灌浆装置及灌注导管的设计及选择

  常用的灌浆设备是12～16 t吊车，优点是方便、灵活，但是其成本费用高，新购置一台，一般需40万～44万元，租赁费在12万元／月左右。现有使用滑道式（爬杆式）灌浆设备，但存在着速度慢、易卡、灵活性差、不安全等问题。为此，我们设计了一种简便、效率高的翻转式铰链灌浆装置，如图l所示。它可与任何类型钻机配套，不需其他动力，仅需现有钻机动力，具有实用、方便、安全、效率高和成本低等特点，整个灌浆装置不足万元。
  灌浆导管使用最多的是法兰盘式，导管加工方便，成本低，但是每起下一根需要20 min左右，甚至更长，使用不方便，劳动强度大。为此，采用高压锅连接原理，设计了“卡口式”导管。这种导管设计加工特点是：
  1.内外接头采用铸钢件。
  2.管体选用壁厚≤6mm的无缝钢管或直缝管。
  3.密封采用二道O型密封圈。
  该方法克服了整件铸造的重量大、加工困难等问题。
  其工作原理：内外接头上分别有4个承力环，连接时，固定外接头，只需旋转内接头，即可使承力环相重合，用来承受轴向力；2个螺钉控制上下导管圆周方向运动，以免脱卡（见图2）。
  这种导管连接速度快(2～5 min)，使用方便，工人劳动强度低。与法兰盘式、螺纹式、插接式导管相比，能大大提高灌浆效率，是目前较理想的灌浆设备。

  泵的选择
  钻孔灌注桩使用的泵主要有BW850往复泵和3PNL离心泵两种。其结构特点与使用情况见表3。
  BW850泵是利用活塞部件的往复运动，将机械能转换成液体能的，其工作原理是利用密封腔容积的变化，形成密封腔内外压力差的变化来实现吸水排水过程。理论上讲，往复泵流量Q与工作压力P无关。所以，这种泵的优点是：当外部阻力增大时，其流量基本上是不变的，这样，泥浆输送过程中无论有何变化，它都能保证孔内有足够水量，保证钻渣的排携。
  3PNL泥浆泵工作原理是通过电动机高速旋转产生离心力，将机械能转化为液体的动能和势能，从而达到输送泥浆的目的。离心泵的流量Q与压力P(扬程)基本呈线性关系，压力P在很小范围内变化，就能引起流量Q的很大变化。所以，当泥浆池远离桩孔或管道弯头较多时，其流量大幅度下降，很难保证孔内必需的流量。
  从表3中可以看出，往复泵效率高，但脉冲压力的存在，导致钻孑L超径系数增大，并且重量大、价格高、事故率和修理费较高。而离心泵超径系数小，事故率和修理费低，并且重量轻，搬迁方便，价格低，是一种比较实用的泥浆泵。所以，在选择泵时，应根据工程规模、地层情况等来考虑，一般情况下，大型工地，黏性较大的地层选择往复泵；中小型工地或一般地层尽量选择离心泵。