CN108149682A - 一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法，所述注浆护筒装置包括筒体，所述筒体的上部外侧壁上沿其长度方向设有至少三根注浆管，所述至少三根注浆管沿筒体的圆周等间距设置，所述筒体的下部侧壁上设有观测孔，所述筒体的底部设有坡口刃脚。本发明保证了钻机在护筒跟进下对周围回填抛石的临时护壁，容易成孔且成孔质量高，安全可靠，施工效率高、方便安全且成本较低。

Description

一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程的桩基施工技术领域，特别涉及一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法。

背景技术

在建筑工程的地基基础处理施工中，护筒是一种经常使用的工具装置，其作用是在地基土体中起到护壁作用并在施工过程中对其内部的桩身予以保护。而注浆法是一种利用压力泵将具有加固性质的浆液注入到地基土体中的一种施工技术，其目的是使注入的浆液在土体中渗透和扩散，经过一定时间固化后达到加固地层和抗渗防水等目的，其对地下构筑物的加固、防水的效果是比较明显的。

目前，建筑行业在进行灌注桩施工时，常采用钻机成孔然后浇筑混凝土成桩的施工方法。但当遇到钻进土体为抛石回填地层时，钻机钻进不成孔且无法使用泥浆护壁，经常容易出现塌孔的问题。若采用全高钢护筒的方法成孔虽然可以较好地解决塌孔的问题，但存在施工成本较高，施工难度大等问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法，能保证钻机成孔质量可靠，施工效率高、方便安全且成本较低。

为达到上述目的，本发明提出了一种注浆护筒装置，包括筒体，所述筒体的上部外侧壁上沿其长度方向设有至少三根注浆管，所述至少三根注浆管沿筒体的圆周等间距设置，所述筒体的下部侧壁上设有观测孔，所述筒体的底部设有坡口刃脚。

进一步，在上述一种注浆护筒装置中，所述注浆护筒装置还包括至少一注浆软管，所述注浆软管的一端与筒体上的注浆管相连，另一端连通于注浆机。

进一步，在上述一种注浆护筒装置中，所述注浆软管的耐压不小于6MPa，所述注浆机采用水泥浆注浆机，注浆压力不大于4MPa。

进一步，在上述一种注浆护筒装置中，每一注浆管上部进口与筒体平齐，所述注浆管的上部进口通过注浆软管连接于注浆机，所述注浆管的下部出口设有坡口。

进一步，在上述一种注浆护筒装置中，所述注浆管的长度为筒体的长度的1/3。

进一步，在上述一种注浆护筒装置中，所述筒体的壁厚为10mm，所述筒体的长度为2m。

进一步，在上述一种注浆护筒装置中，所述观测孔位于距离筒体底部100mm处。

进一步，在上述一种注浆护筒装置中，所述观测孔直径为20mm。

另，本发明还提供一种采用上述的注浆护筒装置的桩基成孔施工方法，包括以下步骤：

步骤S1：确定预定桩位，将注浆护筒装置临时固定于上述预定桩位上，使得所述注浆护筒装置中心与桩位中心重合；

步骤S2：在预定桩位上，利用钻机钻孔至设定深度后，通过注浆管向钻孔中进行压力注浆，直到通过观测孔观测到所注浆液渗入到筒体内时即停止注浆；

步骤S3：根据浆液的配合比不同进行2~4小时静置，直至注入的浆液与周围回填抛石地层固化形成环形整体结构；

步骤S4：重复上述步骤S2及S3，直至钻孔施工到完全穿越回填抛石地层后，将注完浆的注浆护筒装置从钻孔中取出；

步骤S5：利用钻机继续钻孔至桩底标高或相应持力层后完成桩基成孔的施工。

进一步，在上述桩基成孔施工方法中，所述步骤S4中每一钻孔循环成孔深度为2m。

本发明一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法保证了钻机在护筒跟进下对周围回填抛石的临时护壁，容易成孔且成孔质量高，安全可靠，施工效率高、方便安全且成本较低。

附图说明

图1为本发明一种注浆护筒装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本发明一种注浆护筒装置的剖视图；

图4为本发明一种注浆护筒装置处于工作状态的俯视图；

图5为本发明一种注浆护筒装置处于工作状态的剖视图；

图6为本发明采用上述的护筒装置的桩基成孔施工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

请参阅图1至图3，图1为本发明一种注浆护筒装置的结构示意图。

本发明提供一种注浆护筒装置100，其包括筒体1，所述筒体1的上部外侧壁上沿其长度方向设有至少三根注浆管2，所述至少三根注浆管2沿筒体1的圆周等间距设置，所述筒体1的下部侧壁上设有观测孔3，所述筒体1的底部设有坡口刃脚（图未示）。

