CN103603363B - 水泥搅拌注浆凸节桩基及成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种既适用于软土地基，又适用于一般地质构造，同时又具有高承载力，并且能够取代水泥搅拌桩、减小桩基分布密度的水泥搅拌注浆凸节桩基及成形方法，包括注浆桩，位于地基内的注浆桩身周边包裏水泥与泥搅拌混合构成凝固层，注浆桩底部为扩头混凝土桩头，多个环向注浆管自下而上环向嵌在注浆桩的壁上且多个环向注浆管分别与竖立注浆管连通，环向注浆管面上环向开有喷浆孔。优点：一是开创了水泥搅拌桩采用注浆桩承载、水泥浆料凝固固基的先例；二是既适用于软土地基，又适用于一般地质构造，同时又具有高承载力，并且能够完全取代水泥搅拌桩；三是不仅大大降低了水泥用量，而且确保了桩的品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种既适用于软土地基，又适用于一般地质构造，同时又具有高承载力，并且能够取代水泥搅拌桩、减小桩基分布密度的水泥搅拌注浆凸节桩基及成形方法，属注浆桩基及成型方法制造领域。
背景技术
目前现有的水泥搅拌桩施工方法： 1）桩机定位、对中 放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中。 2）调整导向架垂直度 ：采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长。3）预先搅拌下沉 ：启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。 4）拌制浆液：深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号425#普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.45～0.50范围，按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。5）喷浆搅拌提升：下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度（0.50～0.8m/min）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。 6）重复搅拌下沉：搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。7）喷浆重复搅拌提升 ：下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。 8）桩机移位 ：施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。 其存在的不足之：桩基的强度差，承载力小，在同等承载力下，需增大桩基直径及密度，费工、费时、基桩制作成本高。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既适用于软土地基，又适用于一般地质构造，同时又具有高承载力，并且能够取代水泥搅拌桩、减小桩基分布密度的水泥搅拌注浆凸节桩基及成形方法。
设计方案：为了实现上述设计目的。1、位于地基内的注浆桩身周边及底部包裏水泥与泥搅拌混合构成凝固层的设计，是本发明的技术特征之一。这样做的目的在于：水泥搅拌桩是用于软土地基加固处理的一种桩基，它实现了在软土地质条件下楼房桩基的形成，但是不仅承载力小、桩基分布密度大、制造成本高，而且桩基的成品率及品质无法保证。本申请在水泥搅拌桩的基础上，在水泥搅拌钻孔成型且尚未凝固的前提下，将注浆桩压入水泥搅拌桩的桩孔内，凝固后，不仅使桩基的成载力成数倍地提高，而且大大降低了桩基的分布密度，并且大大地提高了桩基的成品率及品质。2、注浆桩中纵向设有竖立注浆管的设计，是本发明的技术特征之二。这样做的目的在于：当本申请的注浆桩位于桩基孔内时，高压混凝土浆料通过竖立注浆管注底部端口注入桩基孔底且浆桩基孔底部的地基压实后顺着注浆桩壁向上翻浆注浆，当翻浆注浆的压力达到高压注浆的压力时，翻浆注浆自动处于停止状态，注浆桩向上翻浆注浆部形成密实度极高注浆桩地基承载头，极大地提高了注浆桩的承载力。3、多节注浆桩中第一节注浆桩（最下面一节注浆桩）下端面竖立注浆管的出浆口的下方设有盆状翻浆盘的设计，是本发明技术特征之三。这样做的目的在于：将盆状翻浆盘固定在第一节注浆桩下端面且盆状翻浆盘盘沿与第一节注浆桩的下端面呈间距配合时，它既可以防止桩基孔内的土或砂土堵塞竖立注浆管出浆口，又可以迫使竖立注浆管出浆口高压喷出浆料沿盆状翻浆盘翻出上翻，达到第一节注浆桩下部地基的夯实与高密度、高强度承载桩头的形成。
