大直径钻孔灌注桩清孔装置及其使用方法与流程

1.本技术涉及灌注桩清孔技术领域，尤其是涉及一种大直径钻孔灌注桩清孔装置及其使用方法。

背景技术：

2.在灌注桩施工过程中，使用钻机进行钻孔，钻孔完毕之后桩孔底部会滞留有大量的钻渣。目前常使用直接吸取钻渣或泥浆循环的方式对桩孔底部的钻渣进行清理。

3.泥浆循环方式包括正循环和反循环，正循环是从钻杆内注入循环浆，泥浆沿着钻杆下降至桩孔底部，桩孔底部的钻渣随着泥浆上升到桩孔顶部排出到泥浆池中，部分颗粒较大的钻渣在泥浆池中沉淀，同时通过正循环泵将泥浆池上方的泥浆抽到钻杆顶部，从而完成泥浆循环的过程；反循环是将渣浆泵安装在钻杆顶部，然后通过钻杆抽取桩孔底部的钻渣排放到泥浆池中，同时通过反循环泵将泥浆池中的泥浆抽取至桩孔顶部注入桩孔中，从而补充桩孔内泥浆液面。

4.在进行桥梁桩施工时，由于桥梁桩桩径大，且施工地地质复杂为将桥梁桩施工在抗压强度高的底部岩层上，钻孔时需要穿过淤泥层和砂层，导致桩孔底部钻渣砂石含量高。为保证钻杆钻孔强度，钻杆在设计时其杆壁厚度大，导致在桩内清孔时泥浆流量小，清孔效率低，随着清孔的工期增加，桩孔内的漏砂、塌孔情况也会增加，导致灌注桩的桩身质量低；并且在泥浆循环过程中，泥浆中的砂石在沉淀池中自然沉淀的效果不佳，导致桩孔底部泥砂含量高，要进一步增加清孔泥浆循环的次数才能将桩孔底部的泥砂含量降低至规定含量以内。

5.传统的泥浆循环在进行地质情况复杂的大直径灌注桩清孔时，存在桩孔底部泥砂含量高和施工周期加长的问题，导致灌注桩桩身质量低。

技术实现要素：

6.为了改善在进行地质情况复杂的大直径灌注桩清孔时孔底部泥砂含量高和施工周期加长导致灌注桩桩身质量低的问题，本技术提供一种大直径钻孔灌注桩清孔装置及其使用方法。

7.第一方面，本技术提供的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置及采用如下的技术方案：一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，包括嵌设在桩孔开口处的护壁筒，所述护壁筒周壁上固定套设有板面用于与地面抵接的承重环板，所述护壁筒远离桩孔内底壁的一端架设有承载框，所述承载框上可拆固定有渣浆泵；所述渣浆泵的抽浆口可拆固定连通有导浆管，所述导浆管的长度方向平行于所述桩孔的长度方向设置且其靠近桩孔内底壁的一端延伸至桩孔底部钻渣处，所述导浆管位于钻渣处的一端设置有用于扰动钻渣的扰动组件；所述渣浆泵的出浆口连通设置有用于朝桩孔内通泥浆的进浆管，所述渣浆泵的出

浆口处与所述进浆管之间连通设置有用于分离所述渣浆泵抽取的泥浆内砂石的除砂机构。

8.通过采用上述技术方案，当对桩孔底部的钻渣进行清理时，护壁筒以及承重环板对渣浆泵和导浆管进行支撑，启动渣浆泵，渣浆泵通过导浆管对桩孔底部的钻渣和泥浆进行混合吸取，然后通过除砂机构将泥浆中的砂石分离，最后通过进浆管将分离了砂石的泥浆重新排入桩孔内，降低了回流至桩孔内的泥浆的含砂量。泥浆在桩孔内循环流通，带动扰动组件对桩孔底部的钻渣进行扰动，一方面将桩孔底部的钻渣分散，另一方面将抽取的团状的钻渣分散在泥浆中，提高了泥浆对钻渣的携带效果。导浆管由于其不需要承载如同转杆钻孔时的巨大扭矩，相应的内径扩大提高了底部钻渣的抽取效率，结合扰动组件增加了桩孔底部钻渣的分散范围，从而提高了对大直径桩孔底部分布直径大和砂石含量高的钻渣的清理效率和效果，进而尽可能避免工期过长导致的孔壁漏砂甚至塌孔现象，改善了在进行地质情况复杂的大直径灌注桩清孔时孔底部泥砂含量高和施工周期加长导致灌注桩桩身质量低的问题。

9.可选的，所述除砂机构包括进料口与所述渣浆泵出浆口连通设置的旋流器、用于对所述旋流器出砂口的砂浆进行砂水分离的振动筛和收集箱，所述收集箱用于收集所述旋流器泥浆口的泥浆和所述振动筛筛分出的浆水，所述进浆管与所述收集箱连通。

10.通过采用上述技术方案，当对抽取的砂浆进行除砂时，砂浆沿旋流器顶部的周向方向进入旋流器，在旋流器的作用下，颗粒较小的泥浆从旋流器顶部排出到收集箱中，砂石含量高的泥浆从旋流器的底部排出到振动筛内，在振动筛的作用下，砂石沿着筛网排出堆放在地面，浆水通过网孔流入收集箱内与泥浆混合，最后除砂后的泥浆通过进浆管流入桩孔内，从而减少了泥浆内砂石含量，降低了泥浆密度，提高了桩孔内循环泥浆清理钻渣的效率。

