CN110004946A - 后注浆微型钢管桩的桩尖及其土质边坡快速抢险加固结构、施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后注浆微型钢管桩的桩尖及其土质边坡快速抢险加固结构、施工方法。桩尖为单向封闭桩尖，呈空心圆锥状设置，并横向分割为为桩尖上部、桩尖下部；桩尖下部包括空心圆锥状尖头及薄壁钢管，薄壁钢管的管壁设有出浆孔，且薄壁钢管的上端设有环形挡板，下端则与尖头的内壁连接；环形挡板位于桩尖上部的内腔，且环形挡板的外径大于桩尖上部分割面处的内径；当桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面贴合时，带有出浆孔的薄壁钢管被封闭在桩尖内；当桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面分离，至环形挡板搭接在桩尖上部的内壁时，出浆孔露出。因此，本发明通过快速打设微型钢管桩起到初步加固作用，再通过桩端压力注浆进一步增强加固效果。

Description

后注浆微型钢管桩的桩尖及其土质边坡快速抢险加固结构、 施工方法

技术领域

本发明涉及一种后注浆微型钢管桩的桩尖及其土质边坡快速抢险加固结构、施工方法。

背景技术

土质边坡在受到地震、强降雨等自然灾害及不合理的房屋建设、土方开挖等人类工程活动影响时，极易诱发滑坡，威胁人民群众的生命财产安全，造成严重的损失，因此，对存在滑坡风险的土质边坡进行快速抢险加固是工程中面临的一项重要课题。在以往的工程实践中，微型钢管桩支护结构及相应的施工方法得到广泛应用，该工法是在需要进行加固支护的位置钻孔至预定深度，随后放入钢管并进行注浆。该工法在对稳定土坡进行预防式支护时体现出了良好的效果，但由于施工中需要钻孔，施工速度较慢，且注浆之后需经过较长一段时间才能将钢管与土体结合在一起，不适合快速抢险加固工程；另外，由于钢管桩桩径较小，滑动面以下土体所提供的支撑反力较小，工程中常因锚固能力不足而导致整排钢管桩被推倒。

发明内容

为缓解现有微型钢管桩支护结构存在的施工速度过慢及桩端锚固能力不足的问题，本发明提出了一种后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固技术。支护结构的主体是带有单向封闭桩尖的微型钢管桩，首先，将钢管桩快速压入土中并深入到潜在滑动面以下足够深度，以起到初步加固作用，限制边坡的继续滑动；然后，采用高压注浆工艺往桩端注入高强速凝水泥浆形成水泥土扩大头，以进一步增强单桩加固效果；最后，施工桩顶冠梁将钢管桩连为整体，以增强支护结构的整体性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种后注浆微型钢管桩的桩尖，为单向封闭桩尖，该单向封闭桩尖呈空心圆锥状设置，并横向分割为两个部分，分别为桩尖上部、桩尖下部；

桩尖下部包括空心圆锥状尖头及薄壁钢管，薄壁钢管的管壁设置有出浆孔，且薄壁钢管的上端设置有环形挡板，下端则与尖头的内壁连接；

环形挡板位于桩尖上部的内腔，且环形挡板的外径大于桩尖上部分割面处的内径；

当桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面贴合时，带有出浆孔的薄壁钢管被封闭在单向封闭桩尖内；当桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面分离，至环形挡板搭接在桩尖上部的内壁时，出浆孔露出。

进一步地，薄壁钢管的外径与桩尖上部分割面处的内径一致。

本发明另一技术目的是提供一种后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构，包括钢管，钢管的桩端设置有桩尖，而钢管的顶端配装有注浆管；所述桩尖，呈空心圆锥状设置，并横向分割为两个部分，分别为桩尖上部、桩尖下部；

桩尖下部包括空心圆锥状尖头及薄壁钢管，薄壁钢管的管壁设置有出浆孔，且薄壁钢管的上端设置有环形挡板，下端则与尖头的内壁连接；

环形挡板位于桩尖上部的内腔，且环形挡板的外径大于桩尖上部分割面处的内径；

当通过桩尖将钢管打入土体时，桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面贴合，带有出浆孔的薄壁钢管被封闭在桩尖内；当通过注浆管往钢管内注入水泥浆时，桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面分离，直至环形挡板搭接在桩尖上部的内壁，露出出浆孔；水泥浆通过出浆孔流出钢管，渗入桩尖周围的土体中，在桩尖所在位置处形成扩大头。

