CN108411956A - 模型管桩后压浆装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模型管桩后压浆装置，包括依次连接的油压泵、千斤顶和压力室，该压力室内设有可在压力室内腔往复运动的活塞，该活塞通过活塞杆与千斤顶相连接，所述油压泵驱动千斤顶带动活塞在压力室内腔作往复运动；所述压力室上开设有出浆口和吸浆口，其中吸浆口与储浆容器相连接，出浆口与模型管桩的压浆孔相连接。本发明采用油压泵驱动千斤顶带动活塞在压力室内腔往复运动，可提供2MPa以上的压浆压力，将压力室内的浆液压至土内，极大的提高压浆效率。

Description

模型管桩后压浆装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域的压浆装置及其施工方法，尤其涉及模型管桩后压浆装置及其施工方法。

背景技术

桩基后压浆技术始于上世纪60年代，压浆后的桩基础承载能力得到大幅度提高，桩基的沉降也显著减小，因此广泛用于大型桥梁、超高层建筑、高速铁路等工程中。近年来，许多国内比较著名的工程譬如苏通长江大桥、东海长江大桥等均采用后压浆技术来改善桩基础承载性能。目前国内及国际上对桩基后压浆技术的研究方法多为现场静载试验，但是现场静载试验的成本较高、若非有大型项目的支持较难实现。模型桩试验具有试验成本低、试验的周期相对较短、可重复性强等优点，而且试验所需的场地较小，较容易实现。因此，利用模型桩来研究桩基后压浆技术对大多数研究者而言不失为一个较好的选择。

利用模型桩试验来研究桩基后压浆技术的关键在于压浆，如何将浆液压入模型桩端或桩侧的土层中是该类试验首先要考虑解决的问题。室内模型试验需要压注的浆液量不大，但是将浆液压入土层仍需要较大的压浆压力，因此需要一种能将少量浆液以较大压力压注到桩周围土层中的设备。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种可提供2MPa以上的压浆压力且极大提高压浆效率的模型管桩后压浆装置。

本发明的另一个发明目的是提供该模型管桩后压浆装置的施工方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明所述的一种模型管桩后压浆装置，包括依次连接的油压泵、千斤顶和压力室，该压力室内设有可在压力室内腔往复运动的活塞，该活塞通过活塞杆与千斤顶相连接，所述油压泵驱动千斤顶带动活塞在压力室内腔作往复运动；所述压力室上开设有出浆口和吸浆口，其中吸浆口与储浆容器相连接，出浆口与模型管桩的压浆孔相连接。

其中，所述压力室为一端封闭、一端开口的圆柱状钢筒，活塞从开口端伸入压力室内腔且可往复运动；所述出浆口和吸浆口均位于压力室的封闭端。

优选的，所述千斤顶的行程不小于活塞的行程。

再者，所述出浆口处设有出浆阀门，并通过出浆管与压浆孔相连接。

进一步，所述出浆管通过管接头连接有至少一根压浆管，每一压浆管与压浆孔一一对应连接。

优选的，所述吸浆口处设有吸浆阀门，并通过吸浆管与储浆容器相连接。

再者，所述油压泵通过油压管与千斤顶相连接，且油压管的端部设有油压表。

进一步，所述千斤顶和压力室固定在同一底座上。

本发明一种基于模型管桩后压浆装置的压浆方法，包括如下步骤：

(1)、先将模型管桩沿母线剖开，将压浆管的一端削尖，贴在模型管桩上预留的压浆孔上并固定，确保连接处有良好的水密性和承压能力，设置好压浆管后再将剖开的模型管桩拼接起来；

(2)、将装有压浆管的模型管桩埋置后，将适量清水倒入储浆容器中，启动油压泵，通过千斤顶带动活塞运动至压力室的封闭端；

(3)、关闭出浆阀门，开启吸浆阀门，启动油压泵，通过千斤顶带动活塞向左移动，将适量清水吸入压力室内；

(4)、开启出浆阀门，关闭吸浆阀门，启动油压泵，通过千斤顶带动活塞向右移动，给压力室内的清水加压，清水沿着压浆管被压入土层；

(5)、压入适量清水后关闭油压泵，断开管接头，重新启动油压泵，通过千斤顶带动活塞向右移动，将压力室内清水排净，并将储浆容器中的清水换成配置好的浆液；

(6)、重新连接管接头，关闭出浆阀门，开启吸浆阀门，启动油压泵，通过千斤顶带动活塞向左移动，将适量浆液吸入压力室内；开启出浆阀门，关闭吸浆阀门，启动油压泵，通过千斤顶带动活塞向右移动，给压力室内的浆液加压，浆液沿着压浆管被压入土层；

