CN109826189B - 制桩装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种制桩装置，包括埋入地基内的两端敞开的环形桩体隔离筒体，环形桩体隔离筒体顶端的地基上表面铺设有砂垫层，砂垫层内埋设有横向抽气花管，砂垫层上覆盖有密封薄膜层，密封薄膜层与砂垫层之间密封连接；双层注浆管一端伸入环形桩体隔离筒体内的地基内部，双层注浆管另一端穿过砂垫层和密封薄膜层后与注浆装置连通；真空抽气管一端穿过密封薄膜层与砂垫层内的横向抽气花管密封连接，真空抽气管另一端与真空泵连通。本发明提供的制桩装置及方法，可以解决在地质较硬、水分较少的土地上打桩困难的问题，在不改变原有土地的结构，无需挖去原有土质填充其他物质的条件下实现制桩；节省了大量的人力，物力和材料，结构简单，操作方便。

Description

制桩装置及方法

技术领域

本发明涉及制桩领域，尤其是一种不破坏原有土壤结构条件下的制作地桩的制桩装置及方法。

背景技术

用于连接房屋的承重柱连接地面位置要具有很高的刚度，而一般的原始土地本身质地较软，并且土地中存在大量的缝隙、孔洞等在受到一定压力时候会产生下沉的情况，所以需要对连接房屋承重柱的地面位置打地桩。现有的制桩方法是利用重型机械对土地进行钻孔把原有的土质排除填入更硬的材料或者混凝土，在地质较硬、水分较少的土地上施工较为困难，且大多数施工方法需要动用较大的重型器械，大大增加了施工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制桩装置及方法，可以解决在地质较硬、水分较少的土地上打桩困难的问题，在不改变原有土地的结构，无需挖去原有土质填充其他物质的条件下实现制桩；节省了大量的人力，物力和材料，结构简单，操作方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种制桩装置，包括埋入地基内的两端敞开的环形桩体隔离筒体，环形桩体隔离筒体顶端的地基上表面铺设有砂垫层，砂垫层内埋设有横向抽气花管，砂垫层上覆盖有密封薄膜层，密封薄膜层与砂垫层之间密封连接；

双层注浆管一端伸入环形桩体隔离筒体内的地基内部，双层注浆管另一端穿过砂垫层和密封薄膜层后与注浆装置连通；

真空抽气管一端穿过密封薄膜层与砂垫层内的横向抽气花管密封连接，真空抽气管另一端与真空泵连通；

真空抽气管与双层注浆管在密封薄膜层上的开口处均封闭；

横向抽气花管外套设有密封层；

双层注浆管由内管和外管组成，内管和外管的底端连接，外管插入地基内的管体的中下部均匀布设有多个外管孔。

环形桩体隔离筒体包括环形铁板，环形铁板和环形PVC管之间设置有多条增强层，多条增强层沿环形PVC管的外壁由上至下均匀布设。

增强层为碳纤维布层。

密封薄膜层与砂垫层之间通过粘性土密封连接。

一种采用上述装置制桩的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：组装环形桩体隔离筒体；

步骤2：将环形桩体隔离筒体打入预定位置的地基土地内；

步骤3：将环形桩体隔离筒体的外层环形铁板拔出，留下设置有多条增强层的内层环形PVC管，形成封闭的预制桩体；

步骤4：在预制桩体中央钻孔，将双层注浆管放入钻孔内，并在地表留出一定长度；

步骤5：在预制桩体顶部铺设砂垫层，并将横向抽气花管埋入砂垫层内；

步骤6：将密封薄膜层的密封薄膜的外环和环形桩体隔离筒体顶部外环用粘性土进行密封，并将密封处埋入泥土中加以固定；

步骤7：将双层注浆管和设有密封层的横向抽气花管通过密封薄膜层的开孔分别与注浆装置和真空抽气管连接，并在开孔处用绑扎绳将薄膜和管体扎捆密封，真空抽气管再与真空泵连接；

