CN108265710B - 一种后注浆预制空心管树根桩结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种后注浆预制空心管树桩结构及施工方法，属于建筑领域，所述预制空心管内设置有水泥浆浇注管、电线，预制空心管对接部设置有连接件，连接部件为圆柱体，圆柱体内部水泥浆浇注管周边均匀地设置有多个径向滑动件，径向滑动件靠水泥浆浇灌管侧滑动设置有空的径向滑动轴，内设导管与电线，线端设置有微型焊枪，微型熔化抢连接在径向滑动件多个部位，径向滑动轴与水泥浆浇灌管连通，预制空心管内电线上部与电焊机连接，本发明提供可提高预制空心管桩的承载力，降低桩基的沉降，提高桩基周边土层强度，克服灌浆后注浆技术施工周期长，工艺复杂等缺点。

Description

一种后注浆预制空心管树根桩结构及施工方法
技术领域
本发明涉及一种管树根桩结构及施工方法，特别涉及一种后注浆预制空心管树根桩结构及施工方法，属于建筑领域。
背景技术
随着房地产业的不断发展，建筑物高度也越来越高，万丈高楼平底起，基础是关键，只有坚实的基础，才能够有入云的大厦。构筑基础时，常常是在地基中压入基础桩或在地面钻洞，然后浇注混凝土，形成大楼的基础，压入地基中的基础桩一般是预制空心管，桩端面设置有法兰，法兰面上设置有多个连接孔，预制空心管之间利用插入连接孔中的连接销将预制空心管沿着垂直方向连接，图7是 现有预制空心管状体沿左右方向的纵向剖面示意图。图中前一根预制空心管40a与后一根预制空心管40b中间利用连接销41保持了上下方向的垂直，在前一个根预制空心管40a与后一根预制空心管40b的对接面上分别设置有上法兰42a、下法兰42b，上法兰42a和下法兰42b面上分别开设有多个连接孔即：上连接销孔43a和下连接销孔43b（参照图3），44为预制空心管的中心孔。钻孔浇注桩技术中，钻头在一定深度上可扩大钻头直径，可浇注成外周具有凸出的树根桩，以此降低基础桩的沉降，提高基础桩的承载力。
预制空心管桩具有施工速度快的特点，但是，与树根桩相比，存在着沉降度大、承载力小的弱点，树根桩尽管沉降小、承载力大的优点，但是，由于是现场施工、现场浇灌，需要有凝固时间，因此，存在着施工精度慢、施工工艺复杂的缺点。
另外，2017年建筑业十张项新技术中，公布了灌注浆后注浆技术，其方法是在灌注桩后一段时间，利用预设在桩内的水泥浆浇注管以及与之相连接的桩端，桩侧处设置的注浆阀，用压力注入机挤压水泥浆，在桩端和桩侧注浆，加固桩底沉渣虚土和桩身泥皮，并将水泥浆渗入到桩周边的劈裂和压密非饱和松散土中，对桩周围土层起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，降低桩基的沉降。
尽管灌注浆后注浆技术与希望新技术相比承载力有所提高，桩基沉降有所降低，但是，与树根桩相比，还存在着施工速度慢的缺点，而且，这种方法是现场浇注施工，与预制空心管施工相比，还是施工方法复杂，施工周期长，但预制空心管存在着承载力小，桩基沉降沉降的可能性，而且，目前预制空心管不能形成树根桩的结构。
综合上述几种基础桩的形成方法，各有利弊。如何能够将上述几种方法的优点集中在一种方法上，即，具有预制空心管的简单快速性，树根桩的防止沉降性，灌注浆后注浆的高承载力以及加固桩身周边土层强度，可大幅度提到施工质量和施工进度，这也是建筑行业技术专家十分关心的一大课题。
发明内容
针对预制空心管桩承载力较小，桩侧桩底土质松散强度不足问题， 现浇混凝土树根桩以及灌浆后注浆施工法工艺较复杂且施工周期长等问题，本发明提供一种后注浆预制空心管树根桩结构及施工方法，其目的是为了提高预制空心管桩的承载力，降低桩基的沉降，提高桩基周边土层强度，克服灌浆后注浆技术施工周期长，施工复杂等缺点，优化施工方法和施工结构。
