一种带有清孔装置的灌注设备的制作方法

1.本发明涉及建筑工程领域，具体的说是一种带有清孔装置的灌注设备。


背景技术：

2.灌注桩是在桩孔内放置钢筋笼、用灌注混凝土而作成的桩,已广泛用于高铁基、桥桩基、建筑物的楼基等领域，因此灌注桩的质量优劣直接影响高铁、桥梁和建筑物的质量，影响桩基的质量的因素主要有：（1）打完桩孔后清孔不干净内部有沉渣；（2）灌注过程中砂土石落入混凝土内。
3.目前，灌注桩的制作都是在钻孔完成后进行清孔，然后钻机移位、安放钢筋笼，检验井孔内的沉渣量、粘度和密度，测量沉渣量、粘度和密度不合格后进行二次清孔直到测得沉渣量等指标达到灌注桩的要求。
4.清孔完成后，安装灌注导管，通过计算，在灌注导管上选择安放1.5m
3-5m3之间的料斗，通过混凝土搅拌车把混凝土装满料斗，在打开料斗阀门，通过重力下落灌注混凝土。为保证桩基质量，灌注混凝土的过程中导管应始终在混凝土下面的2-6米内，所以进行灌注混凝土一定方量后需要上拔部分灌注导管、拆卸部分灌注导管，然后继续灌注混凝土、再上拔、拆卸灌注导管直到混凝土灌注完成。
5.上述上拔灌注导管和拆除灌注导管是造成混凝土灌注不连续的主要原因，而且浇注过程需要混凝土的自身重力完成，浇注一段后需要人工向上拔、拆卸灌注导管，这时需要停止灌注，而且在上拔、拆卸灌注导管的过程中，灌注导管要始终在混凝土面的下方不能超出混凝土。上拔、拆卸灌注导管，然后再灌注混凝土，此过程循环往复直到灌注完成，上述过程均为人工控制，人为因素较多，桩基强度降低、质量不能保证。