11.可选的，所述导浆管包括连通固定在所述渣浆泵抽浆口的短导管、与所述短导管螺纹连接的砼导管和与所述砼导管螺纹连接的抽浆管，所述砼导管设置有多个，多个所述砼导管螺纹连接，所述扰动组件设置在所述抽浆管远离所述短导管的一端。

12.通过采用上述技术方案，一方面，在清孔时短导管、砼导管和抽浆管通过螺纹连接，便于对不同深度的桩孔进行砼导管个数的选取，提高了安装的便捷程度的同时还提高了各管道之间的密封效果；另一方面，在清孔完毕后，将渣浆泵通过短导管与位于顶部的砼导管进行拆除，便可通过顶部的砼导管进行砼灌注，从而缩短清孔与砼灌注之间的周期，尽可能避免了周期过长导致桩孔内壁漏砂甚至塌陷，提高了灌注桩桩身质量。

13.可选的，所述砼导管周壁上固定套设有卡接环，所述承载框内滑移连接有用于与所述卡接环靠近所述桩孔的端面抵接的卡接板，所述卡接板设有两个，两个所述卡接板相互靠近的侧面均开设有弧形槽，所述承载框上转动连接有第一螺杆，所述第一螺杆分别螺纹穿设两所述卡接板，且其两端的螺纹旋向相反，所述承载框上设置有用于驱使所述第一螺杆转动的卡接驱动件，当两所述卡接板相互抵接时，所述弧形槽内壁与所述砼导管的周壁抵接。

14.通过采用上述技术方案，当需要对渣浆泵进行安装时，将渣浆泵吊装至承载框处，驱使渣浆泵带动砼导管下降至卡接环下端面位于卡接板上表面所在平面处，然后启动卡接驱动件，卡接驱动件带动第一螺杆转动，第一螺杆转动带动两卡接板朝相互靠近的方向运动至相互抵接，同时砼导管缓慢下降至卡接环下端面与卡接板抵接，此时卡接板的弧形槽

内壁与砼导管周壁贴合，从而对渣浆泵以及与其连接的短导管和导浆管进行支撑，并且在两卡接板同步同时运动至夹住砼导管完成导浆管的对中过程，一方面，尽可能避免了在抽渣过程中渣浆泵和导浆管摆动导致桩孔内壁砂石塌落，另一方面，提高了对渣浆泵和导浆管的承载效果。

15.可选的，所述承载框内滑移设置有两个用于支撑所述砼导管的弧形板，所述弧形板位于所述卡接板靠近桩孔的一侧，所述弧形板的内弧面朝向所述砼导管设置，所述弧形板的内弧面上设置有用于与所述砼导管抵接的缓冲块，所述缓冲块远离所述砼导管的一侧设置有弹性件，所述缓冲块通过所述弹性件与所述弧形板弹性连接，所述承载框上设置有用于驱使两所述弧形板朝相互靠近的方向运动的驱动组件。

16.通过采用上述技术方案，当需要对砼导管进行支撑时，通过驱动组件驱使两个弧形板朝相互靠近的方向运动，直到缓冲块运动至与砼导管周壁抵接，继续驱使两个弧形板朝相互靠近的方向运动，缓冲块压缩弹性件，当泥浆裹挟着钻渣通过砼导管输送时，钻渣内的砂石撞击砼导管内壁，砼导管振动，此时缓冲块和弹性件对砼导管进行缓冲，尽可能避免了砼导管振动产生损伤，提高了泥浆抽取过程中砼导管的稳定性。

17.可选的，所述驱动组件包括分别与两所述弧形板固定的驱动杆、依次螺纹穿设两所述驱动杆的第二螺杆和用于驱使所述第二螺杆转动的抵紧驱动件，两所述驱动杆相互平行设置，所述第二螺杆转动连接在所述承载框上且其两端的螺纹旋向相反。

18.通过采用上述技术方案，当需要驱使两个弧形板朝相互靠近的方向运动时，通过抵紧驱动件驱使第二螺杆转动，第二螺杆转动通过其螺纹旋向相反的两端带动两个驱动杆朝相互靠近的方向运动，从而带动弧形板朝相互靠近的方向运动，此时在螺纹自锁的作用下，提高了弧形板的稳定性。

19.可选的，所述扰动组件包括螺纹连接在所述抽浆管上的安装环和用于盛放密度与初始泥浆一致的液体的弹性囊，所述弹性囊封闭设置。

20.通过采用上述技术方案，当携带着钻渣的泥浆在桩孔内循环时，在渣浆泵的吸力和桩孔内泥浆下沉的推力的共同作用下，一方面，通过安装环安装在抽浆管上的弹性囊反复摆动，从而对桩孔底部的钻渣进行扰动将沉积在桩孔底部的钻渣扬起；另一方面，搅动泥浆提高钻渣在泥浆内的分散效果。

21.可选的，所述弹性囊远离所述安装环的一端连接有用于驱使所述弹性囊朝靠近桩孔内底壁的方向摆动的配重块。

22.通过采用上述技术方案，在渣浆泵的吸力和泥浆下沉的推力的共同作用下，弹性囊呈倾斜状态摆动，配重块驱使弹性囊有朝竖直方向回摆的趋势，缩短了弹性囊与下方钻渣的距离，提高了弹性囊对钻渣扰动的效果。