一种后注浆预制空心管树根桩结构，包括预制空心管，预制空心管对接部连接销，所述预制空心管内设置有水泥浆浇注管，其间设置有导管，导管内贯穿有电线，预制空心管对接部设置有连接件，连接件中间也设置有水泥浆浇注管、导管、电线以及上部的对应接头，连接部件为圆柱体，内部水泥浆浇注管周边均匀地设置有多个径向滑动件，径向滑动件靠水泥浆浇注管侧滑动设置有径向滑动轴，径向滑动轴为内空管，内设导管与电线，电线分为多个端部，线端设置有微型焊枪，微型焊枪连接在径向滑动件多个部位，径向滑动轴经水泥浆浇注管连接在外部压力注浆机上，预制空心管内电线连接在电焊机上；
进一步，所述水泥浆浇注管内设置有压力传感器，压力传感器连接至控制器，控制器与电焊机连接；
进一步，所述径向滑动件与径向滑动轴之间密封滑动连接，多个径向滑动件之间设置有轴向支撑件；
进一步，所述圆柱体端面上设置有连接销孔，连接销孔设置在轴向支撑件上；
进一步，所述圆柱体内部水泥浆浇注管与径向滑动轴之间相互连通；
进一步，所述径向滑动件在圆柱体外周侧厚度大于内周侧厚度；
进一步，所述径向滑动轴内导管为伸缩型结构，电线设有伸缩余量；
进一步，所述径向滑动件上下面为向中间收缩的坡度结构，圆柱体外周径向滑动件上下部位设置弹性滑动闸门。
一种后注浆预制空心管树根桩形成方法，包括上述后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：后注浆预制管树桩形成方法按照下列步骤完成：
①利用打桩机将前一根预制空心管40a挤压入土；
②在前一根预制空心管40a上端面的连接销孔内设置连接销，在连接销上设置连接件；
③在连接件的上端面设置连接销，起吊后一根预制空心管，将后一根预制空心管内的水泥浆浇注管，导管以及电线与连接件中央相应的管和电线连接；
④将后一根预制空心管利用打桩机向下挤压入土，将水泥浆浇注管与压力注浆机连接；
⑤开启压力注浆机，将水泥浆沿着水泥浆浇注管浇注入；
⑥水泥浆经径向滑动轴内进入径向滑动件内，在压力作用下，径向滑动件沿着径向向外周移动，径向滑动件伸张向连接件的外周，与此同时，圆柱体外周径向滑动件上下部位设置的弹性滑动闸门向上下方向相应张开，径向滑动管内的导管向外周延伸；
⑦径向滑动件向外延伸结束后，水泥浆浇注管内压力升高，启动电焊机，多个微型焊枪利用大电流将径向滑动件连接部熔化为孔，水泥浆浇注管内压力下降；
⑧再次开启压力注浆机，向水泥浆浇注管内挤压水泥浆，水泥浆从熔化的水泥浆挤压孔流向径向滑动件外侧；
⑨水泥浆挤压连接件外周土层，并将连接件外周包围；
⑩关闭压力注浆机，多个连接件外周利用径向滑动件形成树根桩结构；多个预制空心管的连接重复上述步骤。
本发明具有的积极效果是：通过在预制空心管内设置水泥浆浇注管，能够利用压力注浆机将水泥浆沿着水泥浆浇注管在预制空心管内部挤压到径向滑动件和连接件外周，并能够挤压径向滑动件依靠压力将径向滑动件从连接件内部挤出连接件外周，还能够对连接件以及其上下预制空心管的法兰部分进行保护；通过在水泥浆浇注管中设置导管，导管内贯穿电线，导管的作用是保护电线受到挤压，并对电线起到屏蔽作用，保护电线的导电不会受到损伤，从而确保电线端部设置的微型焊枪能够在电焊机的作用下将径向滑动件外部多个位置熔化出水泥浆挤压孔，有利于水泥浆的外流，有利于对连接件外周的土层进行挤压加固，有利于连接件以及与其上下两端连接的预制空心管部分进行保护；通过在上下两个预制空心管之间设置连接件，有利于内部设置向外延伸的径向滑动件，有利于在水泥浆的压力下向外周延伸，有利于形成树桩，通过在连接件的上下两个端面的轴向支撑件上形成连接销孔，有利于讲上下两个预制空心管连接、定位，有利于保持预制空心管在