技术领域
[0001] 本
发明涉及桩基施工领域，特别涉及一种桩孔浮土清孔设备及采用该设备的桩孔浮土处理方法。
背景技术
[0002] 桩基施工方法有多种多样，在现阶段由于预制管桩的
质量难以保障、行业发发展等局限，大部分还是采用成孔
灌注桩的施工方式，包括人工挖孔、螺旋钻孔、泥浆护壁法或旋挖法等多种对应不同地质采取的成孔方法。但是上述方法中，成孔至设计孔深标高时，一方面由于孔底残留部分浮土，另一方面往往会由于振动作用将孔壁上受到扰动的土方，震落至孔底，最后都会导致孔底堆积有浮土。而众所周知，桩基成桩后端部需要插入持
力层中，用于将所有上部
建筑物所受到的重力均传入持力层中，若桩基的底端残留大量浮土，不仅影响桩基自身的质量，甚至还会影响桩基入持力层的深度，从而影响到整体桩
基础的受力、传力效果，会对整个建筑留下严重的影响。
[0003] 其中，泥浆护壁法由于采用泥浆循环作业，能够很大程度上的将孔底的浮土带出，而且泥浆成壁厚桩孔的
侧壁处的土方虽然会有掉落，不过最后清孔的步骤能够带出大量的浮土，而其他几种施工方法均缺少有效的处理方法。适逢现阶段对于环境保护要求日益严格，泥浆护壁施工时产生大量的泥浆以及泥浆池均不提倡施工企业采用，因此另外几种施工方法亟待提出一种处理孔底浮土的方法以适应需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的一是提供一种桩孔浮土清孔设备，具有有效减少桩基成孔的孔底浮土的效果，加强桩基端部的强度，提升受力
稳定性。
[0005] 本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种桩孔浮土清孔设备，包括移动
机体、伸缩大臂、立臂以及滑动连接于所述立臂上的工作管臂，所述工作管臂的底端转动连接有旋转清孔盘，所述旋转清孔盘内部设有进给空腔，所述进给空腔与所述工作管臂连通，所述工作管臂内设置有螺旋传动
叶片，所述旋转清孔盘的底面上开设有进土口，所述螺旋传动叶片抵接于所述进土口的一侧，所述螺旋传动叶片与所述工作管臂转动连接且间隙配合。
[0006] 通过采用上述技术方案，旋转清孔盘底部设有进土口，当其转动时能够将浮土收集至进给空腔中，而当螺旋传动叶片转动时产生的传动作用，能够将浮土向上传动进入工作管臂中，通过控制工作管臂下降，则在旋转清孔盘的不断下降过程中将浮土不断的
挤压收集至进给空腔中，直至开始
接触桩孔底端的土方，此时达到将桩孔底端的浮土完全清理的效果，而工作管臂与螺旋传动叶片之间为间隙配合，使得工作管臂为螺旋传动叶片提供了良好的约束空间，有效的防止了螺旋传动叶片转动过快产生的
离心力将浮土分出的情况，进一步保证了结构的正常运行。
[0007] 本发明的进一步设置为：所述旋转清孔盘为圆盘状设置且转动连接于所述工作管臂的底端，所述旋转清孔盘的底部设有转动连接的
底板，所述进土口开设于所述底板上，所述底板一端通过转动销与旋转清孔盘的侧壁连接，且另一端通过设置于旋转清孔盘内的电磁
铁与旋转清孔盘的侧壁可拆连接。
[0008] 通过采用上述技术方案，浮土进入进给空腔和螺旋传动叶片上后可通过打开底板，从而打开进给空腔，使得浮土能够落下，完成一次完整的清土和卸土的工作过程，而且设置有电
磁铁避免了使用其他的可拆结构，使得底板在工作时接触各种土方或碎石时不会功能破坏，延长了底板与旋转清孔盘之间可拆连接的使用寿命。
[0009] 本发明的进一步设置为：所述底板为圆形设置，所述进土口沿所述底板的径向设置，所述进土口的一侧设有旋转刀片，所述旋转刀片的一侧设有
水平向下倾斜设置的斜面。
[0010] 通过采用上述技术方案，进土口的一侧设有旋转刀片，且其为水平向下倾斜设置，从而旋转清孔盘在转动时遇到浮土能够顺利的将其收集进入进给空腔中，从而沿着螺旋传动叶片向上传动，达到清理桩孔底部浮土的效果。
