CN111021333A - 分段压力注浆的螺旋钢桩及其注浆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段压力注浆的螺旋钢桩，包括螺旋钢桩和注浆器，所述螺旋钢桩包括第一中心钢轴和设于该第一中心钢轴外壁上的螺旋叶片，所述第一中心钢轴为中空且底部密封的结构，所述第一中心钢轴上还设有钢轴出浆口，所述注浆器的两端均设有碗形止浆塞，且所述注浆器上设有注浆器出浆口。本发明还提供了一种采用分段压力注浆的螺旋钢桩的注浆工艺，本发明能快速进行分段注浆，注浆前无需套壳料，无需钻孔，注浆后螺旋钢桩也能作为地基的一部分分担上部荷载，螺旋钢桩也能快速旋出，反复利用。

Description

分段压力注浆的螺旋钢桩及其注浆工艺

技术领域

本发明涉及地基加固技术领域，特别是一种分段压力注浆的螺旋钢桩及其注浆工艺。

背景技术

目前，在地基加固领域，分段注浆工艺多采用袖阀管注浆技术，袖阀管注浆技术能在同一区段进行多次反复注浆，注浆效果易保证，不易发生冒浆。但是袖阀管注浆技术在工艺上需要预钻孔，通常钻孔过程中为预防塌孔还需采用泥浆护壁保证钻孔的完整；钻孔完成后袖阀管管外与孔壁之间的空隙需要采用套壳料进行封闭，套壳料还需满足收缩性小，早期强度高等要求，等待封闭壳壳料有一定强度后在向袖套管内插入注浆器进行分段注浆。此类施工工艺存在流程复杂，对施工人员技术水平要求较高，施工前准备工作较多，施工效率不高等缺点。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种分段压力注浆的螺旋钢桩及其注浆工艺，本发明能快速进行分段注浆，注浆前无需套壳料，无需钻孔，注浆后螺旋钢桩也能作为地基的一部分分担上部荷载，螺旋钢桩也能快速旋出，反复利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种分段压力注浆的螺旋钢桩，包括螺旋钢桩和注浆器，所述螺旋钢桩包括第一中心钢轴和设于该第一中心钢轴外壁上的螺旋叶片，所述第一中心钢轴为中空且底部密封的结构，所述第一中心钢轴上还设有钢轴出浆口，所述注浆器的两端均设有碗形止浆塞，且所述注浆器上设有注浆器出浆口。

作为一种优选的实施方式，所述螺旋钢桩还包括通过法兰盘与第一中心钢轴的顶部连接的第二中心钢轴，所述第一中心钢轴和第二中心钢轴的法兰盘之间设有橡皮圈，且第一中心钢轴和第二中心钢轴的法兰盘之间通过螺栓连接。

作为另一种优选的实施方式，所述第一中心钢轴和第二中心钢轴为直径为60mm-270mm的无缝钢管。

作为一种优选的实施方式，所述螺旋叶片的数量为至少两片，每片螺旋叶片的直径范围为150mm-400mm，厚度为6mm-12mm，相邻螺旋叶片的螺距为50mm-100mm，且螺旋叶片与所述第一中心钢轴之间采用焊接连接。

作为一种优选的实施方式，所述钢轴出浆口呈梅花形均布于所述第一中心钢轴上，钢轴出浆口的直径为8mm-10mm，钢轴出浆口的分布间距为30mm-50mm，且钢轴出浆口外侧套设有防逆流橡胶套。

作为一种优选的实施方式，所述注浆器为空心的镀锌钢管，注浆器的长度为50cm，注浆器的直径为32mm，注浆器的管壁厚度为3mm。

作为一种优选的实施方式，设于所述注浆器两端的碗形止浆塞均为2-3个，且注浆器的顶部还设有用于连接注浆管以及注浆设备的接头。

作为一种优选的实施方式，所述注浆器出浆口呈梅花形均布于所述注浆器上，所述注浆器为长度为5cm、宽度8mm-10mm的矩形结构。

本发明还提供一种采用如上所述的分段压力注浆的螺旋钢桩的注浆工艺，包括以下步骤：

(1)测量放样：绘制桩位布置图，使用全站仪测定孔位和地面高程，并确定桩位和深度；

(2)安装螺旋钢桩：将底部封闭的螺旋钢桩垂直插至地基中；

(3)注浆：采用注浆器从下而上分段进行，浆液的水灰比为1:1，以注浆器的长度为注浆步距长度，根据不同地层采取不同注浆压力、注浆时间和注浆量，每段注浆完成后，向上移动一个步距的注浆器长度；

(4)复注：待凝12h后，按步骤(3)的注浆方式进行第二次注浆，浆液的水灰比为1∶(0.8～0.9)，再待凝12h后，按步骤(3)的注浆方式进行第三次注浆，浆液的水灰比为1∶(0.8～0.9)。