下压过程中的垂直性；通过在圆柱体连接件的径向滑动件间隙中设置轴向支撑件，能够在预制空心管在下压过程中起到支撑作用，能够保护径向滑动件的完整性，可保证水泥浆在挤压过程中不会中途外泄，能够确保径向滑动件的径向滑动；特别是通过在径向滑动件的轴心一侧设置径向滑动轴，并使径向滑动轴与径向滑动件在滑动过程中保持密封连接，能够保证在密封状态下，使径向滑动件受到向外周滑动的力量；通过将径向滑动轴内导管设计成伸缩型结构，电线具有伸缩余量，有利于在水泥浆挤压过程中对电线的保护，有利于电线延伸后导管对电线的保护；通过将径向滑动件上下面设计成向中间收缩的坡度结构，圆柱体外周径向滑动件上下部位设置弹性滑动闸门，有利于预制空心管的向下挤压，能够防止径向滑动件向外延伸过程中，泥土进入圆柱体内部；通过在电线一端设置多个微型焊枪，并使多个微型焊枪分别与径向滑动件外侧的多个位置固定连接，在电焊机产生的电流作用下，能够将径向滑动件熔化成水泥浆挤压孔，实现水泥浆向外周的挤压目的，进一步保护连接件机器周边的预制空心管，同时，能够挤压连接件周边的泥土层，可加固桩底沉渣虚土和桩身泥皮，并将水泥浆渗入到桩周边的劈裂和压密非饱和松散土中，对桩周围土层起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，降低桩基的沉降；通过将径向滑动件在圆柱体外周侧厚度设计成大于内周侧的厚度，有利于径向滑动件向外周的延伸；通过在电焊机、压力注浆机以及压力传感器之间设置控制器，能够实现自动化控制，通过设定相应的压力参数、电流参数，能够自动停止压力注浆机的挤压、自动开启电焊机对径向滑动件的熔化以及再次开启水泥浆料的挤压与停止的程序，当然，也可以在进行手动操作完成对水泥浆的挤压，对径向滑动件的熔化等程序；通过利用连接件结构，不仅能够起到预制空心管之间的连接作用，而且能够形成树桩，可提高基础桩下沉阻力，而且能够通过在连接件周边后注浆，能够对外周泥土层进行挤压加固，防止发生周边泥土的坍塌，提高单桩的承载力，进一步提高整个建筑物基础的安全性，实现了预制空心管的树根结构，不仅保持了原来预制空心管的施工速度，而且实现了树根结构，后注浆结构，从而保证了施工质量，实现了速度与质量同步提升。
附图说明
图1 预制空心管状体沿左右方向的纵向剖面示意图。
图2 连接件上部的横截面结构示意图。
图3 连接件侧面放大结构示意图。
图4 纵向滑动件滑向外周的预制空心管状体沿左右方向的纵向剖面示意图。
图5 连接件外周挤压水泥浆后的服饰结构示意图。
图6 沿图5中AC方向的泡面结构示意图。
图7 现有预制空心管状体沿左右方向的纵向剖面示意图。
标号说明：10-连接件、11-径向滑动件、12-轴向支撑件、13-径向滑动轴、14-水泥浆浇注管、15-导管、16-电线、16a-分支线一、16b-分支线二、17-闸门、18-导管接头、19-电线对接接头、20-微型焊枪、21-伸缩型导管、21a-分支导管一、21b-分支导管二、23-滑动件挡块、24-滑动轴挡块、31-水泥浆，40a-前一根预制空心管、40b-后一根预制空心管、41-连接销、42a-上法兰、42b-下法兰、43a-上连接销孔、43b-下连接销孔、44-中心孔。
具体实施方式
以下参照附图就本发明的具体技术方案进行详细说明。
