一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置的制作方法

1.本实用新型涉及建筑钻孔装置技术领域，具体涉及一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置。


背景技术：

2.钻孔灌注桩是一种先对施工地面进行钻孔，再向孔内灌注混凝土或钢筋混凝土并使之凝固而制成的桩。采用传统的施工机具和施工工艺，在土质不好的地区，灌注桩在成孔、下钢筋笼、下导管的过程中，孔壁的稳定性和安全性得不到保证，容易发生塌孔的情况。
3.在临近地铁区间隧道附近，因为地铁范围内对桩基施工扰动的要求非常高，传统的钻孔灌注桩工艺不能满足需求。近年来一种全套管全回转钻孔灌注桩施工工艺逐渐推广开来，其工艺是先将全套管采用专用机械设备360
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旋转下压超过不良土层或地铁保护范围的深度，再在钢套管内部使用冲抓斗取土。此工艺因有钢套管护壁具有成孔稳定好、安全性高、便于清渣灌浆等优点。但在旋转下压钢套管时，为减少钢套管内壁摩擦力，会采用冲抓取土（即利用冲抓斗自重下落抓土）的方式，冲抓斗下落取土会产生一定的冲击力，对全套管底部及周围的土体仍会产生较轻扰动，这种较轻扰动在临近（小于10m范围内）地铁区间隧道施工工况下，仍然不能满足其隧道的位移控制要求。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种取土过程中扰动更小的全套管全回旋转钻孔灌注桩水刀法取土装置，以实现钢套管旋转下压过程中微扰动取土。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，包括钢套筒、金属水管、高压水喷头及环形水管，所述钢套筒的外侧沿长度方向设置有金属水管，所述金属水管靠近钢套筒底部的一端设置有环形水管，且所述环形水管与金属水管相连通；所述环形水管四周朝钢套筒底部的方向均匀分布一组高压水喷头。
7.进一步的，所述环形水管背向钢套筒底部的一侧开设进水口，进水口处连接有金属水管。
8.进一步的，所述金属水管靠近钢套筒顶部的一端设置有弯管，用于连接软水管。
9.进一步的，所述钢套筒底部在位于相邻高压水喷头之间固定设置弧形保护块，且环形水管紧贴弧形保护块设置。
10.进一步的，所述钢套筒的顶部在位于其的两侧设置分别设有起吊孔。
11.进一步的，所述弧形保护块整体形状呈楔形，且其外侧壁呈圆弧状；所述弧形保护块一头为薄边，并朝向钢套筒底部；弧形保护块另一头为厚边，并朝向钢套筒的顶部，且其厚度大于环形水管的外径。
12.本实用新型的有益效果是：钢套筒外侧设置金属水管、环形水管及高压水喷头，能够通过高压水流使得地基中的泥土变成泥浆，以液态的形式从桩内排出，减少全套管全回
转钻孔灌注桩取土过程中对周围土体的扰动。
附图说明
13.图1为本实用新型的整体结构示意图；
14.图2为本实用新型的b处结构放大图；
15.图3为本实用新型的a处结构放大图；
16.图4为本实用新型的仰视示意图；
17.图5为本实用新型的立体图；
18.图中：1、钢套筒；2、金属水管；3、软水管；4、弯管；5、起吊孔；6、高压水喷头；7、弧形保护块；8、环形水管。
具体实施方式
19.以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步描述。
20.如图1-5所示，一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，包括钢套筒1、金属水管2、软水管3、弯管4、起吊孔5、高压水喷头6、弧形保护块7及环形水管8。
21.实施例：
22.钢套筒1的外侧沿长度方向设置有金属水管2，金属水管2靠近钢套筒1底部的一端设置有环形水管8，环形水管8上朝向钢套筒1底部的方向均匀分布着六个高压水喷头6。
23.环形水管8背向钢套筒1底部的一侧开设进水口，进水口处连接有金属水管2。该金属水管2沿着钢套筒1的长度方向设置，由均匀分布的固定装置来固定（或者焊接固定）在钢套筒1的外壁上。金属水管2靠近钢套筒1顶部的一端设置有弯管4，用于连接软水管3。该装置整体被吊起在空中进行作业的时候，弯管4的结构可以减少水流的阻力，从而不会影响高压水流的取土效果。
24.环形水管8距离钢套筒1的底部存在一段距离（该距离比弧形保护块宽度大1cm左右），在这段距离上设置有弧形保护块7，弧形保护块7成圆弧状，长边的一头较薄，朝向钢套筒底部；长边的另一头厚度略大于环形水管的外径，朝向钢套筒的顶部；弧形保护块通过焊接的方式，固定在钢套筒1的底部边缘。同时，环形水管8紧挨着弧形保护块7固定在钢套筒1的底部。弧形保护块7由六块组成，位于相邻两高压水喷头6之间；弧形保护块7的作用主要是保护环形水管8在钢套筒1进入土层的过程中不被破坏，同时，不影响高压水喷头6的出水速度，从而不影响取土效果。
25.钢套筒1的顶部，位于圆形的两侧设置有两个起吊孔5，起吊孔5的大小略大于起吊绳索的直径。
26.工作过程：
27.平整场地，定位灌注桩的位置并放线；架设全套管全回转机器，并安装钢套管。检查验收完毕之后，开始钢套管的旋转下沉施工。利用起吊装置将本实用新型的取土装置整体吊起，并放入钢套管的内部。在钢套管旋转进入土层的过程中，取土装置也一起慢慢地伸入到土层中。取土装置伸入土层的方法，是通过高压水喷头中喷射出高压水流，进行土体的切割从而形成泥浆。钢套管下降的速度跟取土装置切割土体的速度相互匹配。
28.由于取土装置喷出的水处在钢套管这个封闭的环境中，它无法全部通过渗透的方
式从钢套管底部流走，因而以泥浆的形式从钢套管的顶部溢出，溢出的泥浆，流经钢套管周围提前设置的环形水沟，再通过泥浆泵有组织的汇集到泥浆池里，泥浆的清理采用定期外运的方式处理。


