CN110528512B - 一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩溶区摩擦型灌注桩技术领域，尤其涉及一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，在岩溶区桩基孔内布置用于覆盖溶洞的边界体，在所述边界体中设置分段预压装置，通过所述分段预压装置对所述边界体进行自下至上地分段加压作业，具体是，先将所述边界体分隔为互不连通的上下两个区域，再对下部区域进行充压后再向所述下部区域内灌浆，将所述下部区域与上部区域切换为连通状态后，依次循环以上步骤直至完成整桩的浇筑作业。本发明的优点是：操作简易，先将所述边界体分隔为互不连通的上下两个区域，再对下部区域进行充压后再向所述下部区域内灌浆，从而可有效控制边界体在不同溶洞内的延展度。

Description

一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法

技术领域

本发明涉及岩溶区摩擦型灌注桩技术领域，尤其涉及一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法。

背景技术

串珠状岩溶区摩擦型灌注桩，主要靠桩体混凝土在溶洞中的凸起提供摩阻力，达到承接上部荷载的作用。因溶洞洞径不同，桩体混凝土在溶洞中不同凸起程度，所能发挥出的摩阻力值也不相同，故设计过程中，需要根据基桩孔揭露溶洞洞径大小，有针对性的设计各溶洞中桩体材料的凸起程度。

现有的充压方法为整体充压，无法依据溶洞的洞径有效控制灌入该溶洞中混凝土的体积，从而无法确保灌注桩的成桩质量。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，先将边界体进行隔断后再朝岩溶区桩基孔内充压，从而控制边界体在各个溶洞内的延展度，进而提高灌注桩的桩体摩擦力。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，其特征在于:所述施工方法包括以下步骤：在岩溶区桩基孔内布置用于覆盖溶洞的边界体，在所述边界体中设置分段预压装置，通过所述分段预压装置对所述边界体进行自下至上地分段加压作业，具体是：将所述边界体分隔为相独立的上下两个区域，先对下部区域进行充压后再向所述下部区域内灌浆，使浆液和所述边界体进入位于所述下部区域内的溶洞之中；之后，将所述下部区域与上部区域切换为连通状态后，再分隔所述上部区域与其上方的区域，并对所述上部区域进行充压及灌浆，使浆液和所述边界体进入位于所述上部区域内的溶洞之中，以此往复直至完成整个岩溶区摩擦型灌注桩的浇筑作业。

所述分段预压装置包括充气组件，所述充气组件包括充气腔体，当向所述充气腔体内充压时，所述充气腔体发生膨胀，从而挤压所述边界体并使所述边界体紧密贴合在所述岩溶区桩基孔的孔壁上，以此将所述边界体分隔为相独立的所述下部区域与所述上部区域；待灌浆完成后，对所述充气腔体进行泄压，将所述充气腔体提升至上一分隔位置。

所述充气组件还包括弹性体，所述弹性体围设在所述充气腔体的底部外壁，所述弹性体与所述充气腔体相互连通，当向所述充气腔体内充压时，所述弹性体向外延伸，从而挤压所述边界体并使所述边界体紧密贴合在所述岩溶区桩基孔的孔壁上。

所述充气组件还包括密封胶圈，所述密封胶圈围设在所述弹性体的外壁，当向所述充气腔体内充压时，所述弹性体向外延展，从而推动所述密封胶圈挤压所述边界体并使所述边界体紧密贴合在所述岩溶区桩基孔的孔壁上。

所述分段预压装置上贯穿有副充压管，所述副充压管的顶端伸出所述分段预压装置的顶面且与一副充压设备相连，所述副充压管的底端伸入所述下部区域；待所述边界体被分隔为相独立的上下两个区域后，启动所述副充压设备对所述下部区域进行充压。

所述分段预压装置上贯穿有注浆管，所述注浆管的顶端伸出所述分段预压装置的顶面且与一灌浆设备相连，所述注浆管的底端伸入所述下部区域，待所述边界体在所述溶洞中的延展度达到设计要求后，启动所述灌浆设备进行灌浆。

本发明的优点是：操作简易，先将所述边界体分隔为互不连通的上下两个区域，再对下部区域进行充压后再向所述下部区域内灌浆，从而可有效控制边界体在不同溶洞内的延展度。

附图说明

图1为本发明中分段预压装置及边界体的结构示意图；

图2为本发明的步序图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，图中标记1-18分别表示为：边界体1、充气腔体2、密封胶圈3、弹性体4、伸缩节5、主充压管6、副充压管7、注浆管8、主控压设备9、副控压设备10、灌浆设备11、密封胶圈12、钢筋笼13、混凝土14、溶洞15、溶洞16、溶洞17、溶洞18。