一种后注浆预制管树桩结构，图1 是预制空心管状体沿左右方向的纵向剖面示意图。图2是连接件10上部的横截面结构示意图。后注浆预制管树桩结构包括预制空心管，预制空心管对接部连接销41，所述预制空心管内设置有水泥浆浇注管14，其间设置有导管15，导管15内贯穿有电线16，预制空心管对接部设置有连接件10，连接件10中间设置有水泥浆浇注管14、导管、电线以及上部的水泥浆浇注管14对接接头，导管接头18、电线对接接头19，连接件为圆柱体，连接件内部水泥浆浇注管14周边均匀地设置有多个径向滑动件11，径向滑动件11靠水泥浆浇注管14侧滑动设置有径向滑动轴13，径向滑动轴13为内空管，径向滑动轴13内设导管15与电线16，电线16分为多个端部，线端设置有微型焊枪20，微型焊枪20连接在径向滑动件11多个部位，在本实施例中，分支线一16a-、分支线二16b是通向横向滑动件11的分支电线，径向滑动轴13经水泥浆浇注管14连接在外部压力注浆机上，预制空心管内电线16上部与电焊机连接，每个微型焊枪20以及分支电线外周设置有分支导管，图3是连接件10侧面放大结构示意图。在本实施例中，具体有分支导管一21a、分支导管15二21b，为了保证径向滑动件11的滑动行程，在滑动件的内周侧设置有滑动件挡块23、在径向滑动轴13的外侧设置有滑动轴挡块24，滑动件到达终点后，起到阻挡作用，此时，会增大水泥浆浇注管14内部的静压力，在这个时候，说明径向滑动件滑动到位。
所述水泥浆浇注管14内设置有压力传感器，压力传感器连接至控制器，控制器与电焊机连接。既可以自动控制，还可以实施手动操作。
所述径向滑动件11与径向滑动轴13之间密封滑动连接，多个径向滑动件11之间设置有轴向支撑件12。
所述圆柱体端面上设置有连接销孔，连接销孔设置在轴向支撑件12上，具体为上连接销孔43a和下连接销孔43b，其直径与连接销41对应吻合。
所述圆柱体中心设置的水泥浆浇注管14与径向滑动轴13之间相互连通。
所述径向滑动件11在圆柱体外周侧厚度大于内周侧厚度。
所述径向滑动轴13内导管15为伸缩型导管21，其端部连接有分支导管一21a、分支导管二21b，电线16设有伸缩余量，支导管一21a、分支导管二21b内设置有分支线一16a、分支线二16b。
所述径向滑动件11上下面为向中间收缩的坡度结构，圆柱体外周径向滑动件11上下部位设置弹性滑动闸门17，滑动闸门17的端部靠近径向滑动件11上下面，在与预制空心管一起向下挤压时，保持不动，只有当径向滑动件11滑动时可将上下两个闸门挤向上下方向。
一种后注浆预制管树桩形成方法，其中，图4是纵向滑动件滑向外周的预制空心管状体沿左右方向的纵向剖面示意图。图5 是连接件10外周挤压水泥浆31后的服饰结构示意图。图6 是沿图5中AC方向的泡面结构示意图。形成方法包括上述后注浆预制空心管树根桩结构后注浆预制管树桩形成方法按照下列步骤完成：
①利用打桩机将前一根预制空心管40a挤压入土；
②在前一根预制空心管40a上端面的连接销孔内设置连接销41，在连接销41上设置连接件10；
③在连接件10的上端面设置连接销41，起吊后一根预制空心管40b，将后一根预制空心管40b内的水泥浆浇注管14、导管15以及电线16与连接件10中央相应的水泥浆浇注管接头、导管接头18和电线对接接头19连接；
④将后一根预制空心管40b利用打桩机向下挤压入土，将水泥浆浇注管14与压力注浆机连接；
⑤开启压力注浆机，将水泥浆31沿着水泥浆浇注管14浇注入；
⑥水泥浆31经径向滑动轴13内进入径向滑动件11内，在压力作用下，径向滑动件11沿着径向向外周方向移动，径向滑动件11伸向连接件10的外周方向，与此同时，圆柱体外周径向滑动件11上下部位设置的弹性滑动闸门17向上下方向相应挤压移动，径向滑动管内的伸缩型导管21向外周延伸；
⑦径向滑动件11向外延伸结束后，水泥浆浇注管14内压力升高，启动电焊机，多个微型焊枪20利用大电流将径向滑动件11连接部熔化为孔，水泥浆浇注管14内压力下降；
⑧再次开启压力注浆机，向水泥浆浇注管14内挤压水泥浆31，水泥浆31从熔化的水泥浆挤压孔流向径向滑动件11外侧；
⑨水泥浆31挤压连接件10外周土层，并将连接件10外周包围；