步骤8：通过双层注浆管的内管向预制桩体底部灌注粘合物质， 8-15分钟后将双层注浆管往上提起10-20cm，防止双层注浆管被粘合物质粘住；

步骤9：静置0.8-1.2h后打开真空泵，对封闭桩体进行真空抽吸；

步骤10：在抽吸的同时，将双层注浆管的内管堵住，通过双层注浆管的开孔外管往桩体内注入粘合物质至粘合物质的高度≥预制桩体高度的80%时停止注入，完成制桩。

步骤8中灌注的粘合物质为硅溶胶。

本发明提供的制桩装置及方法，有益效果如下：

1.针对现有制桩方法在地质较硬、水分较少的土地上打桩困难的问题，创新性地提出了一种制桩装置及方法，利用密封薄膜和环形桩体隔离筒体使一块地下区域形成相对密闭的空间并且保证桩的整体形状，利用高功率的真空泵和注浆装置，在将地下的水分和空气抽走形成负压的同时使注浆系统内的粘合物质填充桩体内部的空隙中，地下的缝隙通过粘合物质能够完全填满达到土地密实，利用环状间隔覆盖在PVC管壁的碳纤维布层增强桩体的稳定性，从而达到不改变原有土地的结构，不用挖去原有土质填充其他物质的情况下，强化土地，制得桩体。

2.利用环形桩体隔离筒体进行密封的同时，对桩体本身有一定加固作用，可以减少钢筋的使用，节约了成本。

3.可以快速地将所做桩体的土地中的水分快速抽吸出来，做到传统强夯法无法快速排水的问题，节省了时间，提高了施工效率。

4.利用真空泵抽吸吸走水分和空气形成负压，利用深入地下的注浆管注入粘合物质，用负压引导粘合物质流到土地的缝隙中，达到桩体整体密实，提高了质量保证。

5.无需现有制桩方法中的挖孔，搭建护壁的工序，提高了安全系数，确保施工安全。

6.本发明方法的全部步骤可在地面上进行，无需施工人员进入地下，使得施工人员不需面对地底下缺氧，有流沙的情况，大大增加了安全性。

7.所用注浆装置、双层注浆管、真空泵、真空抽气管等部件在施工过程中不会发生一次性损坏，可以重复利用，大大降低了成本，减少了施工工序。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明装置的环形桩体隔离筒体的筒壁结构示意图；

图3为本发明装置的双层注浆管插入地基的管体示意图；

图4为本发明装置的横向抽气花管的示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1-图4所示，一种制桩装置，包括埋入地基内的两端敞开的环形桩体隔离筒体8，环形桩体隔离筒体8顶端的地基上表面铺设有砂垫层7，砂垫层7内埋设有横向抽气花管6，砂垫层7上覆盖有密封薄膜层5，密封薄膜层5与砂垫层7之间密封连接；

双层注浆管2一端伸入环形桩体隔离筒体8内的地基内部，双层注浆管2另一端穿过砂垫层7和密封薄膜层5后与注浆装置1连通；

真空抽气管3一端穿过密封薄膜层5与砂垫层7内的横向抽气花管6密封连接，真空抽气管3另一端与真空泵4连通；

真空抽气管3与双层注浆管2在密封薄膜层5上的开口处均封闭；

横向抽气花管6外套设有密封层10，密封层10优选为土工布，防止周围的砂子堵塞住花管侧壁的孔，以免影响抽气管的抽吸效率。

横向抽气花管6上均匀布设有多个抽气孔11。

双层注浆管2由内管13和外管14组成，内管13和外管14的底端连接，外管14插入地基内的管体的中下部均匀布设有多个外管孔15。

环形桩体隔离筒体8包括环形铁板16，环形铁板16和环形PVC管17之间设置有多条增强层12，多条增强层12沿环形PVC管17的外壁由上至下均匀布设。

增强层12为碳纤维布层，目的在于贴在环形PVC管17的外壁上，使得预制桩体的内部结构具有更强的稳定性和强度。

环形PVC管17的内壁和外壁均涂覆有防护漆，增强层12的两侧面上均涂覆有防护漆，避免因腐蚀造成的安全事故。

密封薄膜层5与砂垫层7之间通过粘性土9密封连接，防止密封薄膜层5松动产生缝隙。

实施例二

一种采用上述装置制桩的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：组装环形桩体隔离筒体8；

步骤2：将环形桩体隔离筒体8打入预定位置的地基土地内；

步骤3：将环形桩体隔离筒体8的外层环形铁板16拔出，留下设置有多条增强层12的内层环形PVC管17，形成封闭的预制桩体；

步骤4：在预制桩体中央钻孔，将双层注浆管2放入钻孔内，并在地表留出一定长度；

步骤5：在预制桩体顶部铺设砂垫层7，并将横向抽气花管6埋入砂垫层7内；

步骤6：将密封薄膜层5的密封薄膜的外环和环形桩体隔离筒体8顶部外环用粘性土9进行密封，并将密封处埋入泥土中加以固定；

步骤7：将双层注浆管2和设有密封层10的横向抽气花管6通过密封薄膜层5的开孔分别与注浆装置1和真空抽气管3连接，并在开孔处用绑扎绳将薄膜和管体扎捆密封，真空抽气管3再与真空泵4连接；