[0011] 本发明的进一步设置为：所述进给空腔中设有连接进土口和螺旋传动叶片的螺旋连接片，所述螺旋连接片处于所述进土口设有旋转刀片的一侧，所述螺旋传动叶片通过螺旋连接片与旋转清孔盘的底部抵接且同步转动。
[0012] 通过采用上述技术方案，螺旋传动叶片通过螺旋连接片与旋转清孔盘连接为一体，因而能够保持浮土在进入进给空腔后稳定的向上传动。
[0013] 本发明的进一步设置为：所述螺旋传动叶片的顶端连接有用于驱动其转动的工作
电机，所述工作管臂的内壁上沿周向开设有多道转动槽，所述螺旋传动叶片上设有多个滑移嵌塞于所述转动槽内的滑动
块。
[0014] 通过采用上述技术方案，螺旋传动叶片与工作管臂通过滑动块和转动槽实现了转动连接，使得螺旋传动叶片于工作管臂内能够顺利的转动。
[0015] 本发明的进一步设置为：所述底板处于所述进给空腔内的一面上设有一对
耳座，一对所述耳座平行设置且中间形成有滑动槽，所述
螺纹连接片的两侧插接于所述滑动槽中。
[0016] 通过采用上述技术方案，
螺纹连接片插接于滑动槽内时，可实现螺旋传动叶片与底板的连接，进而当工作电机转动时，螺旋传动叶片能带动旋转清孔盘同步转动。
[0017] 本发明的进一步设置为：所述旋转清孔盘的周向外缘上设有多个竖直的刮刀，所述刮刀与所述旋转清孔盘连接处向外凸出设置，所述旋转清孔盘上还设有多个积土滑槽，所述积土滑槽一端位于所述刮刀的底端，另一端连通于所述螺旋传动叶片的正下方，且所述积土滑槽从位于刮刀的一端向下倾斜设置。
[0018] 通过采用上述技术方案，设置有向外凸出的刮刀，当旋转清孔盘沿桩孔的中心线上下往复运动时，刮刀能够将孔壁上附着的不稳定土方及时的清理下来，减少后期振动影响而再次掉落的土方量，而且通过刮刀的修正，能够使得桩孔的直径满足设计要求，不会出现因为成孔过程中的失误造成桩孔颈缩等不合格情况，进一步提升了桩基成桩后的受力情况。设置有倾斜的积土滑槽，将刮刀刮下来的侧壁土方及时的收集至进给空腔中，由于积土滑槽的下端处于螺旋传动叶片的正下方，也即位于螺旋连接片的正上方，所以能够直接落至螺纹连接片上，便于将刮刀刮下的土方向上方传送。
[0019] 本发明的进一步设置为：所述旋转刀片一侧转动连接于所述旋转清孔盘的底面上，所述旋转刀片转动连接于旋转清孔盘底面上的一侧设置有转动轴，转动轴的两端均转动连接于所述旋转清孔盘的底面内，且转动轴的两端均设有转动
齿轮，所述转动齿轮的上部处于所述进给空腔内且连接有用于驱动转动齿轮转动的动力组件。
[0020] 通过采用上述技术方案，动力组件通过驱动齿轮和转动齿轮的配合，能够驱动转动轴的正反转动，从而实现旋转刀片绕转动轴的转动，进而达到启闭进土口的效果。旋转刀片向下转动时将进土口打开并形成向下倾斜的斜面，转动时能够及时的将浮土收集至进给空腔中，而旋转刀片向上转动时，将进土口封闭，停止作业后也能够防止浮土从进给空腔中向下掉落，尽可能的减少桩孔底端的浮土。
[0021] 本发明的进一步设置为：所述动力组件为远程控制的动力电机，所述动力电机的
输出轴上设置有
啮合于所述转动齿路上的驱动齿轮，所述动力电机、驱动齿轮以及转动齿轮处于所述进给空腔内的部分均罩设有隔绝罩。
[0022] 通过采用上述技术方案，远程控制的动力电机控制稳定，控制
精度更高，能够将进土口启闭的更加的灵活，而设置有隔绝罩能够为动力电机和
齿轮传动结构提供一个更加稳定和干净的工作环境，减少土方或灰尘的不利影响，延长使用的寿命。
[0023] 本发明的目的二是提供一种桩孔浮土处理方法，使用上述的桩孔浮土清孔设备，能够有效清理桩孔底端的浮土，增强桩基成桩后端部的强度和受力稳定性，包括如下步骤：
[0024] S1、桩孔成型且桩孔底标高已达到设计标高后，撤除成孔机械，架设清孔设备，将移动机体固定于桩孔周围土层稳定处；
[0025] S2、通过伸缩大臂将立臂调整至竖直
位置，再将工作管臂移动至桩孔的正上方并处于桩孔的轴线处，此时开始转动旋转清孔盘，并使工作管臂沿立臂上下往复运动以修正孔壁，将孔壁上松动的土方清除并收集于旋转清孔盘内；