技术方案1：一种水泥搅拌注浆凸节桩基，包括注浆桩，位于地基内的注浆桩身周边包裏水泥与泥搅拌混合构成凝固层，注浆桩底部为扩头混凝土桩头，多个环向注浆管自下而上环向嵌在注浆桩的壁上且多个环向注浆管分别与竖立注浆管连通，环向注浆管面上环向开有喷浆孔。
技术方案2：一种水泥搅拌注浆凸节桩基成形方法，按照桩基设计的深度，然采用水泥搅拌钻孔桩机钻注浆桩泥浆孔时，钻机边钻孔边喷出水泥浆，使钻孔出的土与水泥浆混合成浆料混合物，钻孔完成后将注浆桩强行下入浆料混合物的桩基孔内时，浆料混合物包裹在注浆桩桩身及底端，凝固后即得水泥搅拌注浆凸节桩基，然后多节注浆桩中的多节注浆管依次对接，然后将高压混凝土浆料由竖立注浆管下端出口排出瞬间，一部混凝土由盆状翻浆盘挤出后向下往地基内压注形成扩头桩头、一部混凝土由盆状翻浆盘挤出后沿注浆桩外壁上翻形成包桩桩身凝固层，当管桩外壁四周土与一部份混凝土浆料混合向上翻压力达到所设定的压力值时，注浆桩壁上的环向注浆管自下而上根据所设定的压力值依次打开阀芯对桩身四周空间逐级进行高压喷浆注浆，直至注浆桩最上部环向注浆管完成高压注浆，从而达到提高了注浆桩与土的磨擦力待粘结后大大提高了桩的承载能力。
本发明与背景技术相比，一是开创了水泥搅拌桩采用注浆桩承载、混凝土浆料凝固固基的先例；二是既适用于软土地基，又适用于一般地质构造，同时又具有高承载力，并且能够完全取代水泥搅拌桩；三是不仅大大降低了水泥用量，而且确保了桩的品质；四是能够方便快速地完成注浆桩的接桩的同时，不仅使强拉混凝土注浆桩周边桩基土质密实度增大，而且高压注浆所形成的混凝土密实度大、强度高；五是利用废渣填充，既提高了桩基四周地质状态的稳定性，又达到了对废渣的充分利用，达到环保、节材的目的；六是管桩桩身的环向注浆管构成的桩身犹如竹节状管桩，竹节状管桩与高压注浆所形成的混凝土桩基形成的是竹节桩身承载，不仅极大地提高了管桩的承载面积，而且承载强度得到了根本性的提高。
附图说明
图1是水泥搅拌注浆凸节桩基的结构示意图。
图2是注浆管的剖视结构示意图。
图3是注浆管桩的结构示意图。
图4是注浆管桩的俯视结构示意图。
图5是伸缩管张拉前的结构示意图。
图6是伸缩管张拉后的结构示意图。
图7是环向注浆管与三通的连接结构示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图1-7。一种水泥搅拌注浆凸节桩基，包括注浆桩1，位于地基14内的注浆桩1身周边包裏水泥与泥搅拌混合构成凝固层9，注浆桩1底部为扩头混凝土桩头8，多个环向注浆管10自下而上环向嵌在注浆桩1的壁上且多个环向注浆管10分别与竖立注浆管2管连通，环向注浆管10面上环向开有喷浆孔11。所述注浆桩是指混凝土预制空芯桩、混凝土预制实芯桩。所述注浆桩1芯设有一根或多根竖立注浆管2、多节注浆桩中第一节注浆桩1下端面竖立注浆管2的出浆口的下方设有盆状翻浆盘4，盆状翻浆盘4盆沿与第一节注浆桩1下端面呈间距配合6。所述竖立注浆管2下与固定在第一节注浆桩1下端面的端板7连接且竖立注浆管2出料孔直对盆状翻浆盘4面。所述盆状翻浆盘4背面焊有桩尖5，所述盆状翻浆盘4与端板7间采用钢柱3连接。所述盆状翻浆盘4与第一节注浆桩1下端面采用钢柱3连接，或采用螺栓连接。所述竖立注浆管2与注浆管之间采用凹凸结构插接连接或采用丝扣旋接或采用卡扣卡接。所述多个环向注浆管2分别通过各自的三通阀13与竖立注浆管2连通。所述喷浆孔11呈外扩喇叭形。所述三通阀13为压力阀板、阀芯三通阀或电磁三通阀。所述竖立注浆管2上部为伸缩结构12，所述伸缩结构12为空心管伸缩结构。
实施例2：在实施例1的基础上，所述伸缩结构12为插管结构且由外管31、O形密封圈32、内管33、注浆口34构成，注浆口34焊接在内管33上端口，内管33通过O形密封圈32插入外管31密封插接配合。