23.可选的，所述渣浆泵两端均固定连接有端板，两所述端板之间固定连接有多根钢筋，所述钢筋一端穿设位于所述渣浆泵远离所述导浆管一端的所述端板设置，多个所述钢筋远离所述导浆管的一端均朝所述导浆管的轴线的延长线方向倾斜设置，且固定连接在相互抵接处。

24.通过采用上述技术方案，在渣浆泵与导浆管连接后对渣浆泵进行吊运时，将吊绳固定在多根钢筋固定连接处，渣浆泵通过端板和钢筋承受吊绳的拉力，尽可能避免由于导浆管重量过大直接对渣浆泵进行吊运导致渣浆泵损坏，提高了渣浆泵在被吊运时的承载能

力。

25.第二方面，本技术提供的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置的使用方法采用如下的技术方案：一种大直径钻孔灌注桩清孔装置的使用方法，包括以下步骤：s1：桩孔护壁，在桩孔处安装所述护壁筒以及所述承重环板；s2：造浆，在桩孔内进行护孔泥浆的制造，待桩孔内泥浆高度上升至所述护壁筒远离桩孔内底壁的一端开口处时停止造浆；s3：安装，首先根据桩孔深度确定所述砼导管的个数和所述渣浆泵的扬程，然后依次连接所述渣浆泵、所述短导管、若干个所述砼导管、所述抽浆管、所述安装环、所述弹性囊和所述配重块；然后将所述承载框架设在所述护壁筒上，将所述渣浆泵通过所述钢筋和所述端板吊装至桩孔上方，施工人员站在所述承载框上牵引所述抽浆管对准桩孔的中心，下放所述渣浆泵至所述砼导管上的所述卡接环位于所述卡接板处，缓慢下降所述渣浆泵，当所述卡接环下降至所述卡接板处时，通过所述卡接驱动件驱使所述卡接板的所述弧形槽与所述砼导管的周壁抵接，停止下降渣浆泵，通过所述抵紧驱动件驱使所述弧形板带动所述缓冲块对所述砼导管进行支撑；最后在地面上安装所述除砂机构，并且用软管连接所述渣浆泵的出浆口与所述旋流器，将所述进浆管的出口端固定在所述护壁筒顶部开口处；s4：除渣，先启动所述振动筛，然后启动所述渣浆泵；s5：砼灌注，待桩孔底部的钻渣清理完毕后，将所述短导管和与其相连的所述砼导管分离，然后直接通过所述砼导管进行混凝土灌注。

26.通过采用上述技术方案，采用直接在桩孔内造浆并通过渣浆泵和导浆管进行泥浆循环，并在循环过程中通过除砂机构对泥浆内携带的砂石进行分离的方式进行钻渣的清理；一方面，通过弹性囊提高钻渣在泥浆内的分散效果结合除砂机构相较于沉淀池提高了钻渣的清理效率和效果，另一方面，直接在孔内造浆并通过除砂机构除砂，取消了沉淀池的使用，提高了施工场地的清洁程度和空间利用率。另外，在将桩孔内的钻渣清理完毕之后，将短导管和渣浆泵从砼导管上拆下，即可直接开始进行混凝土灌注，缩短了清孔工序与砼灌注工序之间的时间间隔，减少了清孔之后桩孔内壁的漏砂量，缩短了施工周期并提高了灌注桩的质量。

27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.导浆管由于其不需要承载如同转杆钻孔时的巨大扭矩，相应的内径扩大提高了底部钻渣的抽取效率，结合扰动组件增加了桩孔底部钻渣的分散范围，从而提高了对大直径桩孔底部分布直径大和砂石含量高的钻渣的清理效率和效果，进而尽可能避免工期过长导致的孔壁漏砂甚至塌孔现象，改善了在进行地质情况复杂的大直径灌注桩清孔时孔底部泥砂含量高和施工周期加长导致灌注桩桩身质量低的问题；2.在旋流器的作用下，颗粒较小的泥浆从旋流器顶部排出到收集箱中，砂石含量高的泥浆从旋流器的底部排出到振动筛内，在振动筛的作用下，砂石沿着筛网排出堆放在地面，浆水通过网孔流入收集箱内与泥浆混合，最后除砂后的泥浆通过进浆管流入桩孔内，从而减少了泥浆内砂石含量，降低了泥浆密度，提高了桩孔内循环泥浆清理钻渣的效率；

3.采用直接在桩孔内造浆并通过渣浆泵和导浆管进行泥浆循环，并在循环过程中通过除砂机构对泥浆内携带的砂石进行分离的方式进行钻渣的清理；一方面，通过弹性囊提高钻渣在泥浆内的分散效果结合除砂机构相较于沉淀池提高了钻渣的清理效率和效果，另一方面，直接在孔内造浆并通过除砂机构除砂，取消了沉淀池的使用，提高了施工场地的清洁程度和空间利用率。另外，在将桩孔内的钻渣清理完毕之后，将短导管和渣浆泵从砼导管上拆下，即可直接开始进行混凝土灌注，缩短了清孔工序与砼灌注工序之间的时间间隔，减少了清孔之后桩孔内壁的漏砂量，缩短了施工周期并提高了灌注桩的质量。