进一步地，桩尖通过焊接的方式与钢管的桩端固定。

进一步地，所述水泥浆为高强速凝水泥浆。

进一步地，所述钢管的顶端通过封闭盖封闭，且注浆管配装在封闭盖上，并与钢管内腔连通。

本发明再一个技术目的是提供一种后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构的施工方法，包括以下步骤：首先，在需要快速抢险加固的区域，打设几排端部焊有单向封闭桩尖的微型钢管桩，其底端深入滑动面以下足够深度；

然后，采用高压注浆的方法，将桩尖上部、桩尖下部撑开，露出出浆孔，往桩尖所在位置周围的土体中渗入高强速凝水泥浆液，形成桩端水泥土扩大头，以进一步增强单根钢管桩的支护加固能力；

最后，施工桩顶冠梁，将微型钢管桩单桩连成整体，以进一步增强支护结构的整体性，提高加固效果。

根据上述技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

通过快速施工微型钢管桩能够起到抑制边坡继续滑动的作用；高压注浆形成的桩端水泥土扩大头能够显著提高桩端锚固力，增强单桩的加固效果。

附图说明

图1是封闭状态下的桩尖剖面图；

图2是撑开状态下的桩尖剖面图；

图3是施工方法及支护结构剖面图。

图中：桩尖1、桩尖上部2、桩尖下部3、薄壁钢管4、出浆孔5、环形挡板6、钢管7、滑动面8、地表面9、封闭盖10、注浆管11、高强速凝水泥浆12、扩大头13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

如图1、图2所示，本发明公开了一种后注浆微型钢管桩的桩尖，为单向封闭桩尖1，该单向封闭桩尖1呈空心圆锥状设置，并横向分割为两个部分，分别为桩尖上部2、桩尖下部3；桩尖下部3包括空心圆锥状尖头及薄壁钢管4，薄壁钢管4的外径与桩尖上部2分割面处的内径基本一致或者略小，薄壁钢管4的管壁设置有出浆孔5，且薄壁钢管4的上端设置有环形挡板6，下端则与尖头的内壁连接；环形挡板6位于桩尖上部2的内腔，且环形挡板6的外径大于桩尖上部2分割面处的内径。

当桩尖上部2的分割面与桩尖下部3的分割面贴合时，带有出浆孔5的薄壁钢管4被封闭在单向封闭桩尖1内；当桩尖上部2的分割面与桩尖下部3的分割面分离，且环形挡板6搭接在桩尖上部2的内壁时，出浆孔5露出。

如图3所示，公开了一种应用上述桩尖1的后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构，包括钢管7，钢管7的桩端设置有桩尖1，并通过焊接的方式与钢管7的桩端固定。而钢管7的顶端配装有注浆管11；所述桩尖1，呈空心圆锥状设置，并横向分割为两个部分，分别为桩尖上部2、桩尖下部3；桩尖下部3包括空心圆锥状尖头及薄壁钢管4，薄壁钢管4的管壁设置有出浆孔5，且薄壁钢管4的上端设置有环形挡板6，下端则与尖头的内壁连接；环形挡板6位于桩尖上部2的内腔，且环形挡板6的外径大于桩尖上部2分割面处的内径；当通过桩尖1将钢管7打入土体时，桩尖上部2的分割面与桩尖下部3的分割面贴合，带有出浆孔5的薄壁钢管4被封闭；当通过注浆管11往钢管7内注入高强速凝水泥浆12(也可以为其他类型水泥浆，按需选择)时，桩尖上部2的分割面与桩尖下部3的分割面分离，直至环形挡板6搭接在桩尖上部2的内壁，露出出浆孔5；水泥浆通过出浆孔5流出钢管7，渗入桩尖1周围的土体中，在桩尖1所在位置处形成扩大头13。

所述钢管7的顶端通过封闭盖10封闭，且注浆管11配装在封闭盖10上，并与钢管7内腔连通。

为得到上述的后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构，本发明提供了一种施工方法，包括以下步骤：首先，在需要快速抢险加固的区域，打设几排端部焊有单向封闭桩尖1的微型钢管桩，其底端深入滑动面8以下足够深度；而上端露出地表面9设置。