实施例3：在实施例1的基础上，一种水泥搅拌注浆凸节桩基成形方法，按照桩基设计的深度，然后采用水泥搅拌钻孔桩机钻注浆桩泥浆孔时，钻机边钻孔边喷出水泥浆，使钻孔出的土与水泥浆混合成浆料混合物，钻孔完成后将注浆桩强行下入浆料混合物的桩基孔内时，浆料混合物包裹在注浆桩桩身及底端，凝固后即得水泥搅拌注浆凸节桩基，然后多节注浆桩中的多节注浆管依次对接，然后将高压混凝土浆料由竖立注浆管下端出口排出瞬间，一部分混凝土由盆状翻浆盘挤出后向下往地基内压注形成扩头桩头、一部分混凝土由盆状翻浆盘挤出后沿注浆桩外壁上翻形成包桩桩身凝固层，当管桩外壁四周土与一部份混凝土浆料混合向上翻压力达到所设定的压力值时，注浆桩壁上的环向注浆管自下而上根据所设定的压力值依次打开阀芯对桩身四周空间逐级进行高压喷浆注浆，直至注浆桩最上部环向注浆管完成高压注浆，从而达到提高了注浆桩与土的磨擦力待粘结后大大提高了桩的承载能力。
实施例3：在实施例2的基础上，注浆桩壁上的环向注浆管自下而上根据所设定的压力值依次打开阀芯对桩身四周空间逐级进行高压喷浆注浆，即高压注浆则沿竖立注浆管依次自下而上地首先进入位于注浆桩下部的环向注浆管，并通过环向注浆管向注浆桩桩身四周的桩基孔高压注浆，当位于注浆桩下部的环向注浆管的注浆压力达到所设定的压力值时，高压浆料自动进入位于其上一级的环向注浆管，此时环向注浆管中阀芯打开并通过环向注浆管向管桩桩身四周的桩基孔高压注浆，以此类推，直至管桩高压注浆完成,如特殊土质也可自上而下方法同上。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种水泥搅拌注浆凸节桩基，包括注浆桩（1），其特征是：位于地基（14）内的注浆桩（1）身周边包裏水泥与泥搅拌混合构成凝固层（9），注浆桩（1）底部为扩头混凝土桩头（8），多个环向注浆管（10）自下而上环向嵌在注浆桩（1）的壁上且多个环向注浆管（10）分别与竖立注浆管（2）管连通，环向注浆管（10）面上环向开有喷浆孔（11）；注浆桩（1）芯设有一根或多根竖立注浆管（2）、多节注浆桩中第一节注浆桩下端面竖立注浆管（2）的出浆口的下方设有盆状翻浆盘（4），竖立注浆管（2）上部为伸缩结构（12），所述伸缩结构（12）为空心管伸缩结构，盆状翻浆盘（4）盆沿与第一节注浆桩下端面呈间距配合（6）。
2.根据权利要求1所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，其特征是：所述注浆桩是指混凝土预制空芯桩、混凝土预制实芯桩。
3.根据权利要求1所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，其特征是：所述竖立注浆管（2）下与固定在第一节注浆桩下端面的端板（7）连接且竖立注浆管（2）出料孔直对盆状翻浆盘（4）面。
4.根据权利要求1或3所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，其特征是：所述盆状翻浆盘（4）背面焊有桩尖（5），所述盆状翻浆盘（4）与端板（7）间采用钢柱（3）连接。
5.根据权利要求1或3所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，其特征是：所述盆状翻浆盘（4）与第一节注浆桩下端面采用钢柱（3）连接，或采用螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，其特征是：所述竖立注浆管（2）与竖立注浆管之间采用凹凸结构插接连接或采用丝扣旋接或采用卡扣卡接。
7.根据权利要求1所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，其特征是：所述多个环向注浆管（10）分别通过各自的三通阀（13）与竖立注浆管（2）连通。
8.根据权利要求7所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，其特征是：所述三通阀（13）为压力阀板、阀芯三通阀或电磁三通阀。
9.根据权利要求1所述的水泥搅拌注浆凸节桩基，所述伸缩结构（12）为插管结构且由外管（31）、O形密封圈（32）、内管（33）、注浆口（34）构成，注浆口（34）焊接在内管（33）上端口，内管（33）通过O形密封圈（32）插入外管（31）密封插接配合。