(7)、储浆容器中可更换不同浓度的浆液，重复步骤6直至将规定量的浆液压注到土体中，完成压浆后；断开管接头，将压力室中的浆液排净，再将储浆容器中的浆液换成清水，重复步骤3和4，清洗压力室；

(8)、压浆结束。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

1)本发明采用油压泵驱动千斤顶带动活塞在压力室内腔往复运动，可提供2MPa以上的压浆压力，将压力室内的浆液压至土内，极大的提高压浆效率；

2)、本发明利用压力室与活塞的组合可方便的实现多次反复的吸浆和压浆，在保障充足压浆量的同时可实现对同一个压浆孔先后压入浓度不同的浆液；

3)本发明的压浆装置结构简单、成本低廉，压浆操作以及压浆完成后对设备的清洗维护均十分方便；适用于多种浆液，压浆过程稳定可靠，故障率低；

4)本发明可通过调节油压泵控制压浆压力与压浆流量，可直接将油压表显示的油压换算为压浆压力，方便后续的实验分析。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明一种模型管桩后压浆装置包括油压泵1、千斤顶2、压力室3和储浆容器6。其中油压泵1通过油压管15与千斤顶2相连接，且油压管15的端部设有油压表16。本发明可通过调节油压泵控制压浆压力与压浆流量，可直接将油压表显示的油压换算为压浆压力，方便后续的实验分析。

千斤顶2和压力室3固定在同一底座17上，方便室内实验过程中移动压浆装置。压力室3为一端封闭、一端开口的圆柱状钢筒，活塞4从开口端伸入压力室3内腔且可往复运动。该活塞4通过活塞杆5与千斤顶2相连接，油压泵1驱动千斤顶2带动活塞4在压力室1内腔作往复运动，千斤顶2的行程不小于活塞4的行程。本发明采用油压泵驱动千斤顶带动活塞在压力室内腔往复运动，可提供2MPa以上的压浆压力，将压力室内的浆液压至土内，极大的提高压浆效率。

压力室3的封闭端设有出浆口和吸浆口，其中吸浆口处设有吸浆阀门13，并通过吸浆管14与储浆容器6相连接；出浆口处设有出浆阀门9，出浆阀门9上连接有出浆管10，出浆管10通过管接头11连接有至少一根压浆管12，每一压浆管12与压浆孔8一一对应连接。管接头11可为二通、三通或多通接头，可实现同时对多个压浆孔压浆。本发明利用压力室与活塞的组合可方便的实现多次反复的吸浆和压浆，在保障充足压浆量的同时可实现对同一个压浆孔先后压入浓度不同的浆液。

本发明一种基于模型管桩后压浆装置的压浆方法，包括如下步骤：

(1)、先将模型管桩7沿母线剖开，将压浆管12的一端削尖，贴在模型管桩7上预留的压浆孔8上并固定，确保连接处有良好的水密性和承压能力，设置好压浆管12后再将剖开的模型管桩7拼接起来；

(2)、将装有压浆管12的模型管桩7埋置后，将适量清水倒入储浆容器6中，启动油压泵1，通过千斤顶2带动活塞4运动至压力室3的封闭端；

(3)、关闭出浆阀门9，开启吸浆阀门13，启动油压泵1，通过千斤顶2带动活塞4向左移动，将适量清水吸入压力室3内；

(4)、开启出浆阀门9，关闭吸浆阀门13，启动油压泵1，通过千斤顶2带动活塞4向右移动，给压力室3内的清水加压，清水沿着压浆管12被压入土层；

(5)、压入适量清水后关闭油压泵1，断开管接头11，重新启动油压泵1，通过千斤顶2带动活塞4向右移动，将压力室3内清水排净，并将储浆容器6中的清水换成配置好的浆液；

(6)、重新连接管接头11，关闭出浆阀门9，开启吸浆阀门13，启动油压泵1，通过千斤顶2带动活塞4向左移动，将适量浆液吸入压力室3内；开启出浆阀门9，关闭吸浆阀门13，启动油压泵1，通过千斤顶2带动活塞4向右移动，给压力室3内的浆液加压，浆液沿着压浆管12被压入土层；