附图说明

28.图1是本技术实施例的整体结构示意图。

29.图2是本技术实施例一中用于展示除砂机构、进浆管、收集管和进浆泵的结构示意图。

30.图3是本技术实施例一中用于展示渣浆泵、端板、钢筋、承载框、卡接板、承载板、限位杆、第一螺杆、卡接驱动件、导浆管、卡接环、驱动组件、扰动组件和配重块的结构示意图。

31.图4是本技术实施例一中用于展示抽浆管、扰动组件、配重块和吊环的结构示意图。

32.图5是本技术实施例一中用于展示砼导管和卡接环的结构示意图。

33.图6是本技术实施例一中用于展示承载框、承载板、卡接板、限位杆、驱动组件、弧形板、弹性件、缓冲块和第一螺杆的剖视图。

34.图7是本技术实施例二的流程图。

35.附图标记：1、护壁筒；2、承重环板；3、除砂机构；31、旋流器；32、振动筛；33、收集箱；4、承载框；5、导浆管；51、短导管；52、砼导管；53、抽浆管；6、驱动组件；61、驱动杆；62、第二螺杆；63、抵紧驱动件；7、渣浆泵；8、承载板；9、扰动组件；91、安装环；92、弹性囊；10、卡接板；11、进浆泵；12、进浆管；13、收集管；14、限位杆；15、配重块；16、端板；17、钢筋；18、吊环；19、卡接环；20、第一螺杆；21、卡接驱动件；22、弧形板；23、弹性件；24、缓冲块；25、弧形槽。

具体实施方式

36.以下结合附图1-7对本技术作进一步详细说明。

37.本技术实施例公开一种大直径钻孔灌注桩清孔装置及其使用方法。

38.实施例一本技术实施例一公开一种大直径钻孔灌注桩清孔装置。

39.参照图1、图2和图3，一种大直径钻孔灌注桩清孔装置包括嵌设在桩孔开口处的护壁筒1，护壁筒1周壁上固定套设有板面用于与地面抵接的承重环板2，当护壁筒1插入桩孔内时，承重环板2紧贴地面，此时护壁筒1上端延伸至桩孔外。护壁筒1远离桩孔内底壁的一端架设有承载框4，承载框4由工字钢首尾相接焊接而成，承载框4上可拆固定有渣浆泵7；渣浆泵7的抽浆口可拆固定连通有导浆管5，导浆管5的长度方向平行于桩孔的长度方向设置且其靠近桩孔内底壁的一端延伸至桩孔底部钻渣处，导浆管5位于钻渣处的一端设置有用于扰动钻渣的扰动组件9；渣浆泵7的出浆口连通设置有用于朝桩孔内通泥浆的进浆管12，渣浆泵7的出浆口处与进浆管12之间连通设置有用于分离渣浆泵7抽取的泥浆内砂石的除

砂机构3。

40.当需要对桩孔内的钻渣进行清理前，首先将渣浆泵7和导浆管5进行连接并在桩孔内造浆至泥浆上升至护壁筒1顶部靠近承载框4处，然后将渣浆泵7和导浆管5吊运至桩孔内并将渣浆泵7固定在护壁筒1上，最后启动渣浆泵7，渣浆泵7通过导浆管5将桩孔底部的钻渣通过泥浆抽送至除砂机构3进行砂石的清理，最后将清理了砂石的泥浆通过进浆管12通入桩孔内，形成泥浆循环。在泥浆循环的过程中扰动组件9对桩孔底部的钻渣进行扰动，提高钻渣在泥浆内的分散效果。

41.为对泥浆内的砂石进行清理，参照图2，除砂机构3包括进料口与渣浆泵7出浆口连通设置的旋流器31、用于对旋流器31出砂口的砂浆进行砂水分离的振动筛32和收集箱33。收集箱33放置在地面上且其上方开口设置，振动筛32固定在收集箱33的上方且其筛板对齐收集箱33的开口，旋流器31倾斜固定在振动筛32靠近桩孔的一侧，且其出砂口朝向振动筛32设置在振动筛32筛板的上方。渣浆泵7的出浆口通过软管与旋流器31上方周侧的进料口连通，旋流器31远离出砂口一端的泥浆口处固定连通有收集管13，收集管13将分离了砂石的泥浆导流至收集箱33中。为便于收集箱33对桩孔内输送泥浆，收集箱33底部固定连通有进浆泵11，进浆管12通过进浆泵11与收集箱33连通。

42.当渣浆泵7抽取的泥浆输送到旋流器31时，泥浆内的砂石部分从旋流器31的出砂口落入振动筛32的筛板上，泥浆部分从旋流器31的泥浆口通过收集管13流入收集箱33中；在振动筛32的作用下，砂石内的水与砂石分离，砂石沿着筛板运动至振动筛32外堆放在地面上，水穿过筛板落入收集箱33中与泥浆混合；最后收集箱33中的泥浆在进浆泵11的作用下通过进浆管12从护壁筒1上方输入桩孔内。

