CN110896646B - 桩底注浆装置及使用方法与灌注桩体及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩底注浆装置及使用方法与灌注桩体及其施工方法，桩底注浆装置，包括：注浆胶囊，具有内部填充有浆液以承载桩体的膨胀状态，以及内部中空的收缩状态；注浆管，与所述注浆胶囊的内腔相连通，向所述注浆胶囊内注浆；固定板，所述注浆胶囊设置在所述固定板上，所述固定板上设有与容置孔底部相连通，供所述容置孔内的泥浆和/或沉渣穿过所述固定板的通过孔。以解决现有技术中具有注浆胶囊的灌注桩在钻孔灌注桩施工过程中，导致孔壁坍塌和沉渣超标，严重影响施工质量的问题。

Description

桩底注浆装置及使用方法与灌注桩体及其施工方法

技术领域

本发明涉及地基基础技术领域，具体涉及一种桩底注浆装置及使用方法与灌注桩体及其施工方法。

背景技术

目前在地基基础领域，灌注桩后注浆中普遍采用开敞式注浆。但是，开敞式注浆具有浆液注域可控性低，对桩端扩大头的形成及对周围地层的挤密效果以及桩端承载力提高的幅度较小的问题。

为了解决开敞式注浆的问题。现有技术中，公开了一种带有注浆胶囊的灌注桩注浆装置，包括注浆管、钢底板、注浆接口，以及注浆胶囊，所述注浆接口在钢底板上部及下部伸出，注浆接口的上部与注浆管相连，注浆接口的下部与在钢底板下部的注浆胶囊连接；且，所述注浆管上部与注浆泵连接。但是，在钻孔灌注桩施工，特别是使用泥浆护壁的施工过程中，上述带有注浆胶囊的灌注桩存在明显的缺陷。在钢筋笼底安装钢板注浆胶囊作为后注浆容器时，在随钢筋笼下到孔底的过程中，带有保护钢板的钢筋笼在钻孔中犹如活塞，使钻孔中的泥浆向上排出困难，会在泥浆水中形成破坏孔壁的涡流，使回旋于钢板边缘和钻孔壁之间的泥浆水流冲刷并同时扰动钻孔孔壁，造成钻孔孔壁坍塌的问题发生。并且，上述钢底板也会刮蹭钻孔孔壁，进一步加重钻孔孔壁的坍塌，孔壁坍塌致使经过清孔后的钻孔在注浆容器到底后孔底沉渣超标，同时钢底板的上侧也会堆积从钻孔孔壁上坍塌下来的泥沙造成沉渣超标，严重影响钻孔灌注桩的质量，甚至造成断桩的问题。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种桩底注浆装置及使用方法与灌注桩体及其施工方法，以解决现有技术中具有注浆胶囊的灌注桩在钻孔灌注桩施工过程中，导致孔壁坍塌和沉渣超标，严重影响施工质量的问题。为此，本发明提供一种桩底注浆装置，其包括：

注浆胶囊，具有内部填充有浆液以承载桩体的膨胀状态，以及内部中空的收缩状态；

注浆管，与所述注浆胶囊的内腔相连通，向所述注浆胶囊内注浆；

还包括：

固定板，所述注浆胶囊设置在所述固定板上，所述固定板上设有与容置孔的孔底相连通，供所述容置孔内的泥浆和/或沉渣穿过所述固定板的通过孔。

所述通过孔为一个，设置在所述固定板的中央位置，所述固定板构成环形板状结构。

所述注浆胶囊为与所述固定板形状相适配的中空环形结构。

环形结构的所述固定板其内环边缘，具有延伸至所述注浆胶囊内环的环形挡件。

所述环形挡件的高度不大于所述容置孔其沉渣的设计厚度值与处于收缩状态下的所述注浆胶囊其厚度二者之和。

所述环形挡件垂直于所述固定板表面。

桩底注浆装置，还包括：第一单向阀，所述第一单向阀设置在所述注浆管与所述注浆胶囊的连通位置，以阻挡所述注浆胶囊内的堵塞物进入所述注浆管。

所述注浆管上设置有供浆液进入所述注浆胶囊内的第一注浆孔，所述第一单向阀包括：与所述注浆管上的第一注浆孔相对设置，以密封所述第一注浆孔的第一弹性件，所述第一弹性件具有与所述注浆管紧密贴合以阻挡所述堵塞物通过所述第一注浆孔进入注浆管的密封状态，以及受到所述注浆管内压力作用朝向远离所述第一注浆部方向移动以使浆液通过所述第一注浆孔进入所述注浆胶囊的打开状态。

所述注浆管具有延伸至所述注浆胶囊内腔中的第一注浆部，所述第一注浆部为沿所述固定板外轮廓延伸的环形管路，所述第一弹性件为套置在所述第一注浆部上的环形套。

所述的桩底注浆装置，还包括：与所述通过孔相连通，向所述通过孔内注浆的补浆结构。

所述补浆结构为至少一根补浆管，所述补浆管与所述通过孔相连通，向所述通过孔内注浆。

所述补浆管具有延伸至所述通过孔孔腔中的第二注浆部，所述第二注浆孔为多个，设置在所述第二注浆部上，所述第二注浆部沿所述通过孔其孔壁轮廓延伸的弧形管路。

所述第二注浆部为沿所述通过孔其孔壁轮廓延伸的环形管路。

所述固定板具有与所述通过孔相连通的储浆腔，所述补浆管与所述储浆腔的进浆口相连通。

所述补浆管上设置有控制所述补浆管和所述通过孔连通或断开的第二单向阀。

所述第二单向阀包括：与所述补浆管上的第二注浆孔相对设置，以密封所述第二注浆孔的第二弹性件，所述第二弹性件具有与所述补浆管紧密贴合以阻挡堵塞物通过所述第二注浆孔进入补浆管的密封状态，以及受到所述补浆管内压力作用朝向远离所述补浆管方向移动以使浆液通过所述第二注浆孔进入所述通过孔的打开状态。

