專利名稱：橋梁樁基施工離心式除砂器及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁樁基施工設(shè)備，具體是一種橋梁樁基施工除砂器及其應(yīng)用方法，屬于橋梁施工機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在大型橋梁樁基施工中，根據(jù)不同的地質(zhì)情況可以選用沖擊鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、回旋鉆機(jī)等不同的鉆孔設(shè)備。沖擊鉆機(jī)適用于砂巖、礫巖、泥灰?guī)r等堅(jiān)硬巖層及各種復(fù)雜地質(zhì)的樁基施工；旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)按泥漿的循環(huán)方式分正循環(huán)鉆機(jī)和反循環(huán)鉆機(jī)，正循環(huán)鉆機(jī)適用于黏土、粉土、砂性土等各類土層；反循環(huán)鉆機(jī)適用于黏土、粉土、砂性土和風(fēng)化巖層；當(dāng)鉆孔達(dá)到一定深度時(shí)，需對(duì)孔深孔徑孔位和孔形進(jìn)行檢查，檢查方法可采用籠式測(cè)控器或超聲波檢測(cè)，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行清孔和澆注混凝土。清孔的方法有抽渣法、吸泥法以及換漿法。清孔必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn)孔內(nèi)排出或抽出的泥漿無(wú)2-3mm的顆粒；泥漿比重不大于1. 1 ；含砂率小于2% ；黏度17-20s ；澆注水下混凝土前允許沉渣厚度不大于10cm，摩擦樁不大于30cm，否則必須進(jìn)行二次清孔。清孔的方法雖然簡(jiǎn)單，要達(dá)到以上幾條標(biāo)準(zhǔn)要求還是比較困難的，在施工現(xiàn)場(chǎng)清孔最方便最常用的方法是換漿法，換漿法分為正循環(huán)和反循環(huán)兩種。反循環(huán)是在大氣壓力的作用下，泥漿由沉淀池經(jīng)回水溝沿著井孔的環(huán)狀間隙流到井底，此時(shí)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆桿，帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)行鉆進(jìn)，由污水泵抽吸建立的負(fù)壓把碎屑泥漿吸入鉆桿內(nèi)腔，隨后上升至水龍頭，經(jīng)污水泵排入沉淀池，沉淀后的泥漿繼續(xù)流入井孔，如此周而復(fù)始，形成了反循環(huán)的鉆進(jìn)工作。正循環(huán)是從泥漿池向孔內(nèi)注入比重比較低的泥漿將孔內(nèi)比重比較大的泥漿稀釋，然后稀釋的泥漿流入泥漿池進(jìn)行沉淀，如此反復(fù)循環(huán)，最終達(dá)到清孔的標(biāo)準(zhǔn)要求。常規(guī)的正循環(huán)清孔達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求一般需要7-10個(gè)小時(shí)，這樣的清孔時(shí)間不但影響工期的正常完成，而且在循環(huán)過(guò)程要消耗大量的電力能源，循環(huán)過(guò)程要向泥漿池不斷的注入清水以及產(chǎn)生大量的泥漿，外運(yùn)的泥漿對(duì)棄渣場(chǎng)周圍的環(huán)境造成污染。目前還沒(méi)有有效的方法改變這一現(xiàn)狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是縮短橋梁樁基施工的清孔時(shí)間并減少泥漿外運(yùn)量，且保證清孔指標(biāo)滿足技術(shù)設(shè)計(jì)要求，在工程巖層分布比較厚的情況下快速降低泥漿中的含砂量，而公開一種橋梁樁基施工離心式除砂器及其應(yīng)用方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下在固定支腿上部固定集砂筒，與集砂筒相通連接泥砂分離筒，泥砂分離筒上端設(shè)有出漿接口，泥砂分離筒下部一側(cè)設(shè)有進(jìn)漿接口，在集砂筒下部中心設(shè)有排砂口 ；本發(fā)明的應(yīng)用方法如下在樁基成孔后，將離心式除砂器的進(jìn)漿接口與泥漿池的污水泵相連通，出漿接口與樁基孔內(nèi)的導(dǎo)管相連通，然后開啟污水泵，泥漿經(jīng)污水泵抽入泥砂分離筒內(nèi)，帶有一定壓力的泥漿在泥砂分離筒內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)分離出比重大的砂粒從排砂口排出，比重小的泥漿從出漿口經(jīng)導(dǎo)管注入樁基孔內(nèi)，與樁基孔內(nèi)泥漿充分混合后流入到沉淀池，經(jīng)沉淀池沉淀后流入到泥漿池，再經(jīng)污水泵抽入泥砂分離筒內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)達(dá)到清孔效果。除砂器的工作原理離心式除砂器是根據(jù)流體中的固體顆粒在旋轉(zhuǎn)流動(dòng)時(shí)的篩分原理制成的，當(dāng)混合泥漿再一定壓力下從離心式除砂器的進(jìn)漿接口切向進(jìn)入除砂器的殼體內(nèi)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于泥漿與砂粒的密度不同，在離心力、向心力、液體曳力以及重力的共同作用下，使密度較低的泥漿從出漿口排出，密度較大的砂粒則在漏砂口排出，所以經(jīng)過(guò)離心式除砂器注入樁基孔內(nèi)的泥漿要比直接由污水泵注入孔內(nèi)的泥漿含砂率要小的多，這樣就從泥漿循環(huán)的源頭有效的控制了泥漿中的含砂率，也就是說(shuō)用含砂率更小的泥漿循環(huán)清樁基孔要比用含砂率大的泥漿循環(huán)清樁基孔效率要高的多。在施工現(xiàn)場(chǎng)向泥漿池內(nèi)不斷的注入清水，同時(shí)將沉淀池內(nèi)的泥漿及時(shí)外運(yùn)，這樣才能提高循環(huán)清樁基孔的效率，清樁基孔達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的時(shí)間是8個(gè)小時(shí)以上，需要外運(yùn)的泥漿量是灌注混凝土體積的5倍以上。在使用了離心式除砂器后，減少了向泥漿池注入的清水用量，需外運(yùn)的泥漿量隨之減少，達(dá)到清樁基孔標(biāo)準(zhǔn)要求需要3個(gè)小時(shí)以下，需要外運(yùn)的泥漿量是灌注混凝土體積的3倍以下。有效的加快了橋梁樁基的施工速度，減少了在樁基施工中產(chǎn)生的泥漿，降低了外運(yùn)泥漿對(duì)環(huán)境的污染，縮短了泥漿循環(huán)的時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，降低了成本。


附圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明附圖IA-A向截面的結(jié)構(gòu)放大示意圖。附圖3為本發(fā)明的應(yīng)用工藝流程框圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明如下固定支腿1、集砂筒2、泥砂分離筒3、進(jìn)漿接口 4、出漿接口 5、排砂口 6、排砂閥門 7。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述在固定支腿(1)上部固定集砂筒0)，與集砂筒( 相通連接泥砂分離筒(3)，泥砂分離筒C3)上端設(shè)有出漿接口 G)，泥砂分離筒C3)下部一側(cè)設(shè)有進(jìn)漿接口(5)，在集砂筒( 下部中心設(shè)有排砂口(6)，其特征是在三根固定支腿(1)上部固定集砂筒O)，集砂筒O)為圓錐體，泥砂分離筒(3)為圓柱體，排砂口(6)下端設(shè)有排砂閥門(7)。本發(fā)明離心式除砂器的應(yīng)用方法如下在樁基孔形成后，將離心式除砂器的進(jìn)漿接口(4)與泥漿池的污水泵相連通，出漿接口( 與樁基孔內(nèi)的導(dǎo)管相連通，然后開啟污水泵，泥漿經(jīng)污水泵切向抽入泥砂分離筒(3)內(nèi)，帶有一定壓力的泥漿在泥砂分離筒(3)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)分離出比重大的砂粒從排砂口(6)排出，比重小的泥漿從出漿接口( 經(jīng)導(dǎo)管注入樁基孔內(nèi)，與樁基孔內(nèi)泥漿充分混合后流入到沉淀池，經(jīng)沉淀池沉淀后流入到泥漿池，再經(jīng)污水泵抽入泥砂分離筒 (3)內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)達(dá)到清孔目的。
權(quán)利要求
1.橋梁樁基施工離心式除砂器，其特征是技術(shù)方案如下在固定支腿(1)上部固定集砂筒O)，與集砂筒( 相通連接泥砂分離筒(3)，泥砂分離筒C3)上端設(shè)有出漿接口 G)， 泥砂分離筒C3)下部一側(cè)設(shè)有進(jìn)漿接口(5)，在集砂筒( 下部中心設(shè)有排砂口(6)；本發(fā)明橋梁樁基施工離心式除砂器的應(yīng)用方法如下在樁基成孔后，將離心式除砂器的進(jìn)漿接口(4)與泥漿池的污水泵相連通，出漿接口 (5)與孔樁內(nèi)的導(dǎo)管相連通，然后開啟污水泵，泥漿經(jīng)污水泵抽入泥砂分離筒(3)內(nèi)，帶有一定壓力的泥漿在泥砂分離箱(3)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)分離后，在旋轉(zhuǎn)中比重大的砂粒從排砂口(6)排出，比重小的泥漿從出漿口經(jīng)導(dǎo)管注入樁基孔內(nèi)，與樁基孔內(nèi)泥漿充分混合后流入到沉淀池，經(jīng)沉淀池沉淀后流入到泥漿池，再經(jīng)污水泵抽入離心式除砂器內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)達(dá)到清孔效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁樁基施工離心式除砂器，其特征是在三根固定支腿(1) 上部固定集砂筒0)，集砂筒( 為圓錐體，泥砂分離筒C3)為圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁樁基施工離心式除砂器，其特征是排砂口(6)下端設(shè)有排砂閥門⑵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁樁基施工離心式除砂器應(yīng)用方法，其特征是開啟污水泵，泥漿經(jīng)污水泵切向抽入泥砂分離筒(3)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了橋梁樁基施工離心式除砂器及其應(yīng)用方法。其方案是在固定支腿上設(shè)集砂筒與泥砂分離筒，泥砂分離筒上端設(shè)出漿接口，下部一側(cè)設(shè)進(jìn)漿接口，下部中心設(shè)排砂口；進(jìn)漿接口與泥漿池的污水泵相連通，出漿接口與樁基孔相連通，開啟污水泵，泥漿被抽入泥砂分離筒，帶有壓力的泥漿形成旋轉(zhuǎn)，分離出比重大的砂粒從排砂口排出，比重小的泥漿從出漿口注入樁基孔，后流入沉淀池與泥漿池，再經(jīng)污水泵抽入泥砂分離筒，如此反復(fù)循環(huán)達(dá)到清孔效果。本發(fā)明減少了向泥漿池注入的清水用量及需外運(yùn)的泥漿量，有效的加快了橋梁樁基的施工速度，減少了在樁基施工中產(chǎn)生的泥漿，降低了外運(yùn)泥漿對(duì)環(huán)境的污染，縮短了泥漿循環(huán)的時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，降低了成本。
文檔編號(hào)E02D5/34GK102373703SQ20111037768
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者李啟成, 李壽福, 楊震, 蘇紅嶺, 陳志偉, 陳朝勃 申請(qǐng)人:中鐵二十一局集團(tuán)有限公司, 中鐵二十一局集團(tuán)第四工程有限公司