实施例：本实施例中的用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，先将边界体1进行隔断后再朝岩溶区桩基孔内充压，从而控制边界体1在各个溶洞内的延展度，进而提高灌注桩的桩体摩擦力。

如图1及图2所示，该分段预压施工方法所涉及的分段预压装置包括充气腔体2、主充压管6及副充压管7。

其中，如图2所示，由于地质原因，岩溶区桩基孔将贯穿多个溶洞，为防止后期浇筑灌注桩时混凝土直接向溶洞内扩散导致不均匀的情况，在岩溶区桩基孔的内壁放置边界体1，且边界体1完全遮盖住与岩溶区桩基孔相连通的溶洞，后期浇筑灌注桩时，边界体1能有效围护住混凝土，令灌注桩能顺利浇筑完成，同时提高溶洞内的混凝土对桩基承载力的提升效果。

如图1及图2所示，充气腔体2伸入边界体1内，主充压管6的顶端连接有主控压设备9，底端伸入充气腔体2内。通过主控压设备9向充气腔体2内充压令充气腔体2膨胀，随着充气腔体2的逐渐膨胀将挤压边界体1直至边界体1紧密贴合在岩溶区桩基孔的孔壁上，从而将边界体1分隔为上下两部分。当主控压设备9进行泄压时，充气腔体2可在边界体1内移动，从而改变其分隔位置。

如图2所示，副充压管7贯穿充气腔体2设置，即副充压管7的顶端伸出充气腔体2的顶面，底端伸出充气腔体2的底面。副充压管7的顶端连接有副控压设备10，由于边界体1已事先被充气腔体2进行分隔，通过副控压设备10向边界体1内充气时可使位于充气腔体2下方的边界体1向外扩张，从而确保位于充气腔体2下方的边界体1在溶洞15、16内的延展度符合设计要求。

如图2所示，因溶洞15、16、17、18的洞径不同，桩体混凝土在各溶洞中所需的填充程度也不同，故设计过程中，需要根据岩溶区桩基孔揭露溶洞洞径大小，有针对性的设计各溶洞中桩体材料的凸起程度。如图1及图2所示，充气腔体2上还设有贯穿孔，贯穿孔内设有注浆管8，注浆管8的顶端伸出充气腔体2的顶面，底端伸出充气腔体2的底面。注浆管8的顶端连接有灌浆设备11。

如图2所示，当对溶洞15、16进行注浆时，主控压设备9的出气口位置（以及充气腔体2的位置）位于溶洞15和溶洞16的上方，此时在主控压设备9的作用下，充气腔体2向外扩张，从而将溶洞15、16与其上方的溶洞17、18分隔为相独立的两部分，避免时灌浆时混凝土浆液流入溶洞17、18之中，导致无法精确控制每个溶洞位置处的灌浆量。启动副控压设备10使其对边界体1进行充气，此时，由于溶洞15、16位于桩基孔外侧，因此边界体1会向溶洞15、16内延伸扩张。之后，启动灌浆设备11边界体1内灌浆，混凝土浆液便进入位于溶洞15、16的边界体1之中，这样一来，便可有效控制混凝土及边界体1进入溶洞15、16内的体积（控制混凝土的灌浆量），从而保证混凝土进入溶洞15、16的深度及体积满足设计要求，进而保证其与溶洞之间的摩擦力。

在对溶洞15和溶洞16进行注浆填充之后，对充气腔体2进行泄压，使得充气腔体2收缩，便于调整其位置。之后，将整体装置2上提以对溶洞17、18进行注浆填充。此时，主控压设备9的出气口位置（以及充气腔体2的位置）位于溶洞17、18与其上方的溶洞之间。通过主控压设备9再次对充气腔体2进行充气，保证分隔效果；之后再次控制副控压设备10对边界体1进行充气，通过注浆管8灌浆使混凝土浆液进入溶洞17、18之中，从而实现针对不同深度的溶洞的分段预压作业，有效控制边界体1在各溶洞中的延展度，从而有效控制灌注桩与各溶洞的摩擦力满足要求。

注浆管8与贯穿孔之间填充有密封胶圈12，防止副控压设备10充压时发生泄露现象，还能防止灌浆时混凝土外漏。

如图1及图2所示，充气腔体2呈底部开口的双层倒筒状结构，在充气腔体2的底部外壁围设有弹性体4，弹性体4与充气腔体2相互连通，在弹性体4的外壁围设有密封胶圈3。当主控压设备9向充气腔体2内充压时，可促使弹性体4延展，从而推动密封胶圈3挤压充气腔体2与岩溶区桩基孔的侧壁相紧密贴合，进一步提高充气腔体2的分隔密封效果。

如图2所示，钢筋笼13伸入充气腔体2的凹槽部分，充气腔体2用于容置钢筋笼13。钢筋笼13容置在边界体1，提高灌注桩的承载力。钢筋笼13设有容置槽，用于容置注浆管8。