所述第二弹性件为套置在所述第二注浆部上的环形套。

所述通过孔为一个，设置在所述固定板的中央位置，所述固定板构成环形板状结构，所述固定板其内环边缘，具有延伸至所述注浆胶囊内环的环形挡件；所述补浆管的第二注浆孔位于所述环形挡件其远离所述固定板的一侧。

所述注浆胶囊上设置有用于向其内部充入介质，以验证所述注浆胶囊是否发生泄漏和/或可以承受的压力大小的胶囊检测口，通过检测注浆胶囊可以承受的压力大小，有效地检验注浆胶囊在浆液作用下的膨胀收缩能力及其容积大小。

所述胶囊检测口设置在所述固定板上。

一种灌注桩体，包括：

上述桩底注浆装置；

钢筋笼，与所述桩底注浆装置其固定板相连，所述注浆管与所述钢筋笼固定相连。

所述的灌注桩体，还包括固定在所述钢筋笼上的桩侧注浆管，所述桩侧注浆管的第一注浆孔设置在靠近所述注浆胶囊的位置，朝向桩侧地层注浆。

灌注桩体的施工方法，包括以下步骤：

S1，形成容置孔，对所述容置孔内的沉渣进行清理；

S2，将下端安装有所述桩底注浆装置的钢筋笼下沉至所述容置孔的底部；

S3，通过所述通过孔以排出所述固定板下侧的所述沉渣；

S4，向所述容置孔内灌注混凝土，以形成灌注桩；

S5，向所述注浆胶囊内注浆，形成桩底扩大头。

灌注桩体的施工方法，在步骤S3中，通过所述通过孔以排出所述固定板下侧的所述沉渣包括：控制负压吸管对准所述通过孔，将所述容置孔孔底的沉渣排出。

灌注桩体的施工方法，还包括步骤S6：通过穿过所述通过孔的补浆管向桩底注浆。

灌注桩体的施工方法，还包括：步骤S7，朝向桩侧地层注浆。

桩底注浆装置的使用方法，包括：

清洗注浆管；

向所述注浆胶囊内注浆。

所述清洗注浆管具体包括：S1，打开通过第一注浆部连接在一起的至少两根所述注浆管；S2，向处于打开状态下的至少两根所述注浆管中的至少一根所述注浆管内注入清洗液，所述清洗液从处于打开状态且未注入所述清洗液的另外所述注浆管排出，所述注浆管内的压力小于打开第一单向阀的压力。

所述向所述注浆胶囊内注浆具体包括：向处于打开状态下的所述注浆管中注入浆液，所述第一注浆部内的压力大于所述第一弹性件的偏压力，所述浆液通过所述第一弹性件和所述第一注浆部之间的间隙溢出，进入所述注浆胶囊内。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的桩底注浆装置，包括：注浆胶囊，具有内部填充有浆液以承载桩体的膨胀状态，以及内部中空的收缩状态；注浆管，与所述注浆胶囊的内腔相连通，向所述注浆胶囊内注浆；固定板，所述注浆胶囊设置在所述固定板上，所述固定板上设有与所述容置孔孔底相连通，供所述容置孔内的泥浆和/或沉渣穿过所述固定板的通过孔。通过设置在固定板上的通过孔，在桩底注浆装置朝向容置孔的孔底下沉的过程中，容置孔内的泥浆水和空气等会经通过孔从而进入桩底注浆装置上方，不会在桩底注浆装置和容置孔之间形成破坏孔壁的涡流，进而有效地避免桩底注浆装置下降过程中由于泥浆水等无法排出在容置孔中形成破坏孔壁的涡流的问题，避免回旋于固定板边缘和容置孔之间的泥浆水流冲刷并扰动容置孔孔壁，有效地防止容置孔的孔壁坍塌、孔底沉渣超标以及断桩的问题，有效地提高了灌注桩体的施工质量和进度。

2.本发明提供的桩底注浆装置，所述通过孔为一个，设置在所述固定板的中央位置，所述固定板构成环形板状结构。通过将一个上述通过孔设置在固定板的中央位置，使桩底注浆装置在下沉过程中其各个位置可以相对平衡，从而使桩底注浆装置在下沉中不会发生位置偏斜的问题，使注浆腔顺利到达孔底。而且，通过孔的上述设置方式可以给通过孔预留出更多空间，从而可以有效地增大通过孔的孔径，进而保证泥浆水等有效地通过上述通过孔，不会形成破坏孔壁的涡流。

3.本发明提供的桩底注浆装置，所述注浆胶囊为与所述固定板形状相适配的中空环形结构。通过将注浆胶囊设计成与固定板形状相适配的中空环形结构，从而在保证泥浆水等可以有效地依次通过注浆胶囊和固定板进入桩底注浆装置上层，不会在桩底注浆装置和容置孔孔壁之间形成破坏孔壁的涡流的前提下。并且，因为注浆胶囊与固定板形状相适配可以有效地增大注浆胶囊的体积，使注浆胶囊可以最大程度地为灌注桩体提供固定和支撑，提高灌注桩体的牢固性能和承载能力。

4.本发明提供的桩底注浆装置，环形结构的所述固定板其内环边缘，具有延伸至所述注浆胶囊内环的环形挡件。在灌注桩体的施工过程中，需要向安装有桩底注浆装置的钢筋笼灌注混凝土以形成灌注桩体，上述环形挡件可以有效地在通过孔边缘形成一个将混凝土和注浆胶囊分隔开的阻挡件，以防止在朝向钢筋笼内灌注混凝土时，混凝土通过上述通过孔包裹注浆胶囊的问题，避免注浆胶囊因被混凝土包裹影响灌注桩后注浆效果的问题发生。