⑩关闭压力注浆机，多个连接件10外周利用径向滑动件11形成树根桩结构；
多个预制空心管的连接重复上述步骤。
本发明通过在预制空心管内设置水泥浆浇注管14，能够利用压力注浆机将水泥浆31沿着水泥浆浇注管14沿着预制空心管内部挤压到径向滑动件11和连接件外周，并能够挤压径向滑动件11依靠压力将径向滑动件11从连接件内部挤出连接件10外周，还能够对连接件10以及其上下预制空心管的法兰部分进行保护；通过在水泥浆浇注管14中设置导管15，导管15内贯穿有电线16，导管15的作用是保护电线16受到挤压，并对电线16起到屏蔽作用，保护电线16的导电不会受到损伤，从而确保电线16端部设置的微型熔化抢20能够在电焊机的作用下将径向滑动件11外部多个位置熔化出水泥浆31挤压孔，有利于水泥浆31的外流，有利于对连接件10外周的泥土层进行挤压加固，有利于连接件10以及与其上下两端连接的预制空心管部分进行保护；通过在上下两个预制空心管之间设置连接件10，有利于内部设置向外延伸的径向滑动件11，有利于在水泥浆31的压力下向外周延伸，有利于形成树桩，通过在连接件10的上下两个端面的轴向支撑件12上形成连接销孔，有利于将上下两个预制空心管连接、定位，有利于保持预制空心管在下压过程中的垂直性；通过在圆柱体连接件10的径向滑动件11间隙中设置轴向支撑件12，能够在预制空心管下压过程中起到支撑作用，能够保护径向滑动件11的完整性，可保证水泥浆31在挤压过程中不会中途外泄，能够确保径向滑动件11的径向滑动；特别是通过在径向滑动件11的轴心一侧设置径向滑动轴13，并使径向滑动轴13与径向滑动件11在滑动过程中保持密封连接，能够保证在密封状态下，使径向滑动件11受到向外周滑动的力量；通过将径向滑动轴13内导管15设计成伸缩型结构，电线16具有伸缩余量，有利于在水泥浆挤压过程中对电线16的保护，有利于电线16延伸后导管15对电线16的保护；通过将径向滑动件11上下面设计成向中间收缩的坡度结构，圆柱体外周径向滑动件11上下部位设置弹性滑动闸门17，有利于预制空心管的向下挤压，能够防止径向滑动件11向外延伸过程中，泥土进入圆柱体内部；通过在电线16一端设置多个微型焊枪20，并使多个微型焊枪分别与径向滑动件11外侧的多个位置固定连接，在电焊机产生的电流作用下，能够将径向滑动件11熔化成水泥浆挤压孔，实现水泥浆31向外周的挤压目的，进一步保护连接件10及其周边的预制空心管，同时可挤压连接件10周边的泥土层，可加固桩底沉渣虚土和桩身泥皮，并将浆渗入到桩周边的劈裂和压密非饱和松散土中，对桩周围土层起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，降低桩基的沉降；通过将径向滑动件11在圆柱体外周侧厚度设计成大于内周侧的厚度，有利于径向滑动件11向外周的延伸；通过在电焊机、压力注浆机以及压力传感器之间设置控制器，能够实现自动化控制，通过实现设定相应的压力参数、电流参数，能够自动停止压力注浆机的挤压、自动开启电焊机对径向滑动件11的熔化以及再次开启水泥浆的挤压与停止的程序，当然，也可以在进行手动操作完成对水泥浆31的挤压，对径向滑动件11的熔化等程序；通过利用连接件10结构，不仅能够起到预制空心管之间的连接作用，而且能够形成树根桩，可提高基础桩下沉阻力，而且能够通过在连接件10周边后注浆，能够对外周泥土层进行挤压加固，防止发生周边泥土的坍塌，提高单桩的承载力，进一步提高整个建筑物基础的安全性，实现了在预制空心管的树根结构，不仅保持了原来预制空心管的施工速度，而且实现了树根结构，后注浆结构，从而保证了施工质量，实现了速度与质量同步提升。

Claims (10)

