放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置的制作方法

本实用新型涉及桩基施工设备领域，具体讲是一种施工成孔灌注桩时向桩孔内放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置。

背景技术：

成孔灌注桩是常见的桩基形式，其施工步骤大致为：先用钻机等钻孔设备成孔，同时采用泥浆护壁，钻进到孔底标高后，进行正循环或反循环的第一次清孔作业，再下放钢筋笼，然后下插注浆导管，利用注浆导管和泥浆进行正循环或反循环的第二次清孔作业，最后灌注混凝土。

上述工艺存在以下缺陷：由于孔深较大，相应的钢筋笼也较长，一般超过20米，下放钢筋笼的实际操作过程中，钢筋笼很容易与孔壁土体发生刮擦碰撞，导致孔壁大块土体掉落并滞留在孔底，但由于孔底的土块体积较大，不易吸取清除且会堵塞现有技术的排渣管如注浆导管，故无论正循环还是反循环都很难将滞留孔底的大块土体排出；从而导致大土块残留在桩底，注浆成桩后会降低桩端承载力，破坏整个桩基的力学性能，尤其是在上部建筑物的强大负载下，容易引发桩基的不均匀沉降，甚至会引发建筑物后期裂缝、倾斜甚至倒塌等一系列状况。

在论述本申请技术方案之前，还需要厘清一个尺寸概念，现有技术的普通成孔灌注桩的桩孔，孔径为600～800mm，而正常的注浆导管的管径为300mm左右，放置好钢筋笼并下插导管的过程中，导管不会与钢筋笼发生干涉碰撞。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种施工不超过800mm的普通尺寸的桩孔时，能在下放钢筋笼后将下放过程中被钢筋笼从孔壁刮擦碰撞掉的大土块破碎充分，以便于后期清孔排渣的放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置，它包括放置于桩孔内的钢筋笼和插入到钢筋笼中心孔内的注浆导管，该装置还包括一根沿注浆导管管腔下放的牵引绳，该牵引绳上悬吊有固定筒；

固定筒顶盖与牵引绳连接，固定筒顶盖沿周向分布有至少三个径向液压缸，每个径向液压缸活塞杆设有用于抵紧注浆导管下开口内壁的弧形垫板；固定筒内设有电动机，电动机输出轴伸出固定筒且该输出轴固定有旋转筒；

旋转筒外壁沿周向分布有至少三组折叠刀组件，每个折叠刀组件包括轴向液压缸、上连杆和下连杆，轴向液压缸的缸体固定在旋转筒外壁，轴向液压缸的活塞杆与上连杆上端铰接，上连杆下端与下连杆上端铰接，下连杆下端与旋转筒外壁铰接；上连杆和/或下连杆设有刀刃；旋转筒内设有用于驱动轴向液压缸的第一液压站。

采用以上结构的放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置与现有技术相比，具有以下优点。

该装置的下放及使用过程为：初始状态下，折叠刀组件为径向内收状态，整个装置的外径小于注浆导管，由牵引绳缓慢下放，直至该装置的折叠刀组件伸出下开口，撑开径向液压缸使固定筒卡牢下开口完成装置与注浆导管的固定，再驱动轴向液压缸使活塞杆下压，而折叠刀组件由于竖向被压缩而横向外扩开，形成叶轮式刀面；然后驱动电动机带动叶轮式刀面旋转，从而切削破碎孔底的大块土体，以便于后期二次清孔排渣。

大块土体被破碎充分后，反向驱动轴向液压缸上拉折叠刀组件使其径向内收复位，导致整个装置的外径重新内缩至小于注浆导管孔径，再内缩径向液压缸以松开固定筒，最后由牵引绳沿注浆导管内将整个装置上提出桩孔孔口回收。

由以上分析可知：该装置利用轴向液压缸方便稳定的实现了折叠刀组件横向内收和外扩两种状态下灵活切换，确保能从注浆导管内顺畅下放，与钢筋笼始终无接触，避免意外刮擦破坏钢筋笼，而折叠刀组件下放伸出注浆导管后，迅速外扩形成叶轮式刀面，旋转破碎土体；需要强调的是，本申请针对的是孔径是600mm～800mm的普通桩孔，即桩径仅仅是导管直径的2倍左右，折叠刀具所需要的外扩幅度并不大，故完全可以采用小行程、小尺寸的小型液压缸和小型液压站来提供外扩动力，从而保证该装置的结构紧凑，将其整体体积有效控制在合理的范围，确保能顺畅通过注浆导管而无刮擦；综上，该装置能在下放钢筋笼后将桩孔孔底的大土块破碎充分，以便于后期清孔排渣。