5.本发明提供的桩底注浆装置，所述环形挡件的高度不大于所述容置孔其沉渣的设计厚度值与所述注浆胶囊其厚度二者之和。通过将环形挡件的高度设置为小于或者等于容置孔其沉渣的设计厚度值与所述注浆胶囊其厚度二者之和，保证桩底注浆装置下沉到指定位置，环形挡件与容置孔的孔底相抵接时，造成沉渣设计厚度超标的问题。并且，通过上述高度小于或者等于沉渣设计厚度的环形挡件，通过上述通过孔对容置孔进行沉渣清理后，环形挡件与容置孔的孔底相抵接，可以有效地检测容置孔的沉渣厚度是否处于合格范围，方便施工人员操作施工，保证施工质量。

6.本发明提供的桩底注浆装置，所述环形挡件垂直于所述固定板表面，环形挡件与固定板相垂直，可以使环形挡件有效地保护注浆胶囊，同时保证容置孔内的泥浆水等会迅速通过通过孔，进入桩底注浆装置上方，不会形成破坏孔壁的涡流，进而影响灌注桩体的施工质量和施工进度。

7.本发明提供的桩底注浆装置，还包括：第一单向阀，所述第一单向阀设置在所述注浆管与所述注浆胶囊的连通位置，以阻挡所述注浆胶囊内的泥沙、沉渣等混合物进入所述注浆管。通过上述第一单向阀可以有效地防止当注浆胶囊发生破裂等情况下，注浆管外部的压力大于注浆管内部的压力时，进入注浆胶囊内的泥沙、沉渣等混合物进入注浆管，或因机械故障造成注浆中断，从而造成注浆管堵塞的问题，以致桩底注浆装置无法使用的问题。而且，通过上述第一单向阀可以有效地避免泥沙、沉渣等混合物进入注浆管，进而在注浆胶囊在注浆前就发生破损并有沉渣混合物进入的情况下，通过注浆管朝向注浆胶囊方向仍可持续注浆；或因机械故障造成注浆中断的情况下，通过及时冲洗注浆管保证管路畅通，可以实现重复多次注浆，保证桩端扩大头的形成以及对周围地层的挤密效果、提高桩端承载力。

8.本发明提供的桩底注浆装置，所述注浆管上设置有供浆液进入所述注浆胶囊内的第一注浆孔，所述第一单向阀包括：与所述注浆管上的第一注浆孔相对设置，以密封所述第一注浆孔的第一弹性件，所述第一弹性件具有与所述注浆管紧密贴合以阻挡泥沙、沉渣等混合物通过所述第一注浆孔进入注浆管的密封状态，以及受到所述注浆管内压力作用朝向远离所述第一注浆部方向移动以使浆液通过所述第一注浆孔进入所述注浆胶囊的打开状态。上述第一弹性件设置在注浆管其与注浆胶囊相连通的位置，当所述第一注浆部内的压力小于所述第一弹性件其自身收缩压力和外部压力之和，第一弹性件会在其自身收缩压力产生的偏压力作用下与注浆管相贴合以封堵第一注浆孔，从而有效地避免泥沙、沉渣等混合物通过第一注浆孔进入注浆管以堵塞注浆管，造成无法对桩底注浆装置注浆的问题。当所述第一注浆部内的压力大于所述第一弹性件其自身收缩压力和外部压力之和，所述浆液通过所述第一弹性件和所述第一注浆部之间的间隙溢出，进入注浆胶囊内；或通过破损的注浆胶囊进入地层。通过上述可以发生形变的第一弹性件可以简单有效地保证注浆管单向排浆，以保证桩底注浆装置内的混合物无法进入注浆管，且当注浆胶囊破裂时还可以实现注浆加固桩底地层，提高桩端承载力。

9.本发明提供的桩底注浆装置，所述注浆管具有延伸至所述注浆胶囊内腔中的第一注浆部，所述第一注浆部为沿所述固定板外轮廓延伸的环形管路，所述第一弹性件为套置在所述第一注浆部上的环形套。上述环形的第一注浆部可以有效地适应环形结构的注浆胶囊，使第一注浆部延伸至注浆胶囊不同位置，使桩底注浆装置的注浆更加均匀；并且第一弹性件套置在管状结构的第一注浆部上，通过上述环形套结构的第一弹性件可以有效地包裹管状结构的第一注浆部，以保证第一弹性件可以有效的在第一注浆部管内压力小于管外时，有效地密封第一注浆孔，从各个角度防止孔底泥沙、沉渣等混合物进入注浆管。

10.本发明提供的桩底注浆装置，所述的桩底注浆装置，还包括：与所述通过孔相连通，向所述通过孔内注浆的补浆结构。通过上述补浆结构经通过孔向桩底注浆，可以有效地提高桩底的水泥浆含量，提高桩底混凝土质量。通过向通过孔内注浆具有以下优点：有效地消除因混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成的虚尖和干碴石。有效地填充通过孔增强桩底强度。压力渗透灌浆，将桩底周围地层中的水通过注浆置换，增强桩底强度。浆液从通过孔注入桩底周围地层，形成浆脉，增强桩底强度。

11.本发明提供的桩底注浆装置，所述补浆结构为至少一根补浆管，所述补浆管与所述通过孔相连通，向所述通过孔内注浆。通过上述补浆管可以简单方便的远距离向通过孔内注浆。

12.本发明提供的桩底注浆装置，所述补浆管具有延伸至所述通过孔孔腔中的第二注浆部，所述第二注浆孔为多个，设置在所述第二注浆部上，所述第二注浆部为沿所述通过孔其孔壁轮廓延伸的弧形管路。上述具有多个第二注浆孔的弧形管路或者环形管路可以有效地增加第二注浆部的注浆效率。同时，保证底部地层各个方向均有浆液流入，保证注浆效果。