43.在将渣浆泵7安装在承载框4上之前，需要将渣浆泵7和导浆管5连接在一起，为避免吊装渣浆泵7和导浆管5导致渣浆泵7损坏，参照图3，渣浆泵7两端均固定连接有矩形的端板16，两端板16之间固定连接有多根钢筋17，在本技术实施例汇总钢筋17设置有四根，四根钢筋17分别位于端板16的四角处。为便于设置吊点，四根钢筋17靠近导浆管5一端与端板16固定连接，另一端穿设位于渣浆泵7远离导浆管5一端的端板16设置，四根钢筋17远离导浆管5的一端均朝导浆管5的轴线的延长线方向倾斜设置，且焊接在相互抵接处，当需要对渣浆泵7和导浆管5进行吊装时，对四根钢筋17相互抵接处进行起吊即可。

44.在进行清孔之前，需要对导浆管5和渣浆泵7进行安装，参照图3，导浆管5包括连通固定在渣浆泵7抽浆口的短导管51、与短导管51螺纹连接的砼导管52和与砼导管52螺纹连接的抽浆管53，砼导管52设置有多个，在本技术实施例中，砼导管52设置有两个，且其长度尺寸为两米，两个砼导管52之间螺纹连接，在其他实施例中砼导管52的个数可以根据桩孔的深度进行适应性调整，可以为五个、十个或十五个。在本技术实施例中，抽浆管53的长度尺寸设置为四米，尽可能避免后续进行混凝土灌注时抽浆管53被埋没在混凝土中导致取出时降低混凝土的质量。

45.参照图4，扰动组件9设置在抽浆管53远离短导管51的一端，在本技术实施例中，扰动组件9包括螺纹连接在抽浆管53上的安装环91和用于盛放密度与初始泥浆一致的液体的弹性囊92，弹性囊92封闭设置。具体的，弹性囊92设置为长条状，弹性囊92设置有四个，四个弹性囊92沿安装环91的周向均匀分布且通过吊环18吊设在安装环91上，当对桩孔进行造浆时，在弹性囊92内填充泥浆液。

46.在其他实施例中，扰动组件9包括柔性网和弹簧，柔性网网面呈筒状且其一端沿抽浆管53的周壁固定绕设，弹簧吊设在柔性网远离抽浆管53的一端且其首尾相连。一方面，弹簧在重力的作用下驱使柔性网朝靠近钻渣的方向运动，另一方面，在泥浆循环的过程中，在砂石的冲击下弹簧带动柔性网远离抽浆管53的一端收缩，从而对钻渣和泥浆进行扰动，提高了钻渣在泥浆内的分散效果。

47.为进一步提高弹性囊92对钻渣扰动的效果，参照图4，弹性囊92远离安装环91的一端连接有用于驱使弹性囊92朝靠近桩孔内底壁的方向摆动的配重块15。配重块15设置为钢制球，且其通过吊环18吊设在弹性囊92远离安装环91的一端。

48.在将渣浆泵7与导浆管5连接后，需要将导浆管5吊装至桩孔内，为将渣浆泵7固定在承载框4上，参照图3、图5和图6，在砼导管52周壁上固定套设有卡接环19，承载框4内滑移连接有用于与卡接环19靠近桩孔的端面抵接的卡接板10，两个卡接板10相互靠近的侧面均开设有弧形槽25。承载框4上转动连接有第一螺杆20，第一螺杆20分别螺纹穿设两卡接板10，且其两端的螺纹旋向相反，承载框4上设置有用于驱使第一螺杆20转动的卡接驱动件21，当两卡接板10相互抵接时，弧形槽25内壁与砼导管52的周壁抵接。在本技术实施例中，卡接驱动件21设置为第一旋转电机，第一旋转电机的输出端与第一螺杆20同轴固定，在其他实施例中，卡接驱动件21还可以设置为与第一螺杆20同轴固定的波纹手轮。

49.进一步的，为便于在清孔过程中随着钻渣厚度的降低而将砼导管52下移，参照图5，砼导管52上的卡接环19设置有多个，多个卡接环19沿砼导管52的长度方向间隔布设在砼导管52上，在本技术实施例中，一个砼导管52上设置有两个卡接环19。在开始清孔时，根据检测的钻渣的厚度选择合适的卡接环19对砼导管52和渣浆泵7进行固定，并在其上方预留出备用的卡接环19，通过振动筛32的筛板上分离砂石的速度判断钻渣的厚度降低的速率，当筛板上分离砂石的速度大幅度下降时，将渣浆泵7吊起，通过卡接驱动件21解除对砼导管52的固定支撑，然后将渣浆泵7和砼导管52下吊至备用的卡接环19处，再对砼导管52进行固定，从而提高钻渣的清理效率。

50.在钻渣清理过程中，由于钻渣中的砂石随着泥浆通过砼导管52抽出，砂石对砼导管52撞击导致砼导管52振动，为便于对砼导管52的振动进行缓冲，参照图6，承载框4内滑移设置有两个用于支撑砼导管52的弧形板22。弧形板22位于卡接板10靠近桩孔的一侧，弧形板22的内弧面朝向砼导管52设置，两个弧形板22相互抵接的时候组合而成圆环状。弧形板22的内弧面上设置有用于与砼导管52抵接的缓冲块24，缓冲块24远离砼导管52的一侧设置有弹性件23，缓冲块24通过弹性件23与弧形板22弹性连接，承载框4上设置有用于驱使两弧形板22朝相互靠近的方向运动的驱动组件6。具体的，缓冲块24由阻尼材料制成呈弧形设置且其外弧面朝向弧形板22的内弧面设置，缓冲块24设置有三个，三个缓冲块24沿弧形板22内弧面的周向均匀布设。弹性件23可以为弹簧或弹性伸缩筒，在本技术实施例中，弹性件23优选为弹簧，弹簧一端与弧形板22的内弧面固定连接、另一端与缓冲块24的外弧面固定连接。