技术特征：
1.一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，其特征在于，包括钢套筒（1）、金属水管（2）、高压水喷头（6）及环形水管（8），所述钢套筒（1）的外侧沿长度方向设置有金属水管（2），所述金属水管（2）靠近钢套筒（1）底部的一端设置有环形水管（8），且所述环形水管（8）与金属水管（2）相连通；所述环形水管（8）四周朝钢套筒底部的方向均匀分布一组高压水喷头（6）。2.根据权利要求1所述的一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，其特征在于，所述环形水管（8）背向钢套筒（1）底部的一侧开设进水口，进水口处连接有金属水管（2）。3.根据权利要求1所述的一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，其特征在于，所述金属水管（2）靠近钢套筒（1）顶部的一端设置有弯管（4），用于连接软水管（3）。4.根据权利要求1所述的一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，其特征在于，所述钢套筒（1）底部在位于相邻高压水喷头（6）之间固定设置弧形保护块（7），且环形水管（8）紧贴弧形保护块（7）设置。5.根据权利要求1所述的一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，其特征在于，所述钢套筒（1）的顶部在位于其的两侧设置分别设有起吊孔（5）。6.根据权利要求4所述的一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，其特征在于，所述弧形保护块（7）整体形状呈楔形，且其外侧壁呈圆弧状；所述弧形保护块（7）一头为薄边，并朝向钢套筒底部；弧形保护块（7）另一头为厚边，并朝向钢套筒的顶部，且其厚度大于环形水管的外径。

技术总结
本实用新型公开了一种全套管全回转钻孔灌注桩水刀法取土装置，包括钢套筒、金属水管、高压水喷头及环形水管，所述钢套筒的外侧沿长度方向设置有金属水管，所述金属水管靠近钢套筒底部的一端设置有环形水管，且所述环形水管与金属水管相连通；所述环形水管四周朝钢套筒底部的方向均匀分布一组高压水喷头；本实用新型的有益效果是：钢套筒外侧设置金属水管、环形水管及高压水喷头，能够通过高压水流使得地基中的泥土变成泥浆，以液态的形式从桩内排出，减少全套管全回转钻孔灌注桩取土过程中对周围土体的扰动。周围土体的扰动。周围土体的扰动。


技术研发人员：周立伟 魏榭栋 李康 胡惠民 凌锴
受保护的技术使用者：杭州通达集团有限公司
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2022/1/26