然后，采用高压注浆的方法，将桩尖上部2、桩尖下部3撑开，露出注浆孔，往桩尖1所在位置周围的土体中渗入高强速凝水泥浆12液，形成桩端水泥土扩大头13，以进一步增强单根钢管桩的支护加固能力；

最后，施工桩顶冠梁，将微型钢管桩单桩连成整体，以进一步增强支护结构的整体性，提高加固效果。

由此可知，本发明通过快速打设微型钢管桩起到初步加固作用，再通过桩端压力注浆进一步增强加固效果。由于桩尖上部2、桩尖下部3在接触部位的尺寸完全一致，因此，打桩时，在压力作用下，桩尖上部2、桩尖下部3能够完全对接在一起，此时桩尖1闭合，带有出浆孔5的薄壁钢管4被封闭，打桩过程中桩内无土塞形成。而在注浆时，浆液的重力将桩尖下部3向下拉离桩尖上部2，与桩尖下部3相连的带有出浆孔5的薄壁钢管4伸出，钢管顶端的环形挡板6被桩尖上部2卡住，避免桩尖下部3脱落，此时，桩尖1不再封闭。浆液通过出浆孔5渗入到桩端周围土体中，形成桩端水泥土扩大头13，以进一步增强单桩加固效果；最后施工桩顶冠梁，将钢管桩连成整体以增强支护结构的整体性。

Claims (7)

1.一种后注浆微型钢管桩的桩尖，为单向封闭桩尖，其特征在于，该单向封闭桩尖呈空心圆锥状设置，并横向分割为两个部分，分别为桩尖上部、桩尖下部；

桩尖下部包括空心圆锥状尖头及薄壁钢管，薄壁钢管的管壁设置有出浆孔，且薄壁钢管的上端设置有环形挡板，下端则与尖头的内壁连接；

环形挡板位于桩尖上部的内腔，且环形挡板的外径大于桩尖上部分割面处的内径；

当桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面贴合时，带有出浆孔的薄壁钢管被封闭在单向封闭桩尖内；当桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面分离，至环形挡板搭接在桩尖上部的内壁时，出浆孔露出。

2.根据权利要求1所述的后注浆微型钢管桩的桩尖，其特征在于，薄壁钢管的外径与桩尖上部分割面处的内径一致。

3.一种后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构，包括钢管，钢管的桩端设置有桩尖，而钢管的顶端配装有注浆管；其特征在于，所述桩尖，呈空心圆锥状设置，并横向分割为两个部分，分别为桩尖上部、桩尖下部；

桩尖下部包括空心圆锥状尖头及薄壁钢管，薄壁钢管的管壁设置有出浆孔，且薄壁钢管的上端设置有环形挡板，下端则与尖头的内壁连接；

环形挡板位于桩尖上部的内腔，且环形挡板的外径大于桩尖上部分割面处的内径；

当通过桩尖将钢管打入土体时，桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面贴合，带有出浆孔的薄壁钢管被封闭在桩尖内；当通过注浆管往钢管内注入水泥浆时，桩尖上部的分割面与桩尖下部的分割面分离，直至环形挡板搭接在桩尖上部的内壁，露出出浆孔；水泥浆通过出浆孔流出钢管，渗入桩尖周围的土体中，在桩尖所在位置处形成扩大头。

4.根据权利要求3所述的后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构，其特征在于，桩尖通过焊接的方式与钢管的桩端固定。

5.根据权利要求3所述的后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构，其特征在于，所述水泥浆为高强速凝水泥浆。

6.根据权利要求3所述的后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构，其特征在于，所述钢管的顶端通过封闭盖封闭，且注浆管配装在封闭盖上，并与钢管内腔连通。

7.一种后注浆微型钢管桩土质边坡快速抢险加固结构的施工方法，包括以下步骤：首先，在需要快速抢险加固的区域，打设几排端部焊有单向封闭桩尖的微型钢管桩，其底端深入滑动面以下足够深度；

然后，采用高压注浆的方法，将桩尖上部、桩尖下部撑开，露出出浆孔，往桩尖所在位置周围的土体中渗入高强速凝水泥浆液，形成桩端水泥土扩大头，以进一步增强单根钢管桩的支护加固能力；

最后，施工桩顶冠梁，将微型钢管桩单桩连成整体，以进一步增强支护结构的整体性，提高加固效果。