51.为便于驱使两个弧形板22朝相互靠近的方向运动，参照图6，在本技术实施例中，驱动组件6包括分别与两弧形板22固定的驱动杆61、依次螺纹穿设两驱动杆61的第二螺杆62和用于驱使第二螺杆62转动的抵紧驱动件63，两驱动杆61相互平行设置，第二螺杆62的长度方向沿承载框4的宽度方向设置，第二螺杆62转动连接在承载框4上且其两端的螺纹旋

向相反。弧形板22外弧面中部固定连接有限位杆14，限位杆14的长度方向沿承载框4的宽度方向设置，且其截面呈矩形状，限位杆14滑移穿设承载框4的周壁设置，驱动杆61沿承载框4的长度方向固定在限位杆14上，两个驱动杆61远离与其相连的限位杆14的一端分别螺纹连接在第二螺杆62螺纹旋向相反的两端。抵紧驱动件63可以为第二旋转电机、伺服电机或波纹手轮，在本技术中抵紧驱动件63设置为第二旋转电机，第二旋转电机的输出端与第二螺杆62同轴固定。

52.当需要驱使两弧形板22朝相互靠近或远离的方向运动时，启动第二旋转电机，第二旋转电机带动第二螺杆62转动，第二螺杆62转动带驱动杆61朝相互靠近或远离的方向运动，从而通过限位杆14驱使两个弧形板22沿承载框4的宽度方向朝靠近或远离的方向运动，当两个弧形板22相互抵接时，两弧形板22组合成圆环状，此时弹簧将缓冲块24抵紧在砼导管52周壁上。

53.为便于施工人员站在承载框4上进行操作，参照图6，承载框4两端均铰接有承载板8，当两卡接板10朝相互靠近的方向运动至与砼导管52抵接时，转动承载板8至搭接在承载框4上表面，从而对承载框4两端进行遮蔽。

54.本技术实施例一一种大直径钻孔灌注桩清孔装置的实施原理为：在桩孔内造浆之前，将护壁筒1插入桩孔顶部，对导浆管5和渣浆泵7进行连接。

55.在桩孔内造浆至泥浆上升至护壁筒1顶部时，将承载框4架设在护壁筒1上，然后通过钢筋17和压板对渣浆泵7和导浆管5吊装下降穿过承载框4至其底部的配重块15位于钻渣处，然后启动第一旋转电机，第一旋转电机驱使两卡接板10朝相互靠近的方向运动至与砼导管52周壁抵接，此时两卡接板10与卡接环19下表面抵接，最后启动第二旋转电机，第二旋转电机驱使两弧形板22朝相互靠近的方向运动至相互抵接，此时缓冲块24与砼导管52周壁抵接，弹簧呈压缩状态。渣浆泵7安装完成后，通过软管连接渣浆泵7的出浆口和旋流器31的进料口，并且将进浆管12固定在护壁筒1上方开口处。

56.启动渣浆泵7，桩孔内的泥浆携带着钻渣通过导浆管5和软管抽取至旋流器31进料口，旋流器31顶部的泥浆口将分离出的泥浆输送至收集箱33内，同时其除砂口将砂浆通入振动筛32中，振动筛32将砂石与浆液分离，浆液穿过筛板流入收集箱33中，待收集箱33中的泥浆积累，然后启动进浆泵11将收集箱33内的泥浆通过进浆管12通入桩孔中，形成桩孔内的泥浆循环，在泥浆循环的过程中，弹性囊92和配重块15对泥浆和底部钻渣进行扰动，从而提高钻渣在泥浆内的分散效果。

57.实施例二本技术实施例二公开一种大直径钻孔灌注桩清孔装置的使用方法。

58.参照图7，一种大直径钻孔灌注桩清孔装置的使用方法包括以下步骤：s1：桩孔护壁，在桩孔处安装护壁筒1以及承重环板2，首先对桩孔孔口处的地面进行清理和整平，然后将固定有承重环板2的护壁筒1吊装至桩孔孔口处，将护壁筒1下降至桩孔内至承重环板2与地面抵接。

59.s2：造浆，在桩孔内进行护孔泥浆的制造，待桩孔内泥浆高度上升至护壁筒1远离桩孔内底壁的一端开口处时停止造浆。

60.s3：安装，首先根据桩孔深度确定砼导管52的个数和渣浆泵7的扬程，然后依次连接渣浆泵7、短导管51、若干个砼导管52、抽浆管53、安装环91、弹性囊92和配重块15。

61.然后将承载框4架设在护壁筒1上，将渣浆泵7通过钢筋17和端板16吊装至桩孔上方，施工人员站在承载框4上牵引抽浆管53对准桩孔的中心，下放渣浆泵7至砼导管52上的卡接环19位于卡接板10处，此时在砼导管52上方预留有用于后续下降砼导管52的备用卡接环19；然后缓慢下降渣浆泵7，当卡接环19下降至卡接板10处时，启动第一旋转电机驱使卡接板10的弧形槽25与砼导管52的周壁抵接，停止下降渣浆泵7，启动第二旋转电机驱使弧形板22带动缓冲块24对砼导管52进行支撑。