作为一种优选的实施方式，还包括以下步骤：

(5)补注：若发现部分地段出现渗透或沉降现象，利用既有螺旋钢桩在相应注浆段进行补偿注浆。

本发明的有益效果是：无需钻孔，螺旋钢桩直接施工到土层作为注浆外管使用，螺旋叶片安装方便快捷，螺旋叶片可选用与中心钢轴相同材质的钢材，安装方式直接采用焊接连接方式；无需套壳料，无需等待，螺旋钢桩由螺旋叶片切土进入地层，螺旋钢桩为挤土桩，螺旋钢桩施工完成后即可进行分段注浆；增加承载力，螺旋钢桩在旋入地层后可与加固土层一起作为地基，螺旋钢桩能分担部分上部荷载，并且螺旋叶片周围土层被加固，螺旋钢桩又具有更高承载力；注浆完成后，螺旋钢桩可从注浆地层旋出，重复利用，而且在施工时螺旋钢桩相互之间影响较小，能保证同时施工，施工效率高，本发明具有十分明显的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例中螺旋钢桩结构示意图；

图2为本发明实施例中注浆器结构示意图；

图3为本发明实施例中螺旋钢桩的剖面图。

附图标记：

10、螺旋钢桩，11、第一中心钢轴，12、螺旋叶片，13、钢轴出浆口，14、法兰盘，15、第二中心钢轴，16、橡皮圈，17、螺栓，20、注浆器，21、碗形止浆塞，22、注浆器出浆口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例

如图1-图3所示，一种分段压力注浆的螺旋钢桩，包括螺旋钢桩10和注浆器20，所述螺旋钢桩10包括第一中心钢轴11和设于该第一中心钢轴11外壁上的螺旋叶片12，所述第一中心钢轴11为中空且底部密封的结构，所述第一中心钢轴11上还设有钢轴出浆口13，所述注浆器20的两端均设有碗形止浆塞21，且所述注浆器20上设有注浆器出浆口22。

在本实施例中，所述螺旋钢桩10还包括通过法兰盘14与第一中心钢轴11的顶部连接的第二中心钢轴15，螺旋钢桩为拼接式，拼接段长度为1.5m-2.5m，所述第一中心钢轴11和第二中心钢轴15的法兰盘14之间设有橡皮圈16，且第一中心钢轴11和第二中心钢轴15的法兰盘之间通过螺栓17连接，一方面是方便注浆器20在第一中心钢轴11和第二中心钢轴15内上下来回移动，二是法兰盘14连接，能较好的实现钢桩之间的密封连接。

在本实施例中，所述第一中心钢轴11和第二中心钢轴15为直径为200mm、也可以为60mm或270mm的无缝钢管。

在本实施例中，所述螺旋叶片12的数量为至少两片，每片螺旋叶片12的直径为250mm，在其它的实施例中也可以为150mm或400mm，厚度为10mm，在其它的实施例中也可以为6mm或12mm，相邻螺旋叶片12的螺距为80mm，在其它的实施例中也可以为50mm或100mm，且螺旋叶片12与所述第一中心钢轴11之间采用焊接连接。

在本实施例中，所述钢轴出浆口13呈梅花形均布于所述第一中心钢轴11上，钢轴出浆口的直径为9mm，也可以为8mm或10mm，钢轴出浆口13的分布间距为40mm，也可以为30mm或50mm，且钢轴出浆口13外侧套设有防逆流橡胶套。

在本实施例中，所述注浆器20为空心的镀锌钢管，注浆器20的长度为50cm，注浆器20的直径为32mm，注浆器20的管壁厚度为3mm。

在本实施例中，设于所述注浆器20两端的碗形止浆塞21为2个，且注浆器20的顶部还设有用于连接注浆管以及注浆设备的接头。

在本实施例中，所述注浆器出浆口22呈梅花形均布于所述注浆器20上，所述注浆器20为长度为5cm、宽度8mm-10mm的矩形结构。

本实施例还提供了一种采用如上所述的分段压力注浆的螺旋钢桩的注浆工艺，采用拼接式螺旋钢桩作为袖套管，将螺旋钢桩10打入地层预定深度后，在插入注浆器20进行分段注浆，浆液顶开防逆流橡胶套，使浆液进入地层注浆完成后，将注浆器20向上移动一个注浆器20长度，具体包括以下步骤：

