CN111501760A - 一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置及注浆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，包括灌注套管、软内管、环形注浆管，灌注套管固定在钢筋笼，灌注套管的管壁设置螺纹接头，两根半圆形硬质管、四个螺纹接头以及灌注套管的十字交口处形成环形注浆管，环形注浆管设喷浆孔阵列及膨胀胶带；软内管顶端开口设变径接头；旋转筒固接旋转轴及低速电机，低速电机固接吊装箱；本发明还提出了相应的一种钻孔灌注桩桩侧注浆工艺。本发明通过不同深度的软内管对各层的环形注浆管进行灌浆处理，实现双管灌注的分段式注浆工艺，并通过旋转筒来迅速调整各软内管深度，提高桩侧注浆工艺的可调整灵活性及操作简便性；通过多管灌注的方式提高注浆的总压力，进一步改善泥皮土的性状及对基质土的渗透加固性。

Description

一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置及注浆工艺

技术领域

本发明涉及高压灌浆技术领域，尤其涉及一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置以及注浆工艺。

背景技术

高压灌浆技术措施，指钻孔灌注桩在成桩后，由预埋的注浆通道用高压注浆泵将一定压力的水泥浆压入桩侧土层中，通过浆液对桩周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用来增强桩侧土的强度，并以此消除钻孔灌注桩单桩承载性能泥皮效应的影响。钻孔灌注桩高压灌浆技术措施可以加固泥浆护壁薄弱层,提高护壁泥皮的强度；浆液高压灌浆过程中，浆液渗入到护壁泥皮中，可以改善泥浆护壁的性状，提高单桩侧阻力。

但现有注浆过程，一般采用单管环形注浆方式，如专利CN204491585U“灌注桩单主管环形多注浆点后压浆装置”和CN10580483A“一种注浆管路装置、锥型异形桩及其使用方法”，均采用单管灌注的方式，但单点灌注时深度调节一般人工手动拉拽，或采用预先固接在不同深度，使用较为不便，而且单管灌注时可能会面临灌浆压力不足的风险，导致泥浆对泥皮土冲击力不足以及对基质土渗透不足的可能，而且现有注浆工艺的操作或调整较为不便，也需要改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置以及注浆工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，包括两根竖立的灌注套管、套接在灌注套管顶端开口处的软内管、通过螺纹接头连通在灌注套管管壁的多组环形注浆管，钻孔灌注桩四周为钢筋笼，灌注套管通过铁丝绞合固定在钢筋笼的主筋上，灌注套管具体是无缝不锈钢管，灌注套管的底端设有止浆塞；

灌注套管的管壁自上而下等距设置螺纹接头，螺纹接头外观为弧形管状，螺纹接头的外壁为弧形，螺纹接头内壁为螺纹孔，且一端螺纹接头固接连通在灌注套管的管壁，环形注浆管包括两根半圆形硬质管，半圆形硬质管的两端的外壁均设有与螺纹接头套接的螺纹口，单个半圆形硬质管将两根灌注套管连通起来，两根半圆形硬质管、四个螺纹接头以及灌注套管的十字交口处形成一个水平放置的环形注浆管；

环形注浆管的管壁设有环形分布的喷浆孔阵列，喷浆孔阵列通过膨胀胶带封孔；

软内管的下部活动套接在灌注套管内，且软内管底端附近的管壁设有防漏的橡胶管套，软内管顶端附近的管壁固定连接在旋转筒的筒壁，旋转筒为竖直放置，其中一根软内管顶端附近的管壁固定安装在旋转筒筒壁的上部位置，另一根软内管顶端附近的管壁固定安装在旋转筒筒壁的下部位置，软内管的顶端开口还设有与高压泵浆机连接的变径接头，两根软内管的上部缠绕在旋转筒上；

旋转筒顶端面的中心位置固接有旋转轴，旋转轴远离旋转筒的一端连接有低速电机，低速电机通过角铁固定安装吊装箱的底面位置，吊装箱的顶面设有U形吊耳，U形吊耳通过吊机设备的挂钩连接；

两根灌注套管顶端的高度和底端深度均一致，两根软内管底端的插入深度不一致。

优选地，环形注浆管具体是自上而下等距设置的4～6组，通过自下而上的依次注浆，保证钻孔灌注桩桩侧的所有部位均可被喷浆处理，从而破坏桩壁上粘附的泥皮土层，彻底改善泥皮性状，提高摩擦力的同时还增强桩侧土的强度。

优选地，任一组喷浆孔阵列包括沿环形注浆管管壁呈螺旋分布的喷浆孔，360°的多角度喷浆，使桩侧壁及桩侧附近的基质土层等各个位置都能喷到。

优选地，U形吊耳共有3-5组，起到固定作用，避免吊装箱的不必要旋转。

优选地，软内管具体是不锈钢螺纹管或钢丝编织橡胶管，软内管可以缠绕且在缠绕时不影响浆液的管内流动，同时软内管底端在设置固定套接的橡胶管套后，可在灌注套管内滑动且不影响密封性。

优选地，旋转筒的筒壁衬有防滑橡胶层，提高旋转筒的摩擦力，防止软内管在旋转筒滑动位移过大，使软内管缠绕的螺旋角度基本不变。

本发明还提出了相应的一种钻孔灌注桩桩侧注浆工艺，采用前述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，包括以下步骤：