其中，所述筒体1为钢管制成，且为两端开口。本实施例中，所述筒体1的壁厚为10mm，所述筒体1的长度为2m，所述筒体1的内直径为设计桩径（800mm-2000mm）+100mm。所述筒体1内部用于放置钻机进行钻孔施工，而筒体1的底部设置坡口刃脚，以便于切入土体，使得筒体1随钻机下沉。

所述注浆护筒装置还包括至少一注浆软管4，所述注浆软管4的一端与筒体1上的注浆管2相连，另一端连通于注浆机（图未示）。

所述注浆软管4为与注浆机配套的耐压软管，所述注浆软管4的耐压不小于6MPa，所述注浆软管4与注浆管2应采用可靠连接方式进行连接，并随着注浆护筒的不断下沉而不断接长，保证最终软管长度不小于桩长。所述注浆机采用水泥浆注浆机，注浆压力不大于4MPa。

每一注浆管2设于筒体1的上侧壁，即所述注浆管2的上部进口与筒体1平齐，且所述注浆管2的上部进口通过注浆软管4连接于注浆机，用于通过注浆管2向筒体1周围土体进行注浆；所述注浆管2的下部出口设有坡口21，用于方便注浆时浆体流出。

本实施例中，所述至少三根注浆管2为三根，其分别沿筒体1的圆周等间距设置。每一注浆管2采用壁厚为2mm的钢管制成，所述注浆管2的直径为20mm，所述注浆管2的长度为筒体1的长度的1/3（667mm）。

所述注浆管2焊接于筒体1的侧壁上，具体采用双侧三角焊焊接，焊缝厚度不小于5mm。

所述观测孔3位于距离筒体1底部100mm处，所述观测孔3采用钻孔贯通钢制护筒管壁，以便于在护筒内观测到所注浆液的渗出，所述观测孔3直径为20mm，施工过程中应注意避免堵塞。

请参阅图4至图6，图4及图5分别为本发明一种注浆护筒装置处于工作状态的俯视图及剖视图。本发明注浆护筒装置100在工作时主要应用于回填抛石地层200，即通过注浆对周围的散碎抛石进行加固成孔并形成临时护壁，从而保证成孔质量。

图6为本发明采用上述的护筒装置的桩基成孔施工方法的流程示意图。所述方法包括以下步骤：

步骤S1：确定预定桩位，将注浆护筒装置100临时固定于上述预定桩位上，使得所述注浆护筒装置100中心与桩位中心重合；

具体实现时，首先对施工场地进行清理、平整，清除桩位周围杂物，钻机位置及行走道路整平夯实，完成水电接入；再采用全站仪坐标法进行桩的中心位置放样，用十字定位法引至桩外50cm作为确定预定桩位的中心点；再将注浆护筒装置100临时埋入所述预定桩位土体中，确保筒体1中心与桩位中心重合，注浆护筒装置100埋深不小于1.2m，周围应回填黏土，分层夯实。然后将注浆护筒装置100上的注浆管2通过注浆软管4连接到注浆机上；

步骤S2：在预定桩位上，利用钻机钻孔至设定深度后，通过注浆管2向钻孔中进行压力注浆，直到通过观测孔3观测到所注浆液渗入到筒体1内时即停止注浆；

具体实现时，旋挖钻机就位进行钻孔施工，注浆护筒装置100随钻进沉至上口高于地面20cm位置。所述筒体1的长度为2m，可重复使用，每一钻孔循环成孔深度为2m，所述注浆护筒装置100在旋挖钻机钻进过程中随钻机沉入抛石回填地层中形成临时护壁，护筒顶面达到回填抛石地层（首次高于地面20cm ）时，调制速凝型水泥浆液或水泥砂浆（强度不大于M30，凝固时间不大于1小时）接入注浆泵，通过注浆护筒上的注浆管向周围地层进行压力注浆，压力不大于4MPa。当通过观测孔3能够观测到所注浆液渗入到筒体1内时停止注浆，然后注入适量清水清洗注浆管。