62.最后在地面上安装除砂机构3，并且用软管连接渣浆泵7的出浆口与旋流器31，将进浆管12的出口端固定在护壁筒1顶部开口处。

63.s4：除渣，先启动振动筛32，然后启动渣浆泵7；渣浆泵7通过砼导管52和抽浆管53对桩孔底部的钻渣进行抽取，当泥浆抽取至旋流器31中时，此时桩孔内的泥浆液面不低于护壁筒1的最低端，此时泥浆通过旋流器31和振动筛32进行除砂，并通过进浆管12进入桩孔内开始泥浆循环。

64.为随着桩孔底部钻渣厚度的下降而对砼导管52下降，从振动筛32处观察分离的砂石的出料速度，从而判断桩孔底部钻渣的清理情况，当振动筛32处砂石的出料速度明显变慢时，使用起重机对渣浆泵7上的钢筋17进行吊装，启动第二旋转电机接触缓冲块24与砼导管52的抵接，启动第一旋转电机驱使两卡接板10朝相互远离的方向运动，然后驱使渣浆泵7和砼导管52下降至备用的卡接环19与卡接板10对齐处，最后重新驱使卡接板10和缓冲块24与砼导管52周壁抵接。进而在钻渣离抽浆管53底端距离增大时，将抽浆管53底端重新下降至钻渣处，并缩短了扰动组件9和钻渣之间的距离，提高了清理钻渣的效率。

65.s5：砼灌注，待桩孔底部的钻渣清理完毕后，将短导管51和与其相连的砼导管52分离，然后直接通过砼导管52进行混凝土灌注。具体的，将渣浆泵7和短导管51吊离砼导管52，在砼导管52远离桩孔内底壁的一端螺纹连接漏斗，然后将混凝土从漏斗灌注至砼导管52中，从而通过砼导管52和抽浆管53将混凝土灌注到桩孔内。在灌注过程中，随着混凝土的上升而对砼导管52进行吊升并将砼导管52通过卡接板10固定在承载框4上，并对多余的砼导管52进行拆除，即可完成混凝土的灌注过程。

66.在桩孔底部的钻渣清理完毕后，将短导管51和渣浆泵7拆除即可进行混凝土的灌注，大大缩短了清孔工序和混凝土灌注工序之间的时间周期，尽可能避免了清孔完毕之后需要进行设备更换和调试从而延长施工周期导致桩孔内壁出现塌孔和漏砂的情况发生，从而尽可能避免了清孔之后泥浆内含砂率上升导致灌注的混凝土桩的质量降低的情况发生。

67.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。技术特征：

1.一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：包括嵌设在桩孔开口处的护壁筒（1），所述护壁筒（1）周壁上固定套设有板面用于与地面抵接的承重环板（2），所述护壁筒（1）远离桩孔内底壁的一端架设有承载框（4），所述承载框（4）上可拆固定有渣浆泵（7）；所述渣浆泵（7）的抽浆口可拆固定连通有导浆管（5），所述导浆管（5）的长度方向平行于所述桩孔的长度方向设置且其靠近桩孔内底壁的一端延伸至桩孔底部钻渣处，所述导浆管（5）位于钻渣处的一端设置有用于扰动钻渣的扰动组件（9）；所述渣浆泵（7）的出浆口连通设置有用于朝桩孔内通泥浆的进浆管（12），所述渣浆泵（7）的出浆口处与所述进浆管（12）之间连通设置有用于分离所述渣浆泵（7）抽取的泥浆内砂石的除砂机构（3）。2.根据权利要求1所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述除砂机构（3）包括进料口与所述渣浆泵（7）出浆口连通设置的旋流器（31）、用于对所述旋流器（31）出砂口的砂浆进行砂水分离的振动筛（32）和收集箱（33），所述收集箱（33）用于收集所述旋流器（31）泥浆口的泥浆和所述振动筛（32）筛分出的浆水，所述进浆管（12）与所述收集箱（33）连通。3.根据权利要求1所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述导浆管（5）包括连通固定在所述渣浆泵（7）抽浆口的短导管（51）、与所述短导管（51）螺纹连接的砼导管（52）和与所述砼导管（52）螺纹连接的抽浆管（53），所述砼导管（52）设置有多个，多个所述砼导管（52）螺纹连接，所述扰动组件（9）设置在所述抽浆管（53）远离所述短导管（51）的一端。4.根据权利要求3所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述砼导管（52）周壁上固定套设有卡接环（19），所述承载框（4）内滑移连接有用于与所述卡接环（19）靠近所述桩孔的端面抵接的卡接板（10），所述卡接板（10）设有两个，两个所述卡接板（10）相互靠近的侧面均开设有弧形槽（25），所述承载框（4）上转动连接有第一螺杆（20），所述第一螺杆（20）分别螺纹穿设两所述卡接板（10），且其两端的螺纹旋向相反，所述承载框（4）上设置有用于驱使所述第一螺杆（20）转动的卡接驱动件（21），当两所述卡接板（10）相互抵接时，所述弧形槽（25）内壁与所述砼导管（52）的周壁抵接。5.根据权利要求4所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述承载框（4）内滑移设置有两个用于支撑所述砼导管（52）的弧形板（22），所述弧形板（22）位于所述卡接板（10）靠近桩孔的一侧，所述弧形板（22）的内弧面朝向所述砼导管（52）设置，所述弧形板（22）的内弧面上设置有用于与所述砼导管（52）抵接的缓冲块（24），所述缓冲块（24）远离所述砼导管（52）的一侧设置有弹性件（23），所述缓冲块（24）通过所述弹性件（23）与所述弧形板（22）弹性连接，所述承载框（4）上设置有用于驱使两所述弧形板（22）朝相互靠近的方向运动的驱动组件（6）。6.根据权利要求5所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述驱动组件（6）包括分别与两所述弧形板（22）固定的驱动杆（61）、依次螺纹穿设两所述驱动杆（61）的第二螺杆（62）和用于驱使所述第二螺杆（62）转动的抵紧驱动件（63），两所述驱动杆（61）相互平行设置，所述第二螺杆（62）转动连接在所述承载框（4）上且其两端的螺纹旋向相反。7.根据权利要求3所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述扰动组件（9）包括螺纹连接在所述抽浆管（53）上的安装环（91）和用于盛放密度与初始泥浆一致的液