10.一种水泥搅拌注浆凸节桩基成形方法，其特征是：按照桩基设计的深度，然后采用水泥搅拌钻孔桩机钻注浆桩泥浆孔时，钻机边钻孔边喷出水泥浆，使钻孔出的土与水泥浆混合成浆料混合物，钻孔完成后将注浆桩强行下入浆料混合物的桩基孔内时，浆料混合物包裹在注浆桩桩身及底端，凝固后即得水泥搅拌注浆凸节桩基，然后多节注浆桩中的多节注浆管依次对接，然后将高压混凝土浆料由竖立注浆管下端出口排出瞬间，一部分混凝土由盆状翻浆盘挤出后向下往地基内压注形成扩头桩头、一部分混凝土由盆状翻浆盘挤出后沿注浆桩外壁上翻形成包桩桩身凝固层，当管桩外壁四周土与一部份混凝土浆料混合向上翻压力达到所设定的压力值时，注浆桩壁上的环向注浆管自下而上根据所设定的压力值依次打开阀芯对桩身四周空间逐级进行高压喷浆注浆，直至注浆桩最上部环向注浆管完成高压注浆，从而达到提高了注浆桩与土的磨擦力待粘结后大大提高了桩的承载能力。
11.根据权利要求10所述的水泥搅拌注浆凸节桩基成形方法，其特征是：所述注浆桩的注浆方法为，注浆桩壁上的环向注浆管自下而上根据所设定的压力值依次打开阀芯对桩身四周空间逐级进行高压喷浆注浆，即高压注浆则沿竖立注浆管依次自下而上地首先进入位于注浆桩下部的环向注浆管，并通过环向注浆管向注浆桩桩身四周的桩基孔高压注浆，当位于注浆桩下部的环向注浆管的注浆压力达到所设定的压力值时，高压浆料自动进入位于其上一级的环向注浆管，此时环向注浆管中阀芯打开并通过环向注浆管向管桩桩身四周的桩基孔高压注浆，以此类推，直至管桩高压注浆完成,如特殊土质采用自上而下方法同上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210412 Address after: 313013 workshop 1 of Huzhou Wantuo metal products Co., Ltd., rujiadian Road, Lianshi Town, Nanxun District, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Address before: Hangzhou Luyuan Ginkgo Garden Road is the 310017 city in Zhejiang province 5 unit 2002 room Patentee before: Zhou Zhaodi |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Cement mixing grouting convex joint pile foundation and its forming method Effective date of registration: 20210929 Granted publication date: 20160928 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Huzhou Lianshi Xiaowei franchise sub branch Pledgor: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021330001762 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230106 Granted publication date: 20160928 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Huzhou Lianshi Xiaowei franchise sub branch Pledgor: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021330001762 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Cement Mixing Grouting Convex Joint Pile Foundation and Its Forming Method Effective date of registration: 20230707 Granted publication date: 20160928 Pledgee: Nanxun Rural Commercial Bank of Zhejiang, Limited by Share Ltd. Pledgor: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023330001414 |