(7)、储浆容器中可更换不同浓度的浆液，重复步骤6直至将规定量的浆液压注到土体中，完成压浆后；断开管接头11，将压力室3中的浆液排净，再将储浆容器6中的浆液换成清水，重复步骤3和4，清洗压力室3；

(8)、压浆结束。

本发明的压浆装置结构简单、成本低廉，压浆操作以及压浆完成后对设备的清洗维护均十分方便；适用于多种浆液，压浆过程稳定可靠，故障率低。

Claims (9)

1.一种模型管桩后压浆装置，其特征在于：包括依次连接的油压泵(1)、千斤顶(2)和压力室(3)，该压力室(3)内设有可在压力室(3)内腔往复运动的活塞(4)，该活塞(4)通过活塞杆(5)与千斤顶(2)相连接，所述油压泵(1)驱动千斤顶(2)带动活塞(4)在压力室(1)内腔作往复运动；所述压力室(3)上开设有出浆口和吸浆口，其中吸浆口与储浆容器(6)相连接，出浆口与模型管桩(7)的压浆孔(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的模型管桩后压浆装置，其特征在于：所述压力室(3)为一端封闭、一端开口的圆柱状钢筒，活塞(4)从开口端伸入压力室(3)内腔且可往复运动；所述出浆口和吸浆口均位于压力室(3)的封闭端。

3.根据权利要求1所述的模型管桩后压浆装置，其特征在于：所述千斤顶(2)的行程不小于活塞(4)的行程。

4.根据权利要求1所述的模型管桩后压浆装置，其特征在于：所述出浆口处设有出浆阀门(9)，并通过出浆管(10)与压浆孔(8)相连接。

5.根据权利要求4所述的模型管桩后压浆装置，其特征在于：所述出浆管(10)通过管接头(11)连接有至少一根压浆管(12)，每一压浆管(12)与压浆孔(8)一一对应连接。

6.根据权利要求1所述的模型管桩后压浆装置，其特征在于：所述吸浆口处设有吸浆阀门(13)，并通过吸浆管(14)与储浆容器(6)相连接。

7.根据权利要求1所述的模型管桩后压浆装置，其特征在于：所述油压泵(1)通过油压管(15)与千斤顶(2)相连接，且油压管(15)的端部设有油压表(16)。

8.根据权利要求1所述的模型管桩后压浆装置，其特征在于：所述千斤顶(2)和压力室(3)固定在同一底座(17)上。

9.一种基于权利要求1至8任一所述的模型管桩后压浆装置的压浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、先将模型管桩(7)沿母线剖开，将压浆管(12)的一端削尖，贴在模型管桩(7)上预留的压浆孔(8)上并固定，设置好压浆管(12)后再将剖开的模型管桩(7)拼接起来；

(2)、将装有压浆管(12)的模型管桩(7)埋置后，将适量清水倒入储浆容器(6)中，启动油压泵(1)，通过千斤顶(2)带动活塞(4)运动至压力室(3)的封闭端；

(3)、关闭出浆阀门(9)，开启吸浆阀门(13)，启动油压泵(1)，通过千斤顶(2)带动活塞(4)向左移动，将适量清水吸入压力室(3)内；

(4)、开启出浆阀门(9)，关闭吸浆阀门(13)，启动油压泵(1)，通过千斤顶(2)带动活塞(4)向右移动，给压力室(3)内的清水加压，清水沿着压浆管(12)被压入土层；

(5)、压入适量清水后关闭油压泵(1)，断开管接头(11)，重新启动油压泵(1)，通过千斤顶(2)带动活塞(4)向右移动，将压力室(3)内清水排净，并将储浆容器(6)中的清水换成配置好的浆液；

(6)、重新连接管接头(11)，关闭出浆阀门(9)，开启吸浆阀门(13)，启动油压泵(1)，通过千斤顶(2)带动活塞(4)向左移动，将适量浆液吸入压力室(3)内；开启出浆阀门(9)，关闭吸浆阀门(13)，启动油压泵(1)，通过千斤顶(2)带动活塞(4)向右移动，给压力室(3)内的浆液加压，浆液沿着压浆管(12)被压入土层；

(7)、储浆容器中可更换不同浓度的浆液，重复步骤6直至将规定量的浆液压注到土体中，完成压浆后；断开管接头(11)，将压力室(3)中的浆液排净，再将储浆容器(6)中的浆液换成清水，重复步骤3和4，清洗压力室(3)；

(8)、压浆结束。