13.本发明提供的桩底注浆装置，所述固定板具有与所述通过孔相连通的储浆腔，所述补浆管与所述储浆腔的进浆口相连通。浆液通过补浆管以及固定板上的储浆腔进入通过孔，上述方式可以有效地将浆液均匀稳定地注入通过孔内。

14.本发明提供的桩底注浆装置，所述补浆管上设置有控制所述补浆管和所述通过孔连通或断开的第二单向阀。以阻挡通过孔内的泥沙、沉渣等混合物进入补浆管。

15.本发明提供的桩底注浆装置，所述第二单向阀包括：与所述补浆管上的第二注浆孔相对设置，以密封所述第二注浆孔的第二弹性件，所述第二弹性件具有与所述补浆管紧密贴合以阻挡堵塞物通过所述第二注浆孔进入补浆管的密封状态，以及受到所述补浆管内压力作用朝向远离所述补浆管方向移动以使浆液通过所述第二注浆孔进入所述通过孔的打开状态。通过上述可以发生形变的第二弹性件可以简单有效地保证补浆管单向排浆，以保证通过孔内的混合物无法进入补浆管。

16.本发明提供的桩底注浆装置，所述通过孔为一个，设置在所述固定板的中央位置，所述固定板构成环形板状结构，所述固定板其内环边缘，具有延伸至所述注浆胶囊内环的环形挡件；所述补浆管的第二注浆孔位于所述环形挡件其远离所述固定板的一侧。通过将第二注浆孔设置在环形挡件其远离所述固定板的一侧，从而保证浆液可以有效地填满注浆胶囊内环中间的孔洞，有效的增加桩底注浆装置底部地层水泥浆含量。

17.本发明提供的桩底注浆装置，所述注浆胶囊上设置有用于向其内部充入介质，以验证所述注浆胶囊是否发生泄漏和/或可以承受的压力大小的胶囊检测口。通过上述胶囊检测口向注浆胶囊充入空气、水或者其它介质，可以有效地验证注浆胶囊可以承受的压力大小，检验注浆胶囊在浆液作用下的膨胀收缩能力及其容积大小。

18.本发明提供的桩底注浆装置，将所述胶囊检测口设置在所述固定板上，可以方便施工方操作，降低用户操作难度。

19.本发明提供的桩底注浆装置，第一弹性件和第二弹性件分别具有与第一注浆部和第二注浆部的固定部。第一弹性件与第一注浆部固定相连可以有效地防止通过第一注浆孔朝向注浆胶囊内腔注浆时，第一弹性件在注浆压力作用下偏离预设位置，导致第一弹性件失去对第一注浆孔密封的能力；同理，上述固定部也可以有效地将第二弹性件固定在第二注浆部上。

20.本发明提供的灌注桩体，包括：桩底注浆装置；钢筋笼，与所述桩底注浆装置其固定板相连，所述注浆管与所述钢筋笼固定相连，灌注桩体由于具有上述方案中任一项所述的桩底注浆装置，因此具有上述方案中任一项所述的优点。

21.本发明提供的灌注桩体的施工方法，灌注桩体的施工方法，包括以下步骤：S1，形成容置孔，对所述容置孔内的沉渣进行清理；S2，将下端安装有所述桩底注浆装置的钢筋笼下沉至所述容置孔的底部；S3，通过所述通过孔以排出所述固定板底部的所述沉渣；S4，向所述容置孔内灌注混凝土，以形成灌注桩；S5，向所述注浆胶囊内注浆，形成桩底扩大头。通过上述通过孔可以有效地方便施工方排出所述固定板下侧的沉渣，从而有效地保证容置孔的沉渣厚度处于合格范围，方便施工人员操作施工，保证施工质量。

22.本发明提供的灌注桩体的施工方法，灌注桩体还包括固定在所述钢筋笼上的桩侧注浆管，所述桩侧注浆管的第一注浆孔设置在靠近所述注浆胶囊的位置，朝向桩侧地层注浆。通过向灌注桩体侧壁周围地层进行压力注浆，使桩身周围地层更加密实，强度更高，也使灌注桩与周围的地层结合的更加紧密，最终使桩的极限承载力大幅度提高。

23.本发明提供的灌注桩体，通过连接有排真空压力机控制的负压吸管对准所述通过孔，将所述容置孔孔底的沉渣排出，上述负压吸管可以持续有效地将沉渣排出，提高排渣效率。

24.本发明提供的灌注桩体的施工方法，灌注桩体的施工方法，还包括步骤S6：通过穿过所述通过孔的补浆管向桩底注浆。通过上述补浆结构经通过孔向桩底注浆，可以有效地提高桩底的水泥浆含量，提高桩底混凝土质量。通过向通过孔内注浆具有以下优点：有效地消除因混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成的虚尖和干碴石。有效地填充通过孔增强桩底强度。压力渗透灌浆，将桩底周围地层中的水通过注浆置换，增强桩底强度。浆液从通过孔注入桩底周围地层，形成浆脉，增强桩底地层强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的桩底注浆装置内部结构示意图；

图2为本发明提供的桩底注浆装置俯视内部结构示意图；

图3为本发明提供的具有第一单向阀和第二单向阀的桩底注浆装置内部结构示意图；

图4为本发明提供的灌注桩体的施工示意图；

图5为本发明提供的容置孔其结构示意图；

图6为本发明提供的单根补浆管的桩底注浆装置内部结构示意图；

图7为本发明提供的具有储浆腔的桩底注浆装置内部结构示意图。

附图标记说明：

1-容置孔；2-注浆胶囊；3-注浆管；4-固定板；5-通过孔；6-胶囊检测口；10-环形挡件；11-第一注浆孔；12-第一弹性件；13-注浆部；14-钢筋笼；15-桩侧注浆管；16-注浆管接口；17-补浆管；18-第二注浆部；19-储浆腔；20-第二注浆孔；21-进浆口；22-第二弹性件；23-固定件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的灌注桩体，如图4和图5所示，其包括：