技术实现要素：

6.本发明需要解决的技术问题是提供一种带有清孔装置的灌注设备，本设备是对混凝土进行连续灌注，灌注过程中连续管、灌注头的混凝土出口与混凝土面始终保持恒定的距离，保证了桩基的质量，节省了人力，提高了效率。
7.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：本发明包括设置在移动平台上的连续管、清孔装置和灌注装置，所述连续管的一端设置在桩孔内，另一端通过换向阀分别与清孔装置、灌注装置连接，所述灌注装置包括与柱塞泵连接的料斗，所述料斗依次通过混凝土出料口、混凝土输料管、换向阀与连续管连接。
8.进一步的，所述清孔装置包括通过进料管与循环泵连接的旋流器,所述旋流器的出泥口与储存箱连接，所述旋流器的出水口通过水管与桩孔连接，所述循环泵通过换向阀与连续管连接。
9.进一步的，所述连续管盘绕在滚筒上，所述换向阀通过旋转接头与连续管连接，所述连续管与灌注架顶端的连接处设有导向器。
10.进一步的，所述灌注架通过翻转油缸与移动平台可转动连接，灌注架上固定设有输送器，所述连续管穿插在输送器内在输送器的作用下沿灌注架上下移动。
11.进一步的，所述输送器包括动力液压马达、支撑滚轮和引入轮。
12.进一步的，所述连续管的末端通过连接器与灌注头连接，所述灌注头上设有扶正器和振动单元，所述振动单元包括振动棒和与所述振动棒连接的振动电机。
13.进一步的，所述扶正器包括设置在钢筋笼与灌注头之间的上下两个扶正单元，所述扶正单元包括斜支撑、扶正器油缸和滚轮。
14.进一步的，所述料斗内设有混凝土搅拌笼。
15.进一步的，所述移动平台上设有软线软管滚筒，所述软线软管滚筒上的控制线和液压软管通过灌注架上的支座分别与控制单元、液压单元连接，所述控制单元包括控制电机和通过控制线与所述控制电机连接的控制器，所述控制器设置在控制箱内，所述液压单元包括液压油缸和通过液压软管与所述液压油缸连接的液压站，所述控制箱、液压站均与司钻室连接，操作人员坐在司钻室内工作。
16.进一步的，所述控制箱、液压站和司钻室均设置在移动平台上，所述移动平台上还设有为控制电机提供电能的发电机组，所述移动平台为底盘。
17.由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：本发明结构紧凑、设计新颖，工作效率高，首次将清孔装置与灌注装置设置在同一底盘上，可单独用于清孔，也可单独用于灌注，还可用于清孔和灌注，其功能多还减少了设备的搬运，提高了工作效率。
18.测得的沉渣量、粘度和密度等指标合格后，清孔完成。控制箱智能控制关闭清孔装置，开启灌注装置，灌注过程在柱塞泵的作用下混凝土连续、稳定地注入桩孔内，避免混凝土从高空落下造成孔壁振动、塌陷的发生，整个工作过程实现了智能控制，桩基强度大大提高，保证了桩基质量，有推广的必要。
附图说明
19.图1是本发明的俯视结构示意图；图2是本发明灌注装置的结构示意图；图3是本发明清孔装置的结构示意图；图4是本发明灌注过程的结构示意图；图5是本发明清孔过程的结构示意图；图6是本发明扶正器油缸、滚轮与钢筋笼、灌注头位置关系的主视图；图7是本发明扶正器与钢筋笼、灌注头位置关系的俯视图；图8是本发明振动棒与钢筋笼、灌注头的位置关系结构示意图；图9是本发明输送器与连续管位置关系的结构示意图。
20.其中，1、底盘；2、导向器；3、循环泵；4、旋流器；4-1、进料管；4-2、出水口；5、控制箱；6、支座；7、液压站；8、司钻室；9、连续管；10、灌注架；11、混凝土出料管；12、混凝土搅拌笼；13、料斗；14、柱塞泵；15、软线软管滚筒；16、换向阀；17、滚筒；18、输送器；18-1、动力液压马达；18-2、支撑滚轮；18-3、引入轮；19、发电机组；20、翻转油缸；21、出料口；22、灌注头；23、钢筋笼；24、扶正器；24-1扶正器油缸；24-2、滚轮；24-3、斜支撑；25、振动棒；26、储料箱。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：一种带有清孔装置的灌注设备，如图1-9所示，其包括设置在移动平台上的连续管9、清孔装置和灌注装置，所述移动平台可以为底盘1，将清孔装置和灌注装置一并设置在底盘1上，一方面方便设备的移动，另一方面完成清孔后可直接进行灌注，清孔装置和灌注装置共用连续管9 ，设备安装清孔和灌注都可以完成。该设备可单独用于清孔，也可单独用于灌注，还可用于清孔和灌注，其功能多适用于多种场合，还减少了设备的搬运，省去了一次清孔完成后清孔装置的移位和灌注装置就位后的再次安装，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
22.如图1所示，所述连续管9的一端设置在桩孔内，另一端通过换向阀16分别与清孔装置、灌注装置连接，清孔过程中连续管9通过换向阀16与清孔装置连接，二次清孔后当测得的沉渣量、粘度和密度等指标达到要求后，控制换向阀16动作，使其与灌注装置连接，向桩孔内灌注混凝土。