该分段预压施工方法包括以下步骤：

1）在岩溶区桩基孔内放置边界体1，边界体1需覆盖住与岩溶区桩基孔相连通的所有溶洞；将钢筋笼13放置在边界体1内；将充气腔体2中的凹槽部分插进钢筋笼13中；

2）启动主控压设备9开始充压，当主控压设备9向充气腔体2内充压时，可促使弹性体4延展，从而推动密封胶圈3挤压边界体1直至边界体1紧密贴合在岩溶区桩基孔的孔壁上，将边界体1分为上下两个互不相通的独立区域；

3）启动副控压设备10开始充压，由于边界体1已事先被充气腔体2进行分隔，通过副控压设备10向下部区域充压时，压力不会发生泄露，且仅仅有位于下方区域内的边界体1才会被充压，从而确保位于充气腔体2下方的边界体1在溶洞15、16内的延展度符合设计要求；

4）待边界体1在溶洞15、16内的延展度达到设计要求后，启动副控压设备10开始缓慢泄压，同时启动灌浆设备11向充气腔体2的底面灌浆；

5）待溶洞15、16的灌浆作业完成后，启动主控压设备9开始泄压，提升充气腔体2至溶洞17、溶洞18的上方；

6）循环步骤2)-5)，由于溶洞15、16已经浇筑完成，且边界体1被充气腔体2分隔成互不相通的两部分，此时向充气腔体2的下部充压时，边界体1仅向溶洞17、18内延展，从而可有效控制边界体1在不同溶洞内的延展度。

本实施例在具体实施时：

如图1及图2所示，充气腔体2中设有伸缩节5，使得该装置适用于不同深度的岩溶区桩基孔，实现该装置的循环利用。伸缩节5可采用套杆结构。

边界体1采用具备高抗压性，高延展性、具备冲压膨胀，泄压恢复原状的复合材料制作。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换故在此不一一赘述。

Claims (6)

1.一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，其特征在于:所述施工方法包括以下步骤：在岩溶区桩基孔内布置用于覆盖溶洞的边界体，在所述边界体中设置分段预压装置，通过所述分段预压装置对所述边界体进行自下至上地分段加压作业，具体是：将所述边界体分隔为相独立的上下两个区域，先对下部区域进行充压后再向所述下部区域内灌浆，使浆液和所述边界体进入位于所述下部区域内的溶洞之中；之后，将所述下部区域与上部区域切换为连通状态后，再分隔所述上部区域与其上方的区域，并对所述上部区域进行充压及灌浆，使浆液和所述边界体进入位于所述上部区域内的溶洞之中，以此往复直至完成整个岩溶区摩擦型灌注桩的浇筑作业。

2.根据权利要求1所述的一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，其特征在于：所述分段预压装置包括充气组件，所述充气组件包括充气腔体，当向所述充气腔体内充压时，所述充气腔体发生膨胀，从而挤压所述边界体并使所述边界体紧密贴合在所述岩溶区桩基孔的孔壁上，以此将所述边界体分隔为相独立的所述下部区域与所述上部区域；待灌浆完成后，对所述充气腔体进行泄压，将所述充气腔体提升至上一分隔位置。

3.根据权利要求2所述的一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，其特征在于：所述充气组件还包括弹性体，所述弹性体围设在所述充气腔体的底部外壁，所述弹性体与所述充气腔体相互连通，当向所述充气腔体内充压时，所述弹性体向外延伸，从而挤压所述边界体并使所述边界体紧密贴合在所述岩溶区桩基孔的孔壁上。

4.根据权利要求3所述的一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，其特征在于：所述充气组件还包括密封胶圈，所述密封胶圈围设在所述弹性体的外壁，当向所述充气腔体内充压时，所述弹性体向外延展，从而推动所述密封胶圈挤压所述边界体并使所述边界体紧密贴合在所述岩溶区桩基孔的孔壁上。

5.根据权利要求1所述的一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，其特征在于：所述分段预压装置上贯穿有副充压管，所述副充压管的顶端伸出所述分段预压装置的顶面且与一副充压设备相连，所述副充压管的底端伸入所述下部区域；待所述边界体被分隔为相独立的上下两个区域后，启动所述副充压设备对所述下部区域进行充压。

6.根据权利要求1所述的一种用于岩溶区摩擦型灌注桩的边界体分段预压施工方法，其特征在于：所述分段预压装置上贯穿有注浆管，所述注浆管的顶端伸出所述分段预压装置的顶面且与一灌浆设备相连，所述注浆管的底端伸入所述下部区域，待所述边界体在所述溶洞中的延展度达到设计要求后，启动所述灌浆设备进行灌浆。

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