桩底注浆装置，如图1至3所示，其包括：

固定板4，所述固定板4上设有与所述容置孔1孔底相连通，供所述容置孔1内的泥浆和沉渣穿过所述固定板4的通过孔5，上述通过孔5为一个，设置在所述固定板4的中央位置，所述固定板4构成环形板状结构。通过设置在固定板4中央位置的通过孔5，在桩底注浆装置朝向容置孔1的孔底下沉的过程中，容置孔1内的泥浆水和空气等会经通过孔5从而进入桩底注浆装置上方，不会在桩底注浆装置和容置孔1之间形成破坏孔壁的涡流，进而有效地避免桩底注浆装置下降过程中由于泥浆水等无法排出在容置孔1中形成破坏孔壁的涡流的问题，避免回旋于固定板4边缘和容置孔1之间的泥浆水流冲刷并扰动容置孔1孔壁，有效地防止容置孔1的孔壁坍塌、孔底沉渣超标以及断桩的问题，有效地提高了灌注桩体的施工质量。而且，设置在固定板4中央位置的上述通过孔5，使桩底注浆装置在下沉过程中其各个位置可以相对平衡，从而使桩底注浆装置在下沉中不会发生位置偏斜的问题，使注浆腔顺利到达孔底。另外，将通过孔5设置在固定板4中央位置，相对于设置多个小型孔洞，可以给通过孔5预留出更多空间，从而可以有效地增大通过孔5的孔径，进而保证泥浆水等有效地通过上述通过孔5，不会形成破坏孔壁的涡流；

环形挡件10，为沿所述固定板4其内环边缘设置的环形挡板，上述环形挡板延伸至所述注浆胶囊2内环，且垂直于所述固定板4表面。在灌注桩体的施工过程中，需要向安装有桩底注浆装置的钢筋笼灌注混凝土以形成灌注桩体，上述环形挡件10可以有效地在通过孔5边缘形成一个将混凝土和注浆胶囊2分隔开的阻挡件，以防止在朝向钢筋笼内灌注混凝土时，混凝土通过上述通过孔5包裹注浆胶囊2的问题，避免注浆胶囊2因被混凝土包裹影响灌注桩后注浆效果的问题发生。并且，上述环形挡件10的高度不大于所述容置孔1其沉渣的设计厚度与注浆胶囊2厚度之和，以保证桩底注浆装置下沉到指定位置，环形挡件10与容置孔1的孔底相抵接时，造成沉渣设计厚度超标的问题。并且，通过上述高度小于或者等于沉渣设计厚度的环形挡件10，通过上述通过孔5对容置孔1进行沉渣清理后，环形挡件10与容置孔1的孔底相抵接，可以有效地检测容置孔1的沉渣厚度是否处于合格范围，方便施工人员操作施工，保证施工质量。另一方面，所述注浆胶囊2设置在所述固定板4上，所述注浆胶囊2和所述固定板4围成用于容置浆液的容置腔。上述固定板4还可以有效地和钢筋笼相连，实现桩底注浆装置的安装使用。

橡胶材质的注浆胶囊2，设置在所述固定板4上，所述注浆胶囊2为与所述固定板4形状相适配的中空环形结构，具有内部填充有浆液以承载桩体的膨胀状态，以及内部中空的收缩状态；通过将注浆胶囊2设计成与固定板4形状相适配的中空环形结构，从而在保证泥浆水等可以有效地依次通过注浆胶囊2和固定板4进入桩底注浆装置上层，不会在桩底注浆装置和容置孔1孔壁之间形成破坏孔壁的涡流的前提下，并且，因为注浆胶囊2与固定板4形状相适配可以有效地增大注浆胶囊2的体积，使注浆胶囊2可以最大程度地为灌注桩体提供固定和支撑，提高灌注桩体的牢固性能。而且，上述环形的第一注浆部13可以有效地适应环形结构的注浆胶囊2，使第一注浆部13延伸至注浆胶囊2不同位置，使桩底注浆装置的注浆更加均匀

钢筋笼14，与所述桩底注浆装置其固定板4相连，所述钢筋笼14上还设置有桩侧注浆管15，所述桩侧注浆管15的第一注浆孔设置在靠近所述注浆胶囊2的位置。通过向灌注桩底部进行压力注浆，使桩身和桩底扩大头等紧密结合，使桩底扩大头和桩底桩周围地层更加密实，强度更高，最终使桩的极限承载力大幅度提高。同时，朝向所述桩侧壁周围地层注浆。通过向灌注桩侧壁周围地层进行压力注浆，使桩身周围地层更加密实，强度更高，也使灌注桩与周围的地层结合的更加紧密，最终使桩的极限承载力大幅度提高；