[0026] S3、将工作管臂和旋转清孔盘下放至桩孔底端，转动旋转清孔盘使浮土进入进土口并顺着螺旋传动叶片向上传动；
[0027] S4、将旋转清孔盘继续下放，并通过旋转刀片将接触的土方向上传送，直至旋转清孔盘位置低于桩孔设计标高100-200mm处；
[0028] S5、重复S4操作3-5次，将桩孔底端浮土清理干净，转动旋转刀片将进土口封闭，再停止旋转清孔盘的转动并竖直向上提起工作管臂，移动移动机体使得工作管臂及旋转清孔盘离开桩孔，此时转动旋转刀片将进土口打开，反向转动螺旋传动叶片使得工作管臂中的土方掉落；
[0029] S6、完成桩孔浮土清理，撤除清孔设备。
[0030] 综上所述，本发明具有以下有益效果：
[0031] 1）能够对桩孔的孔壁进行修正，不仅提高了成孔的垂直度，也能减少桩孔孔径过小的情况，有利于桩基的受力；
[0032] 2）能够有效的清理桩孔底端的浮土，增强了桩基创装后的端部的强度，有利于加长桩头伸入持力层的长度，满足设计要求；
[0033] 3）采用设备直接将桩孔底端的浮土取出，不需要采用传统的先向下超挖部分土方再进行打夯作业，不仅减少了对原土持力层的扰动，也节省操作步骤，降低了成本。
附图说明
[0035] 图2是工作管臂和旋转清孔盘的剖面示意图；
[0036] 图3是螺旋传动叶片、动力电机和旋转清孔盘的结构示意图；
[0037] 图4是部分螺旋传动叶片和旋转清孔盘隐去
外壳后的结构示意图；
[0038] 图5是旋转刀片、转动轴、转动齿轮、驱动齿轮和动力电机的结构示意图；
[0039] 图6是图2的A处放大图，主要表现有转动槽和滑动块的位置关系；
[0040] 图7是图4的B处放大图。
[0041] 图中：1、移动机体；2、伸缩大臂；3、立臂；4、工作管臂；41、转动槽；5、旋转清孔盘；51、进给空腔；52、旋转刀片；521、转动轴；522、转动齿轮；53、底板；531、进土口；532、耳座；
54、螺旋连接片；55、动力电机；551、驱动齿轮；56、隔绝罩；6、螺旋传动叶片；61、滑动块；62、工作电机；7、刮刀；71、积土滑槽。
具体实施方式
[0042] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0043] 具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本
说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的
修改，但只要在本发明的
权利要求范围内都受到
专利法的保护。
[0044] 实施例一：一种桩孔浮土清孔设备，如图1所示，包括移动机体1、转动连接于移动机体1上的伸缩大臂2、转动连接于伸缩大臂2上的立臂3以及滑动连接于立臂3上的工作管臂4，移动机体1能够进行整体移动，通过伸缩大臂2能够调整立臂3的
角度和水平方向的距离，工作管臂4滑动连接于立臂3上能够上下滑动，方便进出桩孔以完成对桩孔的浮土清理。
[0045] 如图2和图3所示，工作管臂4内部中空设置且其内沿长度方向设置有螺旋传动叶片6，工作管臂4的底端转动连接有旋转清孔盘5，旋转清孔盘5的内部设有进给空腔51，进给空腔51与工作管臂4的内部连通设置。螺旋传动叶片6的顶端连接有用于驱动其转动的工作电机62，工作管臂4的内壁上沿周向开设有一道转动槽41（参见图6），螺旋传动叶片6上连接有两个滑移嵌塞于转动槽41内的滑动块61。
[0046] 如图4所示，旋转清孔盘5的底面设有转动连接的底板53，底板53呈圆形设置且一端通过转动销（图中未示出）转动连接于旋转清孔盘5的侧壁上，底板53的另一端通过设置于旋转清孔盘5侧壁内的电磁铁（图中未示出）与旋转清孔盘5的侧壁可拆连接，通过控制电磁铁的通电与否能够实现底板53与旋转清孔盘5的连接或断开。