1.一种后注浆预制空心管树根桩结构，包括预制空心管，预制空心管对接部连接销，其特征在于：所述预制空心管内设置有水泥浆浇注管，其间设置有导管，导管内贯穿有电线，预制空心管对接部设置有连接件，连接件中间也设置有水泥浆浇注管、导管、电线以及上部的对应接头，连接部件为圆柱体，圆柱体内部水泥浆浇注管周边均匀地设置有多个径向滑动件，径向滑动件靠水泥浆浇注管侧滑动设置有径向滑动轴，径向滑动轴为内空管，内设导管与电线，电线分为多个端部，线端设置有微型焊枪，微型焊枪连接在径向滑动件多个部位，径向滑动轴经水泥浆浇注管连接在外部压力注浆机上，预制空心管内电线连接在电焊机上。
2.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述水泥浆浇注管内设置有压力传感器，压力传感器连接至控制器，控制器与电焊机连接。
3.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述径向滑动件与径向滑动轴之间密封滑动连接，多个径向滑动件之间设置有轴向支撑件。
4.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述圆柱体端面上设置有连接销孔，连接销孔设置在轴向支撑件上。
5.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述圆柱体内部水泥浆浇注管与径向滑动轴之间相互连通。
6.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述径向滑动件在圆柱体外周侧厚度大于内周侧厚度。
7.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述径向滑动件在圆柱体外周侧厚度大于内周侧厚度。
8.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述径向滑动轴内导管为伸缩型结构，电线设有伸缩余量。
9.根据权利要求1所述的一种后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：所述径向滑动件上下面为向中间收缩的坡度结构，圆柱体外周径向滑动件上下部位设置弹性滑动闸门。
10.一种后注浆预制空心管树根桩形成方法，包括权利要求1-6的后注浆预制空心管树根桩结构，其特征在于：后注浆预制管树桩形成方法按照下列步骤完成：
①利用打桩机将前一根预制空心管挤压入土；
②在前一根预制空心管上端面的连接销孔内设置连接销，在连接销上设置连接件；
③在连接件的上端面设置连接销，起吊后一根预制空心管，将后一根预制空心管内的水泥浆浇注管，导管以及电线与连接件中央相应的管和电线连接；
④将后一根预制空心管利用打桩机向下挤压入土，将水泥浆浇注管与压力注浆机连接；
⑤开启压力注浆机，将水泥浆沿着水泥浆浇注管浇注入；
⑥水泥浆经径向滑动轴内进入径向滑动件内，在压力作用下，径向滑动件沿着径向向外周移动，径向滑动件伸向连接件的外周，与此同时，圆柱体外周径向滑动件上下部位设置的弹性滑动闸门向上下方向相应移动，径向滑动管内的导管向外周延伸；
⑦径向滑动件向外延伸结束后，水泥浆浇注管内压力升高，启动电焊机，多个微型焊枪利用大电流将径向滑动件连接部熔化为孔，水泥浆浇注管内压力下降；
⑧再次开启压力注浆机，向水泥浆浇注管内挤压水泥浆，水泥浆从熔化的水泥浆挤压孔流向径向滑动件外侧；
⑨水泥浆挤压连接件外周土层，并将连接件外周包围；
⑩关闭压力注浆机，多个连接件外周利用径向滑动件形成树根桩结构；
多个预制空心管的连接重复上述步骤。
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