体的弹性囊（92），所述弹性囊（92）封闭设置。8.根据权利要求7所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述弹性囊（92）远离所述安装环（91）的一端连接有用于驱使所述弹性囊（92）朝靠近桩孔内底壁的方向摆动的配重块（15）。9.根据权利要求1所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：所述渣浆泵（7）两端均固定连接有端板（16），两所述端板（16）之间固定连接有多根钢筋（17），所述钢筋（17）一端穿设位于所述渣浆泵（7）远离所述导浆管（5）一端的所述端板（16）设置，多个所述钢筋（17）远离所述导浆管（5）的一端均朝所述导浆管（5）的轴线的延长线方向倾斜设置，且固定连接在相互抵接处。10.一种大直径钻孔灌注桩清孔装置的使用方法，采用权利要求1至9中任一项权利要求所述的一种大直径钻孔灌注桩清孔装置，其特征在于：包括以下步骤：s1：桩孔护壁，在桩孔处安装所述护壁筒（1）以及所述承重环板（2）；s2：造浆，在桩孔内进行护孔泥浆的制造，待桩孔内泥浆高度上升至所述护壁筒（1）远离桩孔内底壁的一端开口处时停止造浆；s3：安装，首先根据桩孔深度确定所述砼导管（52）的个数和所述渣浆泵（7）的扬程，然后依次连接所述渣浆泵（7）、所述短导管（51）、若干个所述砼导管（52）、所述抽浆管（53）、所述安装环（91）、所述弹性囊（92）和所述配重块（15）；然后将所述承载框（4）架设在所述护壁筒（1）上，将所述渣浆泵（7）通过所述钢筋（17）和所述端板（16）吊装至桩孔上方，施工人员站在所述承载框（4）上牵引所述抽浆管（53）对准桩孔的中心，下放所述渣浆泵（7）至所述砼导管（52）上的所述卡接环（19）位于所述卡接板（10）处，缓慢下降所述渣浆泵（7），当所述卡接环（19）下降至所述卡接板（10）处时，通过所述卡接驱动件（21）驱使所述卡接板（10）的所述弧形槽（25）与所述砼导管（52）的周壁抵接，停止下降渣浆泵（7），通过所述抵紧驱动件（63）驱使所述弧形板（22）带动所述缓冲块（24）对所述砼导管（52）进行支撑；最后在地面上安装所述除砂机构（3），并且用软管连接所述渣浆泵（7）的出浆口与所述旋流器（31），将所述进浆管（12）的出口端固定在所述护壁筒（1）顶部开口处；s4：除渣，先启动所述振动筛（32），然后启动所述渣浆泵（7）；s5：砼灌注，待桩孔底部的钻渣清理完毕后，将所述短导管（51）和与其相连的所述砼导管（52）分离，然后直接通过所述砼导管（52）进行混凝土灌注。

技术总结

本申请公开了一种大直径钻孔灌注桩清孔装置及其使用方法，涉及灌注桩清孔技术领域，其包括嵌设在桩孔开口处的护壁筒，护壁筒周壁上固定套设有承重环板，护壁筒远离桩孔内底壁的一端架设有承载框，承载框上可拆固定有渣浆泵；渣浆泵的抽浆口可拆固定连通有导浆管，导浆管的长度方向平行于桩孔的长度方向设置且其靠近桩孔内底壁的一端延伸至桩孔底部钻渣处，导浆管位于钻渣处的一端设置有用于扰动钻渣的扰动组件；渣浆泵的出浆口连通设置进浆管，渣浆泵的出浆口处与进浆管之间连通设置有除砂机构。本申请具有改善在进行地质情况复杂的大直径灌注桩清孔时孔底部泥砂含量高和施工周期加长导致灌注桩桩身质量低的问题的效果。果。果。

技术研发人员：肖文轩 刘丹 刘瑞 方兵 陈兵兵 胡驰

受保护的技术使用者：湖北鄂东桩基工程有限公司

技术研发日：2023.02.28

技术公布日：2023/4/18