阀门。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参考附图1-2，图1-2分别示出了本申请实施例提供的一种冲击钻清孔装置立面和侧面结构示意图。

本申请实施例提供的冲击钻清孔装置，包括由上口部分为圆筒1、下口部分为锥形筒2构成且内部中空的滤砂筒本体3和螺旋板4；

所述圆筒1为圆柱状，所述锥形筒2为呈直径递减的漏斗形状；

所述螺旋板4设置在所述圆筒1中，所述螺旋板4的侧边缘与所述圆筒1的内壁焊接。

本申请实施例提供的冲击钻清孔装置，通过滤砂筒本体3和螺旋板4的相互作用，当泥浆泵抽取的泥浆进入该装置后会沿着滤砂筒本体3上口圆筒1部分内的螺旋板做离心运动，利用离心运动产生的离心力和不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，将泥浆中的液体和固体分离达到降低泥浆中的含砂量的目的，解决了现有技术中采用“掏渣桶装置”或“泥浆置换”方式处理“富砂、卵石层地质”桩基时对桩基孔壁扰动极大，置换周期长，“富砂、卵石层地质”桩基孔壁长时间清孔极易出现缩颈、坍塌等问题。

本申请实施例提供的冲击钻清孔装置是在生产实践过程中总结整理出的一种简易、实用的装置。该装置采用废旧钢管、日常生活用的水管及阀门进行加工而成，主要用于过滤和降低“富砂、卵石地区”桩基采用冲击钻施工工艺形成的水桩泥浆的含砂量，避免桩基孔底沉渣过厚影响桩基施工质量等方面，该产品操作方便、清孔效果良好。

螺旋板4的焊接可以采用氧气和乙炔事先改变其形状，便于焊工进行电焊施工。

可选的，所述滤砂筒本体3还包括浆料进口5、浆料出口6和出渣口7；

所述浆料出口6设置在所述圆筒1的顶面，所述浆料进口5设置在所述圆筒1的侧壁，所述出渣口7设置在所述锥形筒2的底部出口。

本申请实施例提供的冲击钻清孔装置在具体使用时，将泥浆泵水管与浆料进口5相连接，深入桩基的水管与浆料出口6相连接，出渣口7置于地面，浆料出口6朝上，整个装置与地面成一定角度斜向上，启动泥浆泵整个装置便开始工作。

所述浆料出口6设置在圆筒1的顶面，用于将清孔处理后的水桩泥浆排出并通过水管循环进入桩基中，浆料进口5设置在圆筒1的侧壁，泥浆泵通过管道将泥浆从浆料进口5抽送到冲击钻清孔装置中，沿着滤砂筒本体3上口圆筒1部分内的螺旋板做离心运动，利用离心运动产生的离心力和不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，将泥浆中的液体和固体分离达到降低泥浆中的含砂量的目的，同时将沉降出来的固体颗粒从锥形筒2的底部出口出渣口排出。

可选的，所述浆料进口5处设置有第一开关阀门8，所述出渣口7处设置有第二开关阀门9。

本申请实施例提供的冲击钻清孔装置，在浆料进口5和出渣口7处分别设置有第一开关阀门8和第二开关阀门9，其中，第一开关阀门8设置在浆料进口5处，是为了利用第一开关阀门8控制泥浆流速达到控制离心运动产生的离心力和不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，使桶内泥浆做不同线速度的离心运动，确保颗粒沉淀，从而将泥浆中的液体和固体分离达到降低泥浆中的含砂量的目的；出渣口7处设置有第二开关阀门9是为了将锥形筒2内沉淀的沉渣排出，并能保证桶内的压力，使泥浆顺利的从浆料出口6排出，同时可减少泥浆的浪费和污染。

可选的，所述螺旋板4的螺纹间距为5-8cmcm，螺旋板4宽度为1-2cm，且所述螺旋板4向下倾斜。

本申请实施例提供的冲击钻清孔装置，安装螺旋板4主要作用是使在圆筒1内做离心运动的“泥浆”中的颗粒物质通过和螺旋板4的碰撞，降低颗粒物质的运动速度，能加快颗粒物质沉淀至锥形筒2，能够明显缩短桩基清孔时间，实际生产中螺纹间距和螺纹板4宽度、厚度可以根据圆筒1的直径大小、长度进行调整。