23.钻孔完成，在桩孔内安放钢筋笼23以后，设备就位。司钻室8内的操控人员操作控制箱5和液压站7使设备处于工作状态，所述灌注架10通过翻转油缸20与底盘1可转动连接。先操作液压站7使翻转油缸20动作带动灌注架10由水平状态到竖直状态，接着控制箱5内的控制器命令控制电机动作使滚筒17、导向器2动作，缠绕在滚筒17上的连续管9在输送器18的作用下，沿灌注架9向下输送.当连续管9移动到设定位置后，滚筒17和导向器2停止动作，工作人员在连续管9的末端安装灌注头22，所述灌注头22由8-10米的钢管制成，灌注头22上设有与钢筋笼23连接的扶正器24，确保灌注头22垂直下放。在灌注头22的下部设有振动棒25，如图8所示，在浇筑混凝土的过程中振动棒25工作，排出混凝土内的空气使其更加密实，确保成桩质量。
24.如图1、图2和图4所示，所述输送器18固定设置在灌注架10上，所述连续管9穿插在输送器18内，连续管9在输送器18的作用下沿灌注架10上下移动，如图9所示，所述输送器18包括动力液压马达18-1、支撑滚轮18-2和引入轮18-3。所述动力液压马达18-1为连续管9的上下移动提供动力，支撑滚轮18-2起支撑连续管9的作用，引入轮18-3起引入灌注头22的作用。
25.如图1、图3和图5所示，所述清孔装置包括通过进料管4-1与循环泵3连接的旋流器4,所述旋流器4的出泥口与储存箱26连接，所述旋流器4的出水口4-2通过水管与桩孔连接，所述循环泵3通过换向阀16与连续管9连接。所述循环泵3将桩孔内带有沉渣的泥浆以一定的压力经连续管9、换向阀16、进料管4-1、切向送入旋流器4内，在旋流器4的圆柱腔内产生高速旋转流场，泥浆中泥的组分在旋流场的作用下沿轴向向下运动的同时沿径向向外运动，到达锥体段后沿器壁向下运动，经出泥口排入储存箱26内；泥浆中水的组分向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一向上运动的内涡旋，经出水口4-2排出送入桩孔再次循环利用。这样，水资源得到了合理利用，更加有利于将更多的沉渣从孔底抽出，直到测得的孔底内沉渣量、粘度和密度等指标达到要求后，停止清孔，启动灌注装置向桩孔内灌注混凝土。
26.如图1、图2和图4所示，所述灌注装置包括与柱塞泵14连接的料斗13，所述料斗13内设有将混凝土压入料斗13内的混凝土搅拌笼12。所述柱塞泵14将料斗13内的混凝土压入出料口21内，所述料斗13内的混凝土依次通过混凝土出料口21、混凝土输料管11、换向阀16
被压入连续管9、与连续管9末端连接的灌注头22，最后由灌注头22送入桩孔内。
27.如图2和图4所示，所述换向阀16通过旋转接头与盘绕在滚筒17上的连续管9连接，旋转接头的设置确保换向阀16旋转的滚筒17上盘绕的连续管9的顺利连接，所述连续管9通过灌注架10顶端的导向器2将连续管9沿灌注架10上下移动，导向器2的设置起改变连续管9运动方向的作用。
28.当滚筒17正转连续管9沿灌注架10向下运动的时候，可将连续管9慢慢的送入桩孔，当滚筒17反转连续管9沿灌注架10向上运动时，连续管9一点一点的从浇注的混凝土内向上拔，浇注混凝土与上拔连续管9同时进行，根据浇注混凝土流量的大小控制滚筒17反转的转速，不仅实现了混凝土浇注的连续性、稳定性，还确保浇注过程中灌注头22的末端始终处于混凝土液面以下的恒定距离，而且整个浇注过程中灌注头22下部的振动棒25始终处于工作状态，将浇注的混凝土振密、振实，同时混凝土内的空气被驱赶排向大气，桩基强度增加、成桩质量有保证。
29.如图4和图5所示，所述灌注头22通过连接器与连续管9的末端固定连接，所述灌注头22慢慢的下放到桩孔的钢筋笼23内，所述灌注头22上设有扶正器24和振动单元。扶正器24的设置可防止浇注过程中灌注头22的倾斜，确保灌注头22始终处于垂直状态；振动单元的设置能将浇注的混凝土振实，保证成桩质量。
30.如图6和图7所示，所述扶正器24包括设置在钢筋笼23与灌注头22之间的上下两个扶正单元，在两个扶正单元的共同作用下将灌注头22扶正，使灌注头22一直处于竖直状态。所述扶正单元包括斜支撑24-3、扶正器油缸24-1和滚轮24-2，所述斜支撑24-3设置在扶正器油缸24-1的上方，如图6所示，所述斜支撑24-3和扶正器油缸24-1均倾斜设置在灌注头22与钢筋笼23之间，斜支撑24-3起支撑灌注头22的作用，扶正器油缸24-1起扶正的作用，斜支撑24-3和扶正器油缸24-1的共同作用下，确保扶正器24对灌注头22的扶正作用。所述扶正器油缸24-1一端与灌注头22的外壁连接，另一端与滚轮24-2连接，所述滚轮24-2与钢筋笼23的内壁滑动连接，滚轮24-2沿钢筋笼23的内壁上下滚动。
31.如图8所示，灌注头22外壁上还设有振动单元，所述振动单元包括振动棒25和与所述振动棒25连接的振动电机，所述振动棒25通过设在灌注头22外壁的控制线与振动电机、控制箱5内的控制器电连接。所述扶正器油缸24-1通过液压软管与液压站7连接。
32.如图1、图2和图4所示，所述底盘1上设有软线软管滚筒15，所述软线软管滚筒15上的控制线和液压软管通过灌注架10上的支座6分别与控制单元、液压单元连接，所述控制单元包括控制电机和通过控制线与所述控制电机连接的控制器，所述控制电机包括滚筒17的正反转电机、导向器2的旋转电机，输送器18动作的电机和振动电机等，所述控制器设置在控制箱5内向控制电机发出命令控制电机动作。该控制线通过支座6上的滑轮与底盘1上的软线软管滚筒15连接。
