用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具的制作方法

811 编辑：中冶有色技术网来源：中交（天津）疏浚工程有限公司

2023-10-26 16:19:17

1.本实用新型属于灌注桩施工设备领域，尤其涉及一种用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具。

背景技术：

2.灌注桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。常用的有钻孔灌注桩和沉管灌注桩。其中，钻孔灌注桩是指采用钻机、潜水钻机等就地成孔灌注混凝土而成桩，施工时无振动、不挤土，但灌注桩的沉降量稍大。沉管灌注桩是指用锤击或振动将带有钢筋混凝土桩靴或活瓣式桩靴的钢管沉入土中，然后灌注混凝土同时拔管而成桩。用锤击沉管、拔管者称锤击灌注桩，用激振器的振动沉管、拔管者称振动灌注桩。此法成桩易发生断桩、缩颈、吊脚桩、桩靴进水和进泥等弊病，施工中注意检查并及时处理。

3.对于钻孔灌注桩来说，在施工实践中发现以下问题：在一些分布有较多碎石的土层中进行灌注桩的钻孔施工时，随着钻孔施工的进行，在桩孔的底部逐渐积攒了一些碎石，这些碎石无法随同泥浆一起通过管路上升至地面，而是随着钻孔的施工而逐渐累积，当碎石量累积到一定程度时，钻头将无法有效向下方钻孔，随着钻头与碎石之间的接触和碰撞，在一定程度上还存在损坏钻头等问题。

4.综上，在灌注桩的钻孔施工中对桩孔底部积攒的碎石进行及时清理是保证桩孔施工的重要环节之一，现有技术中缺少对桩孔内的碎石进行清理的有效技术手段，导致灌注桩桩孔的施工存在问题。

技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、便于使用、对碎石清理效果好的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具。

6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具包括上部封口、下部敞口的外套筒，在外套筒的顶部中心安装有连接颈杆，在连接颈杆的上端安装有用于与钻杆的下端连接的传动端头，在外套筒的内腔底部安装有柔性清理组件；柔性清理组件包括安装固定在外套筒的底部内壁上的多个基座套管，在各基座套管内可拆卸地安装有外连接块，在各外连接块上安装固定有钢缆段，在各钢缆段的内端设有防止钢缆松脱的内端块，各钢缆段沿着外套筒的径向方向延伸。

7.本实用新型的优点和积极效果是：

8.本实用新型提供了一种结构设计简单的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，通过设置外套筒并且在外套筒的顶部安装连接颈杆和传动端头，令本清理工具具备与钻头相一致的向钻杆下端安装的方式。通过在外套筒的内腔底部安装由多组基座套管、外连接块、钢缆段和内端块构成的柔性清理组件，实现了通过将本清理工具下放到桩孔底部、在回转运动的过程中碎石通过柔性清理组件进入外筒体内腔且在本清理工具提升时碎石随之被向上提升的技术效果，因此实现了对桩孔底部碎石的有效清理，操作便捷，对碎石的清理效

果好。通过设置基座套管与外连接块之间可拆卸连接，令外连接块、钢缆段与内端块构成的组合体在磨损后便于进行快速更换，保证本清理工具对碎石的清理效果。

9.优选地：基座套管的外端与外套筒的内壁焊接固定，在基座套管的内壁上设有内螺纹，在外连接块的外部设有外螺纹，外连接块与基座套管之间螺纹连接。

10.优选地：内端块为钢制管套，该钢制管套套设在钢缆段的内端上并压接固定。

11.优选地：基座套管及钢缆段设置有12组，周向等角度间隔设置。

12.优选地：连接颈杆包括中部带有凹槽的颈杆本体，颈杆本体的下端与外套筒的顶部焊接固定；传动端头为多棱体形状，其下端与连接颈杆的上端焊接固定。

13.优选地：在外套筒的侧壁上设有多个通孔。

14.优选地：在外套筒的底部边缘沿周向设有齿。

附图说明

15.图1是本实用新型的主视结构示意图；

16.图2是本实用新型的立体结构示意图，上部视角；

17.图3是本实用新型的仰视结构示意图。

18.图中：

19.1、传动端头；2、连接颈杆；3、外套筒；4、通孔；5、齿；6、内端块；7、基座套管；8、外连接块；9、钢缆段。

具体实施方式

20.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：

、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

21.请参见图1、图2和图3，本实用新型的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具包括上部封口、下部敞口的外套筒3，在外套筒3的顶部中心安装有连接颈杆2，在连接颈杆2的上端安装有用于与钻杆的下端连接的传动端头1。使用时，本碎石清理工具与钻杆下端的连接方式类似钻头与钻杆下端的连接方式，可以采用对钻头进行拆装的操作方法对本碎石清理工具进行拆装。