(1)测量放样：绘制桩位布置图，使用全站仪测定孔位和地面高程，并确定桩位和深度；

(2)安装螺旋钢桩10：将底部封闭的螺旋钢桩10垂直插至地基中，螺旋钢桩10上口露出地面约30cm，在螺旋钢桩10上部盖上盖，防止杂物进入，影响注浆作业质量；

(3)注浆：采用注浆器20从下而上分段进行，注浆浆液为水泥浆液，水泥为复合硅酸盐水泥，浆液的水灰比为1:1，特别地，当针对加固区域以黏性土为主时，水灰比为1：(0.8-1.0)，注浆压力0.5-2.0MPa，以注浆器20的长度为注浆步距长度，根据不同地层采取不同注浆压力、注浆时间和注浆量，每段注浆完成后，向上移动一个步距的注浆器长度；每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的注浆器20长度，宜采用提升设备移动，或采用2个管钳对称夹住注浆器20，同时均匀用力将注浆器20移动。为避免注浆过程中对紧邻构筑物造成破坏，应严格控制注浆压力，起始注浆压力应控制在0.5MPa左右，然后逐级加压，应加强对地基表面的巡视并设置观测点，进行变形监控。发现地表隆起或明显变形停止注浆，并分析原因，对注浆压力、注浆量等参数作适当调整。为减少对房屋基础的直接影响，房屋加固注浆时，地表2m范围采取低压持续注浆或不注浆。

清洗中心钢轴：注浆完成后将水管插至螺旋钢桩10管底，清洗第一中心钢轴11和第二中心钢轴15内的残留浆液，以备重复注浆。清洗后盖好螺旋钢桩10上盖；

(4)复注：待凝12h后，按步骤(3)的注浆方式进行第二次注浆，浆液的水灰比为1∶(0.8～0.9)，注浆后应对螺旋钢桩10进行清洗，再待凝12h后，按步骤(3)的注浆方式进行第三次注浆，浆液的水灰比为1∶(0.8～0.9)；

(5)补注：后续施工过程中，若发现部分地段出现渗透或沉降现象，可以利用既有袖阀管在相应注浆段进行补偿注浆。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，包括螺旋钢桩和注浆器，所述螺旋钢桩包括第一中心钢轴和设于该第一中心钢轴外壁上的螺旋叶片，所述第一中心钢轴为中空且底部密封的结构，所述第一中心钢轴上还设有钢轴出浆口，所述注浆器的两端均设有碗形止浆塞，且所述注浆器上设有注浆器出浆口。

2.根据权利要求1所述的分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，所述螺旋钢桩还包括通过法兰盘与第一中心钢轴的顶部连接的第二中心钢轴，所述第一中心钢轴和第二中心钢轴的法兰盘之间设有橡皮圈，且第一中心钢轴和第二中心钢轴的法兰盘之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，所述第一中心钢轴和第二中心钢轴为直径为60mm-270mm的无缝钢管。

4.根据权利要求1或3所述的分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，所述螺旋叶片的数量为至少两片，每片螺旋叶片的直径范围为150mm-400mm，厚度为6mm-12mm，相邻螺旋叶片的螺距为50mm-100mm，且螺旋叶片与所述第一中心钢轴之间采用焊接连接。

5.根据权利要求1所述的分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，所述钢轴出浆口呈梅花形均布于所述第一中心钢轴上，钢轴出浆口的直径为8mm-10mm，钢轴出浆口的分布间距为30mm-50mm，且钢轴出浆口外侧套设有防逆流橡胶套。

6.根据权利要求1所述的分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，所述注浆器为空心的镀锌钢管，注浆器的长度为50cm，注浆器的直径为32mm，注浆器的管壁厚度为3mm。

7.根据权利要求1或6所述的分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，设于所述注浆器两端的碗形止浆塞均为2-3个，且注浆器的顶部还设有用于连接注浆管以及注浆设备的接头。

8.根据权利要求1所述的分段压力注浆的螺旋钢桩，其特征在于，所述注浆器出浆口呈梅花形均布于所述注浆器上，所述注浆器为长度为5cm、宽度8mm-10mm的矩形结构。

9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的分段压力注浆的螺旋钢桩的注浆工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测量放样：绘制桩位布置图，使用全站仪测定孔位和地面高程，并确定桩位和深度；

(2)安装螺旋钢桩：将底部封闭的螺旋钢桩垂直插至地基中；

(3)注浆：采用注浆器从下而上分段进行，浆液的水灰比为1:1，以注浆器的长度为注浆步距长度，根据不同地层采取不同注浆压力、注浆时间和注浆量，每段注浆完成后，向上移动一个步距的注浆器长度；

(4)复注：待凝12h后，按步骤(3)的注浆方式进行第二次注浆，浆液的水灰比为1∶(0.8～0.9)，再待凝12h后，按步骤(3)的注浆方式进行第三次注浆，浆液的水灰比为1∶(0.8～0.9)。

10.根据权利要求9所述的分段压力注浆的螺旋钢桩的注浆工艺，其特征在于，还包括以下步骤：

(5)补注：若发现部分地段出现渗透或沉降现象，利用既有螺旋钢桩在相应注浆段进行补偿注浆。

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