步骤S3：根据浆液的配合比不同进行2~4小时静置，直至注入的浆液与周围回填抛石地层200固化形成环形整体结构；

具体实现时，根据浆液配合比不同进行2~4小时静置，以确保浆液将周围回填抛石固化形成具有一定强度的环形稳定结构。

步骤S4：重复上述步骤S2及S3，直至钻孔施工到完全穿越回填抛石地层200后，将注完浆的注浆护筒装置100从钻孔中取出。

具体实现时，采用挖钻机继续在注浆护筒装置100内进行钻进，同时沉入注浆护筒装置100到更深层的抛石回填地层中进行下一循环施工，直至钻孔施工到完全穿越回填抛石地层200后，待浆液与周围抛石固化后将注完浆的注浆护筒拔出。

步骤S5：利用钻机继续钻孔至桩底标高或相应持力层后完成桩基成孔的施工。

具体实现时，继续钻进至桩底标高或相应持力层即可进行成孔验收，验收合格后的桩孔就可以进行安放钢筋笼和浇筑混凝土等的后续工序施工。

相比于现有技术，本发明一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法具有如下有益效果：

1、本发明解决了在山区地区抛石回填地层内采用旋挖钻机钻进不成孔且无法使用泥浆护壁的条件下进行钻孔灌注桩施工时的成孔问题。

2、本发明主要通过采用可循环使用的注浆护筒来达到节约成本，提高效率的问题。

3、本发明保证了钻机在护筒跟进下对周围回填抛石的临时护壁，容易成孔且成孔质量高，安全可靠。

4、本发明的注浆护筒通过注浆对周围的散碎抛石进行加固，共同形成环形稳定结构，保证护筒在不断深入土层的过程中，上部桩孔不会产生塌孔，且成型质量高。

5、本发明的注浆护筒长度为2m，施工难度大大降低。

6、本发明的注浆护筒施工方法结合了护壁施工和护筒施工方法的优点，在特定的土层中施工时效果明显。

7、本发明的注浆护筒的施工方法可与其他施工方法组合施工，施工方法转换时不需太多的调整。

8、本发明的施工方法由于注浆护筒可重复利用，上部注浆护壁牢固可靠，所以理论钻孔深度较深，适于较深桩孔的施工。

综上，本发明一种注浆护筒装置及采用该护筒装置的桩基成孔施工方法保证了钻机在护筒跟进下对周围回填抛石的临时护壁，容易成孔且成孔质量高，安全可靠，施工效率高、方便安全且成本较低。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种注浆护筒装置，其特征在于，包括筒体，所述筒体的上部外侧壁上沿其长度方向设有至少三根注浆管，所述至少三根注浆管沿筒体的圆周等间距设置，所述筒体的下部侧壁上设有观测孔，所述筒体的底部设有坡口刃脚。

2.根据权利要求1所述的注浆护筒装置，其特征在于，所述注浆护筒装置还包括至少一注浆软管，所述注浆软管的一端与筒体上的注浆管相连，另一端连通于注浆机。

3.根据权利要求2所述的注浆护筒装置，其特征在于，所述注浆软管的耐压不小于6MPa，所述注浆机采用水泥浆注浆机，注浆压力不大于4MPa。

4.根据权利要求3所述的注浆护筒装置，其特征在于，每一注浆管上部进口与筒体平齐，所述注浆管的上部进口通过注浆软管连接于注浆机，所述注浆管的下部出口设有坡口。

5.根据权利要求4所述的注浆护筒装置，其特征在于，所述注浆管的长度为筒体的长度的1/3。

6.根据权利要求5所述的注浆护筒装置，其特征在于，所述筒体的壁厚为10mm，所述筒体的长度为2m。

7.根据权利要求1所述的注浆护筒装置，其特征在于，所述观测孔位于距离筒体底部100mm处。

8.根据权利要求7所述的注浆护筒装置，其特征在于，所述观测孔直径为20mm。

9.一种采用如权利要求2-8任一项所述的注浆护筒装置的桩基成孔施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：确定预定桩位，将注浆护筒装置临时固定于上述预定桩位上，使得所述注浆护筒装置中心与桩位中心重合；

步骤S2：在预定桩位上，利用钻机钻孔至设定深度后，通过注浆管向钻孔中进行压力注浆，直到通过观测孔观测到所注浆液渗入到筒体内时即停止注浆；

步骤S3：根据浆液的配合比不同进行2~4小时静置，直至注入的浆液与周围回填抛石地层固化形成环形整体结构；

步骤S4：重复上述步骤S2及S3，直至钻孔施工到完全穿越回填抛石地层后，将注完浆的注浆护筒装置从钻孔中取出；

步骤S5：利用钻机继续钻孔至桩底标高或相应持力层后完成桩基成孔的施工。

10.根据权利要求9所述的桩基成孔施工方法，其特征在于，所述步骤S4中每一钻孔循环成孔深度为2m。