22.外套筒3可以采用厚壁金属钢管制成，将厚壁金属钢管切割成长度合适的管段，之后通过裁切厚金属板得到圆形的上部封板，之后将圆形的上部封板焊接安装到前述金属管段的顶部端口上。考虑到本碎石清理工具需要在提取到桩孔内的碎石之后提升至地面，因此本实施例中，为了保证本清理工具沿着桩孔提升时具有移动的顺畅性，令前述上部封板的外侧边缘与前述金属管段的顶部边缘的交界位置成弧形过渡，有效避免在提升的过程中与周围的土体发生卡阻。

23.本实施例中，连接颈杆2包括中部带有凹槽的颈杆本体，颈杆本体的下端与外套筒3的顶部焊接固定，也就是与前述上部封板的中部焊接固定；传动端头1为多棱体形状，其下端与连接颈杆2的上端焊接固定。使用时，传动端头1向上插装到钻杆下端的插孔内，钻杆的下端采用抱箍与连接颈杆2固定连接，这样本碎石清理工具不会从钻杆的下端脱落，多棱体形状的传动端头1有效传递钻杆的转动，因此本碎石清理工具在进行桩孔碎石清理作业时也是保持回转转动的。

24.本实施例中，在外套筒3的侧壁上设有多个通孔4，通孔4作为气孔和泥浆孔使用，

由于钻机在钻孔施工中在桩孔内形成泥浆，因此本碎石清理工具向桩孔的底部运行时，由于通孔4的存在，外套筒3内的空气在下方泥浆压力的作用下通过通孔4排出，避免内部积存空气，当外套筒3的内部注满泥浆时，内部和外部环境通过多个通孔4导通，泥浆能够在内部和外部之间流动。

25.本实施例中，在外套筒3的底部边缘沿周向设有齿5，形成环形的齿部。齿部的作用是：本碎石清理工具在钻杆的驱动下沿着原来的桩孔向下移动，由于相对位置无法做到十分准确，因而外套筒3并不一定很顺畅地沿着桩孔下行移动，此时由于钻杆带动本清理工具作回转转动，因此底部的齿部对桩孔的内壁产生切割作用(也可以称之为扩孔作用)，有效避免了本碎石清理工具下行移动时卡阻在桩孔的中部。

26.在外套筒3的内腔底部安装有柔性清理组件，柔性清理组件用于对桩孔内的碎石进行提取。柔性清理组件包括安装固定在外套筒3的底部内壁上的多个基座套管7，在各基座套管7内可拆卸地安装有外连接块8，在各外连接块8上安装固定有钢缆段9，在各钢缆段9的内端设有防止钢缆松脱的内端块6，各钢缆段9沿着外套筒3的径向方向延伸。

27.设置基座套管7与外连接块8可拆卸连接的作用是，令外连接块8、钢缆段9和内端块6构成的组合体在发生一定量的磨损后便于进行更换操作。本实施例中，基座套管7的外端与外套筒3的内壁焊接固定，在基座套管7的内壁上设有内螺纹，在外连接块8的外部设有外螺纹，外连接块8与基座套管7之间螺纹连接。

28.本实施例中，内端块6为钢制管套，该钢制管套套设在钢缆段9的内端上并压接固定，通过压接令钢制管套发生形变，与钢缆段9的内端结合成为一个整体，有效避免了钢缆段9的内端松脱。同理，外连接块8与钢缆段9的外端也可以采用这种连接形式，具体地，外连接块8可以采用钢棒制作，在钢棒的内端加工出连接孔，在钢棒的外端侧壁上加工出外螺纹，令钢缆段9的外端插接连接到前述钢棒的连接孔内并对这个位置进行压接变形，则外连接块8的内端与钢缆段9的外端结合成为一个整理，避免钢缆段9的外端松脱。

29.本实施例中，基座套管7及钢缆段9设置有12组，周向等角度间隔设置，即相邻两组之间间隔30

°

设置。可以想到的是，相邻两组之间的空隙不能过大或者过小，空隙过大时随着清理工具的提升，内部的碎石还会向下脱出掉落，空隙过小时，桩孔内的较大碎石就无法通过两组之间的空隙，以上两种情况都视为碎石清理失败。相邻两组基座套管7及钢缆段9之间的角度可以根据作业现场获取的碎石直径情况而定，在钻孔作业的过程中，通过几次清理尝试来摸清桩孔内碎石的情况，再选择设定组数。