螺旋板4的宽度一般控制在1-2cm，宽度太大会降低泥浆的流动速度，反而不能起到分离“泥浆”中的颗粒物质的作用；螺旋板4的螺纹间距通常控制在5-8cm，便于焊接操作，螺距太小起不到通道作用，而太大又不利于持续做离心运动，降低了“泥浆”中颗粒物质的分离效果。

经过现场实践发现，螺旋板4如果一直沿着圆筒1内壁设置至圆筒1顶部，“泥浆”中的颗粒物质分离效果反而不能达到最佳，这是因为虽然螺旋板4一直延伸至圆筒1顶部增加了通道长度，但是由于部分颗粒物质会分离后先落在螺旋板4上，部分颗粒物质在流体力作用下在沿着螺旋板4一直向上运动最后从上面出口回到了泥浆池中，经多次实践发现，螺旋板4只需设置到浆料进口5上部多一圈即可。

螺旋板4向下倾斜设置的目的是螺旋板4自下而上螺旋状安装在圆筒内壁上，螺旋板4的螺旋方向与泥浆运动方向相同，这样就可以为进入圆筒1内的“泥浆”做离心运动提供通道，使“泥浆”能够在圆筒1内持续做离心运动，加快颗粒物质与泥浆分离。钻孔桩传统清渣方式为边清孔边沉淀，通常需要25-30个小时，而采用该装置清孔一般只需要4-6小时就可以使泥浆达到规范要求，大大提到了施工进度。

本申请实施例提供的冲击钻清孔装置使用人孔挖孔桩施工现场废旧的钢管、生活用水管及开关阀门制作而成，其具体操作如下：

首先，根据泥浆泵的功率、水管直径等可以对冲击钻清孔装置进行合理设计，选择适宜工人操作的结构尺寸，本申请实施例提供一种装置总长1.4m，其中滤砂筒本体3长1m、直径30cm，上口圆筒1部分和下口锥形筒2部分长均为为50cm，上口圆筒1部分直径为30cm，下口锥形筒2部分上口直径为30cm，下口直径为6cm；浆料进口5和浆料出口6长均为20cm，直径均为10cm，出渣口7长20cm，直径为6cm；螺旋板4为宽2cm、厚3mm且螺纹间距为6cm的钢板条，该板条采用点焊的方式安装在圆筒内壁上，考虑到损耗的问题，将螺旋板4的总长为400cm。

然后，根据设计图纸准备所需的各种原材料，主要材料为废旧的1m长钢管(φ30cm)，直径30cm的钢板一块(厚2mm)，直径10cm生活用水管(钢管)40cm，直径8cm生活用水管(钢管)20cm，水管开关阀2个，宽2cm、厚3mm且总长400cm的钢板。选择技术熟练的工人按照图纸要求进行制作，通过切割、组装、焊接等一些列操作制造出本冲击钻清孔装置，焊缝长度、宽度、厚度按规范等文件相关要求施工，装置制造完成后进行防锈处理。

本申请实施例提供的一种冲击钻清孔装置，包括由上口部分为圆筒、下口部分为锥形筒构成且内部中空的滤砂筒本体和螺旋板，圆筒为圆柱状，锥形筒为呈直径递减的漏斗形状，螺旋板设置在圆筒中，螺旋板的侧边缘与圆筒的内壁焊接。通过滤砂筒本体和螺旋板的相互作用，当泥浆泵抽取的泥浆进入该装置后会沿着滤砂筒本体上口圆筒部分内的螺旋板做离心运动，利用离心运动产生的离心力和不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，将泥浆中的液体和固体分离达到降低泥浆中的含砂量的目的，解决了现有技术中采用“掏渣桶装置”或“泥浆置换”方式处理“富砂、卵石层地质”桩基时对桩基孔壁扰动极大，置换周期长，“富砂、卵石层地质”桩基孔壁长时间清孔极易出现缩颈、坍塌等问题。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。