[0047] 如图4和图7所示，底板53处于进给空腔51内的一面上设有一对耳座532，一对耳座532平行设置且形成滑动槽，螺旋连接片54的两侧滑动插接于滑动槽中，当螺旋传动叶片6转动时，由于端部插接于滑动槽中，则能够带动底板53以及旋转清孔盘5发生转动。
[0048] 如图4和图5所示，底板53上沿径向开设有一道进土口531，进土口531的一侧转动连接有旋转刀片52。螺旋连接片54一端与螺旋传动叶片6固定连接且另一端抵接于进土口531连接有旋转刀片52的一侧上，旋转清孔盘5转动时将浮土从进土口531处收集至进给空腔51中，通过螺旋连接片54向上传送至螺旋传动叶片6上，完成对桩孔底端浮土的收集。
[0049] 如图4和图5所示，旋转刀片52的一侧设有向下倾斜设置的斜面，另一侧设有转动轴521，转动轴521处于进土口531的侧壁内部，且转动轴521转动连接于底板53中且其两端均设有转动齿轮522，转动齿轮522设置于底板53内且转动齿轮522的上部处于进给空腔51中，同时进给空腔51中还设置有可远程控制的动力电机55，动力电机55的输出轴上设置有与转动齿轮522啮合的驱动齿轮551，动力电机55正反转动时即可带动旋转刀片52上下转动，从而达到启闭进土口531的效果。
[0050] 如图7所示，为了减少进给空腔51中的浮土和灰尘对动力电机55和齿轮结构的不良影响，底板53位于进给空腔51内的一面上还设有隔绝罩56，动力电机55、转动齿轮522、驱动齿轮551以及转动轴521均处于隔绝罩56内。
[0051] 如图2和图4所示，由于桩孔底端的浮土很大一部分是由于孔壁上附着的松动的土方不规律的掉落导致，因此清理桩孔底端的浮土时需要对孔壁进行清理。旋转清孔盘5呈圆形设置，且其外缘上设置有两根竖直设置的刮刀7，刮刀7与旋转清孔盘5连接处向外凸出设置，而旋转清孔盘5上还设有两道积土滑槽71，积土滑槽71的一端处于刮刀7的底端，且另一端处于进给空腔51内部位于螺旋连接片54的正上方，使得刮刀7刮掉落的土方能够顺积土滑槽71落入螺旋连接片54上，继而向上进入螺旋传动叶片6中。
[0052] 实施例二：一种桩孔浮土处理方法，采用实施例一中的桩孔浮土清孔设备，包括如下步骤：
[0053] S1、桩孔成型且桩孔底标高已达到设计标高后，撤除成孔施工的钻孔机械，开始架设清孔设备，将移动机体1固定于桩孔周围土层稳定处。
[0054] S2、转动伸缩大臂2将立臂3调整至竖直位置，再将工作管臂4移动至桩孔的正上方并处于桩孔的中
心轴线处，此时启动工作电机62，带动螺旋传动叶片6转动，由于此时螺旋连接片54插接于滑动槽内，因此螺旋传动叶片6带动旋转清孔盘5同步转动。再通过立臂3上设置的液压动力装置（图中未示出）驱使工作管臂4沿立臂3上下往复滑动，通过刮刀7和积土滑槽71将孔壁上松动的土方清除并收集于进给空腔51，同时螺旋传动叶片6旋转，掉落于螺旋连接片54上的土方在螺旋传动叶片6的作用下向上运动，以达到修正孔壁的效果。
[0055] S3、将工作管臂4和旋转清孔盘5下放至桩孔底端，通过控
制动力电机55带动旋转刀片52转动将进土口531打开，转动旋转清孔盘5使浮土进入进土口531并顺着螺旋传动叶片6向上传动。
[0056] S4、将旋转清孔盘5继续下放，并通过旋转刀片52将接触的桩孔底段的原土土方向上传送，直至旋转清孔盘5位置低于桩孔设计标高100-200mm处，达到尽量彻底清理浮土的效果。
[0057] S5、重复S4操作3-5次，将桩孔底端浮土清理干净，转动旋转刀片52将进土口531封闭，再停止旋转清孔盘5的转动并竖直向上提起工作管臂4，移动移动机体1使得工作管臂4及旋转清孔盘5离开桩孔，此时转动旋转刀片52将进土口531打开，反向转动螺旋传动叶片6使得工作管臂4中的土方掉落，同时停止电磁铁的工作，使得底板53向下掉落，从而完成卸土的作业过程。
[0058] S6、完成桩孔浮土清理，撤除清孔设备。