30.构建方式：

31.切割厚壁金属管形成管段，在金属管段的下端采用激光切割或者氧乙炔焰切割等方式加工得到齿部，在金属管段的侧壁上切割得到多个通孔4；在厚钢板上切割得到圆形的上部封板，将上部封板的外侧边缘与金属管段的上端边缘焊接固定；对交界焊接连接的位置进行打磨，使之光滑成弧形过渡，形成外套筒3；

32.在外套筒3的顶部中间位置焊接安装连接颈杆2，在连接颈杆2的上端焊接安装传动端头1；在外套筒3的内壁下端焊接安装多个基座套管7；制作多个外连接块8、钢缆段9和内端块6构成的组合体，将各组合体安装到各基座套管7上。

33.使用方式：

34.当钻机在桩孔钻设的作业过程中检测到钻头受到阻力或者由于碎石的存在而产

生振动时，钻机对钻杆进行提升，钻头也提升至地面上；对钻头进行拆卸，之后向钻杆的下端安装本碎石清理工具；

35.重新启动钻孔程序，钻杆带动本碎石清理工具边回转边沿着桩孔下行移动，到达桩孔的底部时，由于钻杆对本清理工具提供的下压力的作用，碎石向上穿过相邻两个钢缆段9之间的空隙(钢缆段9受到挤压而向两侧移动)，碎石通过并到达上方的空间时，钢缆段9在自身弹力的作用下复位，则碎石位于各钢缆段9构成的支撑面上；一定时间之后，钻机对钻杆进行提升，本清理工具随之移动到地面以上；之后操作人员采用工具将碎石从外套筒3内取出(可以在不拆卸钢缆段9的情况下采用工具对内部的碎石强行取出，也可以对一个或多个钢缆段9进行拆卸，令碎石自行排出)。技术特征：

1.一种用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，其特征是：包括上部封口、下部敞口的外套筒(3)，在外套筒(3)的顶部中心安装有连接颈杆(2)，在连接颈杆(2)的上端安装有用于与钻杆的下端连接的传动端头(1)，在外套筒(3)的内腔底部安装有柔性清理组件；柔性清理组件包括安装固定在外套筒(3)的底部内壁上的多个基座套管(7)，在各基座套管(7)内可拆卸地安装有外连接块(8)，在各外连接块(8)上安装固定有钢缆段(9)，在各钢缆段(9)的内端设有防止钢缆松脱的内端块(6)，各钢缆段(9)沿着外套筒(3)的径向方向延伸。2.如权利要求1所述的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，其特征是：基座套管(7)的外端与外套筒(3)的内壁焊接固定，在基座套管(7)的内壁上设有内螺纹，在外连接块(8)的外部设有外螺纹，外连接块(8)与基座套管(7)之间螺纹连接。3.如权利要求2所述的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，其特征是：内端块(6)为钢制管套，该钢制管套套设在钢缆段(9)的内端上并压接固定。4.如权利要求3所述的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，其特征是：基座套管(7)及钢缆段(9)设置有12组，周向等角度间隔设置。5.如权利要求4所述的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，其特征是：连接颈杆(2)包括中部带有凹槽的颈杆本体，颈杆本体的下端与外套筒(3)的顶部焊接固定；传动端头(1)为多棱体形状，其下端与连接颈杆(2)的上端焊接固定。6.如权利要求5所述的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，其特征是：在外套筒(3)的侧壁上设有多个通孔(4)。7.如权利要求6所述的用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具，其特征是：在外套筒(3)的底部边缘沿周向设有齿(5)。

技术总结

本实用新型涉及一种用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具。包括上部封口、下部敞口的外套筒，在外套筒的顶部中心安装有连接颈杆，在连接颈杆的上端安装有用于与钻杆的下端连接的传动端头，在外套筒的内腔底部安装有柔性清理组件；柔性清理组件包括安装固定在外套筒的底部内壁上的多个基座套管，在各基座套管内可拆卸地安装有外连接块，在各外连接块上安装固定有钢缆段，在各钢缆段的内端设有防止钢缆松脱的内端块，各钢缆段沿着外套筒的径向方向延伸。本实用新型的碎石清理工具结构设计简单，便于与钻机的钻杆进行连接，对桩孔碎石的清理效果好，外连接块、钢缆段与内端块构成的组合体在磨损后便于进行更换，保证了本清理工具对碎石的清理效果。碎石的清理效果。碎石的清理效果。

技术研发人员：杨朝元张立明岳岩王旭张再新王健

受保护的技术使用者：中交（天津）疏浚工程有限公司

技术研发日：2021.08.23

技术公布日：2022/4/26

声明：

“用于灌注桩施工的桩孔碎石清理工具的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)