本发明专利技术提供一种基于水下砼灌注的断桩事故修复装置及方法，装置包括：集料桶，为同心双层形状，包括中空的内层和外层；所述内层内设置有上下贯通的通孔，用以安装物料提取机构，所述外层顶部设置有出料口，用于收集提取出的残存粗骨料；所述内层在顶部设置有与外层相通的环形槽；物料提取机构，用于拾取并提升物料，并通过环形槽输出到所述集料桶的外层中；所述物料提取机构上端连接钻进螺杆，受钻进螺杆驱动；所述物料提取机构下端连接钻头；所述集料桶的外层上端布置有出料口，用以倾倒已提取的物料。本发明专利技术能够收集前期残存的粗骨料，修复原桩孔，便于再进行水下砼灌注施工，无需进行补桩处理，降低成本，减少断桩事故修复工期。减少断桩事故修复工期。减少断桩事故修复工期。
【技术实现步骤摘要】
一种基于水下砼灌注的断桩事故修复装置及方法
[0001]本专利技术属于钻孔灌注桩施工
，具体涉及一种基于水下砼灌注的断桩事故修复装置及方法。
技术介绍
[0002]在钻孔灌注桩施工中，水下砼（水下混凝土）灌注是最后也是最关键的一项隐蔽工程，灌注施工的顺利与否直接决定着施工的成败。而施工过程中常因发生堵管或拔管不规范造成断桩事故，灌注过程将被迫停止，需要重新施工。但桩孔底部残存下了部分前期灌注的粗骨料石子，因而桩孔深度变浅，不再满足设计要求，需要对断桩事故进行修复。
[0003]针对以上涉及修复水下砼灌注发生断桩事故的难题，现有技术的主要对策有：重新钻进：该法是重新下钻具施工，直到桩孔深度达到设计深度位置。这种方法的主要缺陷有：由于残存在孔底的粗骨料具有流动性，不易被钻头研磨，因此只有加大钻进深度才能将该部分粗骨料下沉。如果前期残存的粗骨料方量较大，则需要多钻进很大的深度；其次，因粗骨料包覆着整个钻头，钻进过程中的阻力较大，钻进困难；再者，因钻进过程中，粗骨料一直在与孔壁剐蹭，桩孔的孔壁极易坍塌，从而引发二次事故。
[0004]补桩处理：该法是目前处理断桩事故的主要方法，其要求是直接废除原有的桩位，而在原桩的两侧一定距离处各补一根同等的桩。这种方法的主要缺陷有：因桩基数量增加，施工成本加大；其次，补桩的具体位置需经设计单位重新确定，施工工期被延后；再者，因桩基位置发生变化，与桩基衔接的承台设计也需要相应调整，提高了设计成本。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于水下砼灌注的断桩事故修复装置及方法，能够收集前期残存的粗骨料，修复原桩孔，便于再进行水下砼灌注施工，无需进行补桩处理，降低成本，减少断桩事故修复工期。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供一种基于水下砼灌注的断桩事故修复装置，包括：集料桶，所述集料桶为同心双层形状，包括中空的内层和外层；所述内层内设置有上下贯通的通孔，用以安装物料提取机构，所述外层顶部设置有出料口，用于收集提取出的残存粗骨料；所述内层在顶部设置有与外层相通的环形槽；物料提取机构，所述物料提取机构用于拾取并提升物料，并通过环形槽输出到所述集料桶的外层中；所述物料提取机构上端连接钻进螺杆，受钻进螺杆驱动；所述物料提取机构下端连接钻头；所述集料桶的外层上端布置有出料口，用以倾倒已提取的物料。
[0007]上述设置产生的效果：在工作时，将集料桶放入桩孔位置；将物料提取机构与原有的钻进钻杆连接，整体下放到孔底，钻头埋入粗骨料一定深度，启动钻进钻杆低速旋转，带动物料提取机构同步转动，孔底粗骨料将沿着物料提取机构连续上升，直至到达集料桶内
层顶端的环形槽，最终落入集料桶外层聚集；在该深度位置连续工作一段时间后，再放松卷扬机制动器，下放集料桶到下一个深度，继续重复以上操作。直到集料桶下放到原有设计深度位置，可认定桩孔内的所有残存粗骨料已被取出至外层，之后通过出料口将外层的骨料导出。
[0008]通过本修复装置，能够收集前期残存的粗骨料，修复原桩孔，便于再进行水下砼灌注施工，无需进行补桩处理，降低成本，减少断桩事故修复工期。
[0009]进一步的，所述集料桶下端呈锥形状。
[0010]上述设置产生的效果：集料桶下端呈锥形状以利于在桩孔中的定位及粗骨料向提取口的汇聚。
[0011]进一步的，所述集料桶外侧环形布置筋板，筋板上安装有护壁轮。
[0012]上述设置产生的效果：筋板的结构具有重量轻、承载力高、抗弯能力强、占用空间小的特点，在集料桶外可以起到支撑、防护、构架联接的作用，配合护壁轮有利于集料桶的下放及桩孔壁的防坍塌保护。
[0013]进一步的，所述物料提取机构包括螺旋钻杆；所述螺旋钻杆上端内壁上设有管螺纹，所述螺旋钻杆与钻进钻杆通过管螺纹连接并同步旋转；所述螺旋钻杆上端外壁有矩形槽，以利于与钻进钻杆进行装配；所述螺旋钻杆下端外壁有螺纹，通过所述螺纹与钻头连接并同步旋转；上述设置产生的效果：管螺纹和螺纹有利于螺旋钻杆与钻进钻杆、钻头的连接。矩形槽有利于与钻进钻杆进行装配。