作为优选，固定筒内设有用于驱动径向液压缸的第二液压站；首先，需要强调的是，由于固定筒和旋转筒会发生相对转动，故上部的径向液压缸和下部的轴向液压缸无法共用同一个液压站，故旋转筒内设置了专供轴向液压缸的第一液压站，而上部的固定筒，可以利用桩孔外部的液压站经液压管与径向液压缸连接提供动力，也可以如本优选在固定筒内设置小型的第二液压站，以省略掉从孔口延伸到孔底的液压管。

作为进一步优选，电动机安装在固定筒的底壁上，电动机的输出轴与底壁中心孔之间设有轴承；这样，将电动机内置在固定筒内，隔绝了桩孔内的泥浆，保护了电动机。

作为再进一步优选，旋转筒下端设有用于推挤开下方土块的锥头；这样，可以将位于旋转筒下方的大块土体压碎或向周边推开，使其位于叶轮式刀面的破碎范围，消减破碎死角。

作为又进一步优选，上连杆外侧边设有弧形刀刃，且弧形刀刃的刃尖外凸出上连杆的外端；下连杆外侧边设有直刀刃，直刀刃的外端设有用于避让弧形刀刃刃尖的斜面；这样，在折叠刀组件的外侧均加设了一组刀刃以提高破碎土体的能效，而且，上方的弧形刀刃凸出，增大切削破碎范围，而下方的直刀刃辅助破碎，并适度内收，避免径向内收折叠时两个刀刃相互刮擦。

附图说明

图1是本实用新型放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置横向展开后的结构示意图。

图2是图1偏转一定角度后的结构示意图。

图3是本实用新型放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置横向展开且去掉一部分固定筒侧壁后的结构示意图。

图4是本实用新型放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置横向收缩后的结构示意图。

图5是图4偏转一定角度后的结构示意图。

图中所示1、固定筒，1.1、顶盖，1.2、底壁，2、径向液压缸，3、弧形垫板，4、电动机，5、旋转筒，6、轴向液压缸，7、上连杆，8、下连杆，9、锥头，10、弧形刀刃，11、直刀刃，11.1、斜面，12、吊环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1～图5所示，本实用新型放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置，它包括放置于桩孔内的钢筋笼和插入到钢筋笼中心孔内的注浆导管。上述钢筋笼与注浆导管均属于常规现有技术，在桩孔孔口位置搭设有导管架，注浆导管固定时，由导管架的夹具夹持，而注浆导管升降则由吊机牵引。桩孔孔口还设有一根钢管横梁，钢筋笼由吊筋悬吊在钢管横梁上且钢筋笼底端与桩孔孔底存在一定间隙，如全笼式桩基的钢筋笼离桩孔底端间隔30～50cm。

本实用新型放置钢筋笼后对桩孔孔底碎渣的装置还包括一根沿注浆导管管腔下放的牵引绳，该牵引绳上悬吊有固定筒1。

固定筒1顶盖1.1与牵引绳连接，即顶盖1.1上设有吊环12，牵引绳与吊环12连接。固定筒1顶盖1.1沿周向均匀分布有四个径向液压缸2，固定筒1筒腔内设有用于驱动径向液压缸2的第二液压站。该径向液压缸2是指沿顶盖1.1径向伸缩的小型液压缸，第二液压站也属于便于内置的小型液压站。每个径向液压缸2活塞杆设有用于抵紧注浆导管下开口内壁的弧形垫板3。

固定筒1内设有电动机4，电动机4输出轴伸出固定筒1且该输出轴固定有旋转筒5。具体的说，电动机4安装在固定筒1的底壁1.2上，电动机4的输出轴与底壁1.2中心孔之间设有轴承。

旋转筒5外壁沿周向均匀分布有四组折叠刀组件。每个折叠刀组件包括轴向液压缸6、上连杆7和下连杆8，轴向液压缸6的缸体固定在旋转筒5外壁，轴向液压缸6的活塞杆与上连杆7上端铰接，上连杆7下端与下连杆8上端铰接，下连杆8下端与旋转筒5外壁铰接；旋转筒5内设有用于驱动轴向液压缸6的第一液压站。上述的轴向液压缸6是指沿旋转筒5轴向伸缩的小型液压缸，而第一液压站也属于便于内置的小型液压站。

上连杆7和/或下连杆8设有刀刃；换句话说，可以是两个连杆均设有刀刃，或者只有上连杆7设有刀刃，或者只有下连杆8设有刀刃。而本实施例中的优选结构为，上连杆7外侧边设有弧形刀刃10，且弧形刀刃10的刃尖外凸出上连杆7的外端；下连杆8外侧边设有直刀刃11，直刀刃11的外端设有用于避让弧形刀刃10刃尖的斜面11.1。

旋转筒5下端设有用于推挤开下方土块的锥头9。

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