快速清孔机技术简介.doc

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1、快速清孔机技术简介一、技术背景。目前，在桥梁、房屋、码头等建筑物的基础绝大部分采用钢筋混凝土灌注桩桩基，钢筋混凝土灌注桩一般由钻（冲）孔机械先钻孔成孔，成孔后必须按工作程序先清孔，然后安装钢筋笼、导管,再进行二次清孔后灌注混凝土，桩基钻（冲）孔施工要求泥浆保持在一定高度水位的状态下进行，以确保泥浆对孔壁有足够的压力防止塌孔，同时泥浆还必须保持循环流动状态以达到排渣和泥浆均匀护壁的目的；钻（冲）孔时，泥浆中含冇大量的悬浮颗粒（包含砂或泥石块），成孔后钻机停止工作，悬浮颗粒将沉淀于孔底形成沉渣，若悬浮颗粒和沉渣不能清除干净,将对桥基质量构成严重威胁【钢筋混凝土桩底若超的作用下会造成

2、桩基下沉，也有可能因沉渣被裹在钢筋混凝土核心内过规定厚度的沉渣，在静载（自重）和动载（含车辆运行和地震等）而造成断桩废桩】，所以，建筑规范规定，桩基成孔后须进行清孔，清孔后再进行安装钢筋笼、导管，然后在二次清孔后才能灌注混凝土。清孔工艺是：按设计孔径和孔深耍求成孔后必须进行清孔，即把孔内的悬浮颗粒通过泥浆循环作业带到孔外以达到清孔Z冃的，防止悬浮颗粒沉淀于孔底形成沉渣，对于端承桩来说，桩底残留沉渣超过5厘米时，就有可能导致桩基下沉、断桩，影响桩基工程质量，严重时会导致整个建筑缺陷而成为危险建筑物。目前，桩基还没有专用的清孔设备来进行清孔，一般清孔工艺绝大部分采用正循环清孔，即在

3、泥浆沉淀池内的泥浆泵通过胶管向孔底注水或经沉渣沉淀后的泥浆，孔内原泥浆缓慢溢出桩孔流向泥浆沉淀池，形成正循环，悬浮颗粒随泥浆溢入泥浆沉淀池，悬浮颗粒开始沉淀，从理论上看似乎不会有多大的问题，但在实际操作中存在三个问题，一是效率低下，清孔时间长，一般需要12-72小时，在实际操作时因操作时间过长容易造成思想麻痹敷衍了事而少有耐心去认真执行，监管也相对比较困难；悬浮颗粒（大于5mm的难度更大）和沉渣无法完全彻底地从孔底全部带出，细小颗粒又无法快速在泥浆池内沉淀却反复被抽送到孔底。二是由于清孔需要注入清水，使原泥浆稀释循环，一般稀释成3倍于原泥浆，稀释后的泥浆数量巨大，需要外运并再次

4、处理，为图省事，往往冇些工程施工吋把泥浆直接排入江河，将造成河道河床淤泥积淀和水源污染，留下后患。大多数桩孔的体积大概在20・80立方米，按绝对平均数50立方米为例计算，一个工地只要冇100根桩，稀释3倍后则将冇15000立方米的泥浆需外运到某指定地点进行特别处理，否则将引起严重的环境污染，而众多的工程桩基数量超过100根，有的达到上千根；事实上每个大、中型城市每年都冇几百座以上甚至上千座新建楼房和桥梁，其桩基数量巨大，其产生的泥浆数量更是巨大惊人；三是由于沉淀池内沉淀物需要经常性的掏渣，所掏出的渣含水量大，处于稀泥状态，外运数量庞大且容易造成滴漏。基于解决以上三个问题，正在快

5、速建设的当今屮国急需一种既能快速、有效去除泥浆内悬浮颗粒又无需注水稀释清孔的专用清孔机械；因此攻克灌注桩专用清孔机械将是一个重要课题。快速清孔机是世界首创，是专门针对桩基清孔解决存在的问题。成功研制发明将对桩基施工提高工程质量、提高工效、节能减排、文明施工等意义重大。二、快速清孔机的主要功能和作用1、采用本发明的桩基快速清孔机，能直接从桩孔底抽取泥浆进行滤渣，能快速有效清除泥浆内的悬浮颗粒（0.07mm）,清孔后泥浆含砂率在1%以下（建筑规范要求4%以下），还能清除已经沉淀的沉渣，能有效提升工程质量，能从根本上有力地保证桩基的成桩质量。2、提高清除速度（200m3/h）,是原來

6、清孔速度的10倍以上，缩短清孔工作时间。在钻孔的过程进行清孔（边钻边清），则钻孔速度大幅度提高。大幅度降低施工成本，减少浪费节约能源。3、节能减排，清孔时无需注水循环稀释泥浆，在节约能源的基础上大幅度减少（80%以上）泥浆外运数量（有效缓解城市交通压力的作用）和进行泥浆环保处理工作。清孔后的部分泥浆是活泥浆（指无大于0.1mm的固体颗粒的泥浆），钻孔木身需要活泥浆才能正常工作，可重复利用。4、泥浆内的固体颗粒己被滤干，泥浆池大幅缩小或取消、无需掏渣和稀泥外运。施工场地干燥，为文明施工创造良好的条件。5、滤后固体颗粒以砂石为主，是透水性良好的回填材料，可以加以充分利用。三、技术功

7、效比对1、传统的正循环清孔，其主要问题是清孔速度慢，清孔不易干净，附带产生的泥浆量大，场地内泥浆横流地面稀烂。2、气举反循环清孔，清孔速度快、清除干净，但空压机设备庞大，费用高。钻孔中途不能清孔，仍需掏渣并进行稀泥外运，场地稀烂也无法解决。3、泥浆分离机，设备本身庞大，费用高，并要求气举反循环配套，操作复杂，尽管技术比较成熟，但经济成本奇高，难以推广应用。4、快速清孔机，设备简单，造价低，操作也简单。同时，清孔速度快，清除干净，钻孔中途边钻边清，泥浆不外溢，无需掏渣场地干燥，附带产生的泥浆量