步骤8：通过双层注浆管2的内管13向预制桩体底部灌注粘合物质，8-15分钟（优选为10分钟）后将双层注浆管2往上提起10-20cm，防止双层注浆管2被粘合物质粘住；

步骤9：静置0.8-1.2h（优选为1h）后打开真空泵4，对封闭桩体进行真空抽吸；

步骤10：在抽吸的同时，将双层注浆管2的内管13堵住，通过双层注浆管2的开孔外管14往桩体内注入粘合物质至粘合物质的高度≥预制桩体高度的80%时停止注入，完成制桩。

步骤8中灌注的粘合物质为硅溶胶。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种制桩装置，其特征在于：包括埋入地基内的两端敞开的环形桩体隔离筒体（8），环形桩体隔离筒体（8）顶端的地基上表面铺设有砂垫层（7），砂垫层（7）内埋设有横向抽气花管（6），砂垫层（7）上覆盖有密封薄膜层（5），密封薄膜层（5）与砂垫层（7）之间密封连接；

双层注浆管（2）一端伸入环形桩体隔离筒体（8）内的地基内部，双层注浆管（2）另一端穿过砂垫层（7）和密封薄膜层（5）后与注浆装置（1）连通；

真空抽气管（3）一端穿过密封薄膜层（5）与砂垫层（7）内的横向抽气花管（6）密封连接，真空抽气管（3）另一端与真空泵（4）连通；

真空抽气管（3）与双层注浆管（2）在密封薄膜层（5）上的开口处均封闭；

横向抽气花管（6）外套设有土工布层（10）；

双层注浆管（2）由内管（13）和外管（14）组成，内管（13）和外管（14）的底端连接，外管（14）插入地基内的管体的中下部均匀布设有多个外管孔（15）；

环形桩体隔离筒体（8）包括环形铁板（16），环形铁板（16）和环形PVC管（17）之间设置有多条增强层（12），多条增强层（12）沿环形PVC管（17）的外壁由上至下均匀布设。

2.根据权利要求1所述的制桩装置，其特征在于：增强层（12）为碳纤维布层。

3.根据权利要求1所述的制桩装置，其特征在于：密封薄膜层（5）与砂垫层（7）之间通过粘性土（9）密封连接。

4.一种采用上述权利要求1-3中任一项所述的装置制桩的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：组装环形桩体隔离筒体（8）；

步骤2：将环形桩体隔离筒体（8）打入预定位置的地基土地内；

步骤3：将环形桩体隔离筒体（8）的外层环形铁板（16）拔出，留下设置有多条增强层（12）的内层环形PVC管（17），形成封闭的预制桩体；

步骤4：在预制桩体中央钻孔，将双层注浆管（2）放入钻孔内，并在地表留出一定长度；

步骤5：在预制桩体顶部铺设砂垫层（7），并将横向抽气花管（6）埋入砂垫层（7）内；

步骤6：将密封薄膜层（5）的密封薄膜的外环和环形桩体隔离筒体（8）顶部外环用粘性土（9）进行密封，并将密封处埋入泥土中加以固定；

步骤7：将双层注浆管（2）通过密封薄膜层（5）的开孔与注浆装置（1）连接，将真空抽气管（3）通过密封薄膜层（5）的开孔与设有土工布层（10）的横向抽气花管（6）连接，并在开孔处用绑扎绳将薄膜和管体扎捆密封，真空抽气管（3）再与真空泵（4）连接；

步骤8：通过双层注浆管（2）的内管（13）向预制桩体底部灌注粘合物质，8-15分钟后将双层注浆管（2）往上提起10-20cm，防止双层注浆管（2）被粘合物质粘住；

步骤9：静置0.8-1.2h后打开真空泵（4），对封闭桩体进行真空抽吸；

步骤10：在抽吸的同时，将双层注浆管（2）的内管（13）堵住，通过双层注浆管（2）的开孔外管（14）往桩体内注入粘合物质至粘合物质的高度≥预制桩体高度的80%时停止注入，完成制桩。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤8中灌注的粘合物质为硅溶胶。

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