[0014]进一步的，所述螺旋钻杆上部安装有：双列滚子轴承，所述双列滚子轴承的外圈嵌套于前述集料桶内层的通孔内，所述双列滚子轴承的内圈以螺旋钻杆的轴肩定位；上压盖和下压盖，所述上压盖和下压盖分别与所述双列滚子轴承外圈实现轴向定位，所述上压盖和下压盖的内圈环形设置有凹槽，所述凹槽内安装有密封圈。
[0015]上述设置产生的效果：双列滚子轴承有利于集料桶与螺旋钻杆的转动连接，上下压盖有利于固定轴承的位置，便于安装和拆换。
[0016]进一步的，所述上压盖和下压盖均以螺钉连接形式固结于集料桶。
[0017]上述设置产生的效果：螺钉连接牢固且方便，便于螺旋钻杆以及双列滚子轴承的拆装和更换。
[0018]进一步的，所述上压盖与所述双列滚子轴承的内圈之间布置有调整环，以利于调整定位及装配。
[0019]上述设置产生的效果：调整环有利于双列滚子轴承的调整定位及装配。
[0020]进一步的，所述螺旋钻杆的螺旋角为20
°
至25
°
，所述螺旋钻杆的螺旋轨道至少含四个完整螺距。
[0021]上述设置产生的效果：螺旋角和螺旋轨道的设置可以提高机构的传动效率。
[0022]第二方面，本专利技术提供一种水下砼灌注发生断桩事故时的修复方法，基于第一方面所述的修复装置，包括：将修复装置放入桩孔位置；
将修复装置与钻进钻杆和钻头连接，并将修复装置与卷扬机连接；通过卷扬机将修复装置整体下放到孔底，使钻头埋入粗骨料一定深度；启动钻进钻杆旋转，带动物料提取机构同步转动，孔底粗骨料将沿着物料提取机构连续上升，直至到达集料桶内层顶端的环形槽，最终落入集料桶外层聚集；当修复装置在某一深度位置连续工作一段时间后，再放松卷扬机制动器，下放集料桶到下一个深度，继续启动钻进钻杆低速旋转，使物料落入集料桶外层聚集，直到集料桶下放到原有设计深度位置；通过卷扬机将集料桶提出桩孔，并将集料桶外层中的粗骨料从出料口导出。
[0023]进一步的，钻进钻杆的转速为最低档位，采用无压力空转形式。
[0024]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：1、本专利技术基于内外双层的集料桶和，能够收集前期残存的粗骨料，修复原桩孔，实现无损修复：无需二次钻进，避免了孔壁坍塌；采用提取出残存粗骨料的方法，能最大程度恢复桩孔原样，便于再进行水下砼灌注施工，无需进行补桩处理，降低成本，减少断桩事故修复工期。
[0025]2、本专利技术大幅降低修复成本：无需在原桩位两侧补桩，节省了额外的物料成本、施工进度成本，设计改进成本，在灌注桩水下砼灌注事故修复装置及方法上有了质的飞跃。
[0026]3、本专利技术适用性广：装置整体结构简单，制造方便；螺旋钻杆与原钻进钻杆之间采用螺纹连接形式，易于装拆；用于修复不同桩径的水下砼灌注事故时，只需调整配置不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于水下砼灌注的断桩事故修复装置，其特征在于，包括：集料桶，所述集料桶为同心双层形状，包括中空的内层和外层；所述内层内设置有上下贯通的通孔，用以安装物料提取机构，所述外层顶部设置有出料口，用于收集提取出的残存粗骨料；所述内层在顶部设置有与外层相通的环形槽；物料提取机构，所述物料提取机构用于拾取并提升物料，并通过所述环形槽输出到所述集料桶的外层中；所述物料提取机构上端连接钻进螺杆，受钻进螺杆驱动；所述物料提取机构下端连接钻头；所述集料桶的外层上端布置有出料口，用以倾倒已提取的物料。2.根据权利要求1所述的基于水下砼灌注的断桩事故修复装置，其特征在于，所述集料桶下端呈锥形状。3.根据权利要求1所述的基于水下砼灌注的断桩事故修复装置，其特征在于，所述集料桶外侧环形布置有筋板，所述筋板上安装有护壁轮。4.根据权利要求1所述的基于水下砼灌注的断桩事故修复装置，其特征在于，所述物料提取机构包括螺旋钻杆；所述螺旋钻杆上端内壁上设有管螺纹，所述螺旋钻杆与钻进钻杆通过管螺纹连接并同步旋转；所述螺旋钻杆上端外壁有矩形槽，以利于与钻进钻杆进行装配；所述螺旋钻杆下端外壁有螺纹，通过所述螺纹与钻头连接并同步旋转。5.根据权利要求4所述的基于水下砼灌注的断桩事故修复装置，其特征在于，所述螺旋钻杆上部安装有：双列滚子轴承，所述双列滚子轴承的外圈嵌套于前述集料桶内层的通孔内，所述双列滚子轴承的内圈以螺旋钻杆的轴肩定位；上压盖和下压盖，所述上压盖和下压盖分别与所述双列滚子轴承外圈的上下端实现轴向定位，...
【专利技术属性】
技术研发人员：金旭星，李迎吉，冯志祥，王骏，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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