注浆管3，为两根，与所述钢筋笼14固定绑扎相连，所述注浆管3与所述注浆胶囊2的内腔相连通，所述注浆管3具有延伸至所述注浆胶囊2内腔中的第一注浆部13，向所述注浆胶囊2内注浆。所述第一注浆部13为沿所述固定板4外轮廓延伸的环形管路，环形的第一注浆部13上设置有供浆液进入所述注浆胶囊2内的第一注浆孔11，环形的第一注浆部13上还设置有用于阻挡泥沙、沉渣等混合物进入注浆胶囊2和注浆管3的第一单向阀，上述第一单向阀包括：与所述注浆管3上的第一注浆孔11相对设置，以密封所述第一注浆孔11的第一弹性件12，所述第一弹性件12为套置在所述第一注浆部13上的环形套状橡胶件，上述环形套结构的第一弹性件12可以有效地包裹管状结构的第一注浆部13，以保证第一弹性件12可以有效地密封第一注浆孔11，从各个角度防止孔底泥沙、沉渣等混合物进入注浆管3。第一弹性件12具有与所述注浆管3紧密贴合以阻挡泥沙、沉渣等混合物通过所述第一注浆孔11进入注浆管3的密封状态，以及受到所述注浆管3内压力作用朝向远离所述第一注浆部13方向移动以使浆液通过所述第一注浆孔11进入所述注浆胶囊2的打开状态。当所述第一注浆部13内的压力小于所述第一弹性件12其自身收缩压力和外部压力之和，第一弹性件12会在其自身收缩压力产生的偏压力作用下与注浆管3相贴合以封堵第一注浆孔11，从而有效地避免泥沙、沉渣等混合物通过第一注浆孔11进入注浆管3以堵塞注浆管3，造成无法对桩底注浆装置注浆的问题。当所述第一注浆部13内的压力大于所述第一弹性件12其自身收缩压力和外部压力之和，所述浆液通过所述第一弹性件12和所述第一注浆部13之间的间隙溢出，进入注浆胶囊2内；或通过破损的注浆胶囊2进入地层。通过上述可以发生形变的第一弹性件12可以简单有效地保证注浆管3单向排浆，以保证桩底注浆装置内的混合物无法进入注浆管3。

补浆结构，如图2所示，用于向所述通过孔5以及环形的注浆胶囊2的内环空间注浆，所述补浆结构为两根补浆管17，所述补浆管17具有延伸至所述通过孔5孔腔中的第二注浆部18，所述第二注浆孔20为多个，设置在所述第二注浆部18上，所述第二注浆部18为沿所述通过孔5其孔壁轮廓延伸的环形管路，上述具有多个第二注浆孔20的环形管路可以有效地增加第二注浆部18的注浆效率。同时，保证底部地层各个方向均有浆液流入，保证注浆效果。所述补浆管17上设置有控制所述补浆管17和所述通过孔5连通或断开的第二单向阀。所述第二单向阀包括：与所述补浆管17上的第二注浆孔20相对设置，以密封所述第二注浆孔20的第二弹性件22，所述第二弹性件22为套置在环形的第二注浆部18上的环形套，所述第二弹性件22具有与所述补浆管17紧密贴合以阻挡堵塞物通过所述第二注浆孔20进入补浆管17的密封状态，以及受到所述补浆管17内压力作用朝向远离所述补浆管17方向移动以使浆液通过所述第二注浆孔20进入所述通过孔5的打开状态。通过上述补浆结构经通过孔5向桩底注浆，可以有效地提高桩底的水泥浆含量，提高桩底混凝土质量。通过向通过孔5内注浆具有以下优点：1.有效地消除因混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成的虚尖和干碴石。2.有效地填充通过孔5增强桩底强度。3.压力渗透灌浆，将桩底周围地层中的水通过注浆置换，增强桩底强度。4.浆液从通过孔5注入桩底周围地层，形成浆脉，增强桩底强度。在本实施例中，所述通过孔5为一个，设置在所述固定板4的中央位置，所述固定板4构成环形板状结构，所述固定板4其内环边缘，具有延伸至所述注浆胶囊2内环的环形挡件10；所述补浆管17的第二注浆孔20位于所述环形挡件10其远离所述固定板4的一侧。通过将第二注浆孔20设置在环形挡件10其远离所述固定板4的一侧，从而保证浆液可以有效地填满注浆胶囊2内环中间的孔洞，有效的增加桩底注浆装置底部地层水泥浆含量。

在本实施例中，所述固定板4上设置有用于向所述注浆胶囊2内部充入介质，以验证所述注浆胶囊2是否发生泄漏和/或可以承受的压力大小的胶囊检测口6。通过上述胶囊检测口6向注浆胶囊2充入空气、水或者其它介质，可以有效地检测注浆胶囊2可以承受的压力大小，检验注浆胶囊2在浆液作用下的膨胀收缩能力及其容积大小。

在本实施例中，第一弹性件12和第二弹性件22分别具有与第一注浆部13和第二注浆部18的固定部。第一弹性件12与第一注浆部13通过固定件23固定相连可以有效地防止通过第一注浆孔11朝向注浆胶囊2内腔注浆时，第一弹性件12在注浆压力作用下偏离预设位置，导致第一弹性件12失去对第一注浆孔11密封的能力；同理，上述固定部也可以有效地将第二弹性件22固定在第二注浆部18上。上述固定件23为铆钉。

当然，本发明申请对第一弹性件12和第一注浆部13，以及第二弹性件22和第二注浆部18的连接方式不做具体限制，在其它实施例中，第一弹性件12和第一注浆部13，以及第二弹性件22和第二注浆部18还可以通过粘接、卡接件或者紧固件固定在一起，从而进一步有效地防止通过注浆孔3朝向注浆胶囊2内腔注浆时，第一弹性件12在注浆压力作用下偏离预设位置，导致第一弹性件12失去对注浆孔密封的能力。

当然，本发明申请对第一弹性件12和第一注浆部13，以及第二弹性件22和第二注浆部18固定相连的方式不做具体限制，在其它实施例中，第一弹性件12一体成型于第一注浆部13上，第一弹性件12和第一注浆部13之间具有供浆液通过的伸缩间隙。以及第二弹性件22和第二注浆部18也可以通过一体成型的方式连接在一起。

桩底环形注浆腔的使用方法，包括：

清洗注浆管3，所述清洗注浆管3具体包括：S1，打开通过第一注浆部13连接在一起的两根所述注浆管3；S2，向处于打开状态下的其中一根所述注浆管3内注入清洗液，所述清洗液从处于打开状态且未注入所述清洗液的另外所述注浆管3排出，所述注浆管3内的压力小于打开第一单向阀的压力，通过设置上述方式可以保证第一单向阀不打开，以使清洗液不进入注浆胶囊2，清洗液可以有效地对注浆管3进行清理；