33.所述液压单元包括液压油缸和通过液压软管与所述液压油缸连接的液压站7，所述液压油缸包括翻转油缸20、扶正器油缸24-1等，该液压软管通过支座6上的滑轮与底盘1上的软线软管滚筒15连接，所述控制箱5、液压站7均与司钻室8连接，操作人员坐在司钻室8内操控整个设备工作。
34.如图2和图4所示，所述控制箱5、液压站7和司钻室8均设置在底盘1上，底盘1带动整个设备移动，所述底盘1上还设有为控制电机提供电能的发电机组19，确保设备的正常工
作。
35.最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本发明而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：包括设置在移动平台上的连续管（9）、清孔装置和灌注装置，所述连续管（9）的一端设置在桩孔内，另一端通过换向阀（16）分别与清孔装置、灌注装置连接，所述灌注装置包括与柱塞泵（14）连接的料斗（13），所述料斗（13）依次通过混凝土出料口（21）、混凝土输料管（11）、换向阀（16）与连续管（9）连接。2.根据权利要求1所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述清孔装置包括通过进料管（4-1）与循环泵（3）连接的旋流器（4）,所述旋流器（4）的出泥口与储存箱（26）连接，所述旋流器（4）的出水口（4-2）通过水管与桩孔连接，所述循环泵（3）通过换向阀（16）与连续管（9）连接。3.根据权利要求2所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述连续管（9）盘绕在滚筒（17）上，所述换向阀（16）通过旋转接头与连续管（9）连接，所述连续管（9）与灌注架（10）顶端的连接处设有导向器（2）。4.根据权利要求3所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述灌注架（10）通过翻转油缸（20）与移动平台可转动连接，灌注架（10）上固定设有输送器（18），所述连续管（9）穿插在输送器（18）内在输送器（18）的作用下沿灌注架（10）上下移动。5.根据权利要求4所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述输送器（18）包括动力液压马达（18-1）、支撑滚轮（18-2）和引入轮（18-3）。6.根据权利要求5所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述连续管（9）的末端通过连接器与灌注头（22）连接，所述灌注头（22）上设有扶正器（24）和振动单元，所述振动单元包括振动棒（25）和与所述振动棒（25）连接的振动电机。7.根据权利要求6所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述扶正器（24）包括设置在钢筋笼（23）与灌注头（22）之间的上下两个扶正单元，所述扶正单元包括斜支撑（24-3）、扶正器油缸（24-1）和滚轮（24-2）。8.根据权利要求1所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述料斗（13）内设有混凝土搅拌笼（12）。9.根据权利要求3所述的一种带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述移动平台上设有软线软管滚筒（15），所述软线软管滚筒（15）上的控制线和液压软管通过灌注架（10）上的支座（6）分别与控制单元、液压单元连接，所述控制单元包括控制电机和通过控制线与所述控制电机连接的控制器，所述控制器设置在控制箱（5）内，所述液压单元包括液压油缸和通过液压软管与所述液压油缸连接的液压站（7），所述控制箱（5）、液压站（7）均与司钻室（8）连接，操作人员坐在司钻室（8）内工作。10.根据权利要求1-9任一项所述的带有清孔装置的灌注设备，其特征在于：所述控制箱（5）、液压站（7）和司钻室（8）均设置在移动平台上，所述移动平台上还设有为控制电机提供电能的发电机组（19），所述移动平台为底盘（1）。

技术总结
本发明公开了一种带有清孔装置的灌注设备，它应用于建筑工程领域，其包括设置在移动平台上的连续管、清孔装置和灌注装置，所述连续管的一端设置在桩孔内，另一端通过换向阀分别与清孔装置、灌注装置连接，所述灌注装置包括与柱塞泵连接的料斗，所述料斗依次通过混凝土出料口、混凝土输料管、换向阀与连续管连接；本发明结构紧凑、设计新颖，工作效率高，首次将清孔装置与灌注装置设置在同一底盘上，减少了设备的搬运，降低了工人的劳动强度，而且灌注过程在柱塞泵的作用下混凝土连续、稳定地注入桩孔内，避免混凝土从高空落下造成孔壁振动、塌陷的发生，桩基强度大大提高，保证了桩基质量，提高了工作效率，有推广的必要。有推广的必要。有推广的必要。


技术研发人员：张诚 李洪民
受保护的技术使用者：河北爱帕克智能交通器材有限公司
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2023/8/28