向所述注浆胶囊2内注浆，具体包括：向处于打开状态下的所述注浆管3中注入浆液，所述第一注浆部13内的压力大于所述第一弹性件12其自身收缩压力和外部压力之和，所述浆液通过所述第一弹性件12和所述第一注浆部13之间的间隙溢出，进入所述注浆胶囊2内；当多根注浆管3无法形成液体回路时，可以有效地增大注浆管3内的液体压力值，从而使注浆管3内的压力足以打开第一单向阀，向注浆胶囊2内注入浆液，保证桩底注浆装置的正常使用。在本申请中，如果发生机械故障等因素，造成中断注浆的问题，可以通过上述方式清洗注浆管3，以保证注浆管3畅通，进而实现重复多次间歇式注浆，从而应对不同的施工情况。

灌注桩体的施工方法，包括以下步骤：

S1，形成容置孔1，对所述容置孔1内的沉渣进行清理；

S2，将下端安装有所述桩底注浆装置的钢筋笼14下沉至所述容置孔1的底部；

S3，控制负压吸管对准所述通过孔5，将所述容置孔1孔底的沉渣排出；

S4，向所述容置孔1内灌注混凝土，以形成灌注桩；

S5，向所述注浆胶囊2内注浆，形成桩底扩大头；

S6，通过穿过所述通过孔5的补浆管17向桩底注浆。

S7，通过桩侧注浆管15朝向所述桩侧周围地层注浆。

当然，本发明申请对第一单向阀的结构不做具体限制，在其它实施例中，第一单向阀还可以是电控阀门，通过电控阀门可以远距离控制第一注浆孔11的打开和关闭。

当然，本发明申请对所述第一弹性件12与所述第一注浆部13固定相连的方式不做具体限制，在其它实施例中，第一弹性件12一体成型于第一注浆部13上，第一弹性件12和第一注浆部13之间具有供浆液通过的伸缩间隙。

当然，本发明申请对第一弹性件12的结构不做具体限制，在其它实施例中，第一弹性件12可以为固定在管状结构的第一注浆部13其表面的不规则片状结构，第一弹性件12的形状与第一注浆孔11的布置形状相适配。

当然，本发明申请对注浆管3的数量方式不做具体限制，在其它实施例中，注浆管3设置为三根或三根以上，从而可以开启多根注浆管3同时将浆液引入第一注浆部13，从而保证第一注浆部13的内部压力值可以有效地打开第一弹性件12以及靠近第一弹性件12位置的混合物，保证第一注浆部13有足够的压力，并保证注浆管3的注浆效率；或者开启其中的若干根注浆管3另外的注浆管3关闭，向开启的注浆管3内注入浆液，以保证第一注浆部13有足够的压力，以及注浆管3的注浆效率。

当然，本发明申请对第二注浆部18的结构不做具体限制，在其它实施例中，所述第二注浆部18为沿所述通过孔5其孔壁轮廓延伸的弧形管路。

当然，本发明申请对补浆结构不做具体限制，在其它实施例中，如图6所示，补浆管17为单根或多根，补浆管17穿过所述通过孔5向注浆胶囊2内环空间以及桩底注浆。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图7所示，补浆结构，用于向所述通过孔5以及环形的注浆胶囊2的内环空间注浆，所述补浆结构为两根补浆管17。所述固定板4具有与所述通过孔5相连通的储浆腔19，所述补浆管17与所述储浆腔19的进浆口21相连通。所述补浆管17上设置有控制所述补浆管17和所述通过孔5连通或断开的第二单向阀。通过上述补浆结构经通过孔5向桩底注浆，可以有效地提高桩底的水泥浆含量，提高桩底混凝土质量。通过向通过孔5内注浆具有以下优点：1.有效地消除因混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成的虚尖和干碴石。2.有效地填充通过孔5增强桩底强度。3.压力渗透灌浆，将桩底周围地层中的水通过注浆置换，增强桩底强度。4.浆液从通过孔5注入桩底周围地层，形成浆脉，增强桩底强度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (29)

1.一种桩底注浆装置，其包括：

注浆胶囊(2)，具有内部填充有浆液以承载桩体的膨胀状态，以及内部中空的收缩状态；

注浆管(3)，与所述注浆胶囊(2)的内腔相连通，向所述注浆胶囊(2)内注浆；

其特征在于，还包括：

固定板(4)，所述注浆胶囊(2)设置在所述固定板(4)上，所述固定板(4)上设有与容置孔(1)底部相连通，供所述容置孔(1)内的泥浆和/或沉渣穿过所述固定板(4)的通过孔(5)。

2.根据权利要求1所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述通过孔(5)为一个，设置在所述固定板(4)的中央位置，所述固定板(4)构成环形板状结构。

3.根据权利要求2所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述注浆胶囊(2)为与所述固定板(4)形状相适配的中空环形结构。

4.根据权利要求3所述的桩底注浆装置，其特征在于，环形结构的所述固定板(4)其内环边缘，具有延伸至所述注浆胶囊(2)内环的环形挡件(10)。

5.根据权利要求4所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述环形挡件(10)的高度不大于所述容置孔(1)其沉渣的设计厚度值与所述注浆胶囊(2)其厚度二者之和。

6.根据权利要求4所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述环形挡件(10)垂直于所述固定板(4)表面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的桩底注浆装置，其特征在于，还包括：第一单向阀，所述第一单向阀设置在所述注浆管(3)与所述注浆胶囊(2)的连通位置，以阻挡所述注浆胶囊(2)内的堵塞物进入所述注浆管(3)。

8.根据权利要求7所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述注浆管(3)上设置有供浆液进入所述注浆胶囊(2)内的第一注浆孔(11)，所述第一单向阀包括：与所述注浆管(3)上的第一注浆孔(11)相对设置，以密封所述第一注浆孔(11)的第一弹性件(12)，所述第一弹性件(12)具有与所述注浆管(3)紧密贴合以阻挡所述堵塞物通过所述第一注浆孔(11)进入注浆管(3)的密封状态，以及受到所述注浆管(3)内压力作用朝向远离所述注浆管(3)方向移动以使浆液通过所述第一注浆孔(11)进入所述注浆胶囊(2)的打开状态。

9.根据权利要求8所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述注浆管(3)具有延伸至所述注浆胶囊(2)内腔中的第一注浆部(13)，所述第一注浆部(13)为沿所述固定板(4)外轮廓延伸的环形管路，所述第一弹性件(12)为套置在所述第一注浆部(13)上的环形套。

10.根据权利要求1所述的桩底注浆装置，其特征在于，还包括：与所述通过孔(5)相连通，向所述通过孔(5)内注浆的补浆结构。

11.根据权利要求10所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述补浆结构为至少一根补浆管(17)，所述补浆管(17)与所述通过孔(5)相连通，向所述通过孔(5)内注浆。

12.根据权利要求11所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述补浆管(17)具有延伸至所述通过孔(5)孔腔中的第二注浆部(18)，在所述第二注浆部(18)上设置有多个第二注浆孔(20)，所述第二注浆部(18)为沿所述通过孔(5)其孔壁轮廓延伸的弧形管路。

13.根据权利要求12所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述第二注浆部(18)为沿所述通过孔(5)其孔壁轮廓延伸的环形管路。

14.根据权利要求11所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述固定板(4)具有与所述通过孔(5)相连通的储浆腔(19)，所述补浆管(17)与所述储浆腔(19)的进浆口(21)相连通。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述补浆管(17)上设置有控制所述补浆管(17)和所述通过孔(5)连通或断开的第二单向阀。

16.根据权利要求15所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述第二单向阀包括：与所述补浆管(17)上的第二注浆孔(20)相对设置，以密封所述第二注浆孔(20)的第二弹性件(22)，所述第二弹性件(22)具有与所述补浆管(17)紧密贴合以阻挡堵塞物通过所述第二注浆孔(20)进入补浆管(17)的密封状态，以及受到所述补浆管(17)内压力作用朝向远离所述补浆管(17)方向移动以使浆液通过所述第二注浆孔(20)进入所述通过孔(5)的打开状态。

17.根据权利要求16所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述第二弹性件(22)为套置在所述第二注浆部(18)上的环形套。

18.根据权利要求12所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述通过孔(5)为一个，设置在所述固定板(4)的中央位置，所述固定板(4)构成环形板状结构，所述固定板(4)其内环边缘，具有延伸至所述注浆胶囊(2)内环的环形挡件(10)；所述补浆管(17)的第二注浆孔(20)位于所述环形挡件(10)其远离所述固定板(4)的一侧。

19.根据权利要求1所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述注浆胶囊(2)上设置有用于向其内部充入介质的胶囊检测口(6)。

20.根据权利要求19所述的桩底注浆装置，其特征在于，所述胶囊检测口(6)设置在所述固定板(4)上。

21.一种灌注桩体，其特征在于，包括：

权利要求1至20中任一项所述的桩底注浆装置；

钢筋笼(14)，与所述桩底注浆装置其固定板(4)相连，所述注浆管(3)与所述钢筋笼(14)固定相连。

22.根据权利要求21所述的灌注桩体，其特征在于，还包括固定在所述钢筋笼(14)上的桩侧注浆管(15)，所述桩侧注浆管(15)的第一注浆孔设置在靠近所述注浆胶囊(2)的位置，朝向桩侧地层注浆。

23.一种权利要求21或22所述的灌注桩体的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，形成容置孔(1)，对所述容置孔(1)内的沉渣进行清理；

S2，将下端安装有所述桩底注浆装置的钢筋笼(14)下沉至所述容置孔(1)的底部；

S3，通过所述通过孔(5)以排出所述固定板(4)下侧的所述沉渣；

S4，向所述容置孔(1)内灌注混凝土，以形成灌注桩；

S5，向所述注浆胶囊(2)内注浆，形成桩底扩大头。

24.根据权利要求23所述的灌注桩体的施工方法，其特征在于，在步骤S3中，通过所述通过孔(5)以排出所述固定板(4)下侧的所述沉渣包括：控制负压吸管对准所述通过孔(5)，将所述容置孔(1)孔底的沉渣排出。

25.根据权利要求23或24所述的灌注桩体的施工方法，其特征在于，还包括步骤S6：通过穿过所述通过孔(5)的补浆管(17)向灌注桩体底部注浆。

26.根据权利要求23所述的灌注桩体的施工方法，其特征在于，还包括：步骤S7，朝向灌注桩体侧部地层注浆。

27.一种权利要求1-20中任一项所述的桩底注浆装置的使用方法，其特征在于，包括：

清洗注浆管(3)；

向所述注浆胶囊(2)内注浆。

28.根据权利要求27所述的桩底注浆装置的使用方法，其特征在于，所述清洗注浆管(3)具体包括：S1，打开通过第一注浆部(13)连接在一起的至少两根所述注浆管(3)；S2，向处于打开状态下的至少两根所述注浆管(3)中的至少一根所述注浆管(3)内注入清洗液，所述清洗液从处于打开状态且未注入所述清洗液的另外所述注浆管(3)排出，所述注浆管(3)内的压力小于打开第一单向阀的压力。

29.根据权利要求27所述的桩底注浆装置的使用方法，其特征在于，所述向所述注浆胶囊(2)内注浆具体包括：向处于打开状态下的所述注浆管(3)中注入浆液，所述第一注浆部(13)内的压力大于所述第一弹性件(4)的偏压力，所述浆液通过所述第一弹性件(4)和所述第一注浆部(13)之间的间隙溢出，进入所述注浆胶囊(2)内。

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