S1、预设置：根据前述的结构，通过吊机设备悬挂吊装箱，预先将底端设置止浆塞的灌注套管绑扎在钢筋笼的主筋上，通过螺纹套接将环形注浆管设置好，开启低速电机，通过旋转筒使两根软内管通入到所在灌注套管的最底端；

S2、管内压力检测：依次开启两根软内管顶的变径接头及其连接的高压泵浆机，测试钻孔灌注桩底部的压力，并测试灌注套管顶部是否有漏浆现象；

S3、桩侧注浆：检测无异常后，通过手动绕接，将其中一根软内管缠绕在旋转筒并用强力胶带粘接固定，使其提升，固定后；开启低速电机，使其两根软内管同时缠绕在旋转筒并提升，当较高位置的软内管底端开口提升到最底层环形注浆管的稍高处，开启变径接头及其连接的高压泵浆机，浆液冲开喷浆孔阵列上的膨胀胶带，并从膨胀胶带与环形注浆管的缝隙中对桩侧四周进行喷浆，对最底层环形注浆管进行注浆；继续使旋转筒旋转并提升两根软内管，自下而上依次对各组环形注浆管进行注浆；

S4、保压定型：注浆完成后，撕开一根软内管上的强力胶带使，两根软内管深度一致，并稍转动旋转筒，使两根软内管的底端均位于所有环形注浆管的上方位置，保持压力24-48h，定型1-2h；

S5、管内清浆：采用空压机接入变径接头，抽取软内管、灌注套管及环形注浆管的剩余浆料；再用水泵接入变径接头，将清水灌入软内管、灌注套管及环形注浆管内，抽取管内浑浊液并清除出管外，反复5-6次，即得到较干净的管壁；

S6、应急处理：当注浆量达到设计要求时，或遇到当桩体沉降、变形等监测指标达到控制要求时，或注浆施工区域地面冒浆时，均停止注浆；但注浆3-4天后，注意泥皮层的湿度，将热空气或清水注入到清水灌入软内管、灌注套管及环形注浆管内，以严格控制各管内环境情况；无异常5-10天后，取出软内管，即完成全部的注浆过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过不同深度的软内管对各层的环形注浆管进行注浆处理，实现双管灌注甚至三管灌注的分段式注浆工艺，并通过旋转筒来迅速同时调整各软内管的深度，保证灌注过程的顺畅度，并为后续的清浆及应急补浆处理提供便利，大大提高桩侧注浆工艺的可调整灵活性及操作简便性；

2.在桩侧注浆装置支撑下，本发明提出更灵活的注浆工艺，能够对桩侧的各管（软内管、灌注套管及环形注浆管）进行检测、注液更好处理，并通过多管灌注的方式，提高注浆的总压力，进一步改善泥皮土的性状及对基质土的渗透加固性，值得大范围推广。

附图说明

图1为本发明提出的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置的螺纹接头的安装结构示意图；

图3为本发明提出的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置的膨胀胶带的粘贴示意图；

图中：灌注套管1、软内管2、螺纹接头3、环形注浆管4、钢筋笼5、止浆塞6、喷浆孔阵列7、膨胀胶带8、旋转筒9、旋转轴10、低速电机11、吊装箱12、 U形吊耳13、变径接头14。

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。

实施例1：

参照图1-3，一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，包括两根竖立的灌注套管1、套接在灌注套管1顶端开口处的软内管2、通过螺纹接头3连通在灌注套管1管壁的多组环形注浆管4，钻孔灌注桩四周为钢筋笼5，灌注套管1通过铁丝绞合固定在钢筋笼5的主筋上，灌注套管1具体是无缝不锈钢管，灌注套管1的底端设有止浆塞6；灌注套管1的管壁自上而下等距设置螺纹接头3，螺纹接头3外观为弧形管状，螺纹接头3的外壁为弧形，螺纹接头3内壁为螺纹孔，且一端螺纹接头3固接连通在灌注套管1的管壁，环形注浆管4包括两根半圆形硬质管，半圆形硬质管的两端的外壁均设有与螺纹接头3套接的螺纹口，单个半圆形硬质管将两根灌注套管1连通起来，两根半圆形硬质管、四个螺纹接头3以及灌注套管1的十字交口处形成一个水平放置的环形注浆管4；环形注浆管4的管壁设有环形分布的喷浆孔阵列7，喷浆孔阵列7通过膨胀胶带8封孔；软内管2的下部活动套接在灌注套管1内，且软内管2底端附近的管壁设有防漏的橡胶管套，软内管2顶端附近的管壁固定连接在旋转筒9的筒壁，旋转筒9为竖直放置，其中一根软内管2顶端附近的管壁固定安装在旋转筒9筒壁的上部位置，另一根软内管2顶端附近的管壁固定安装在旋转筒9筒壁的下部位置，软内管2的顶端开口还设有与高压泵浆机连接的变径接头14，两根软内管2的上部缠绕在旋转筒9上；旋转筒9顶端面的中心位置固接有旋转轴10，旋转轴10远离旋转筒9的一端连接有低速电机11，低速电机11通过角铁固定安装吊装箱12的底面位置，吊装箱12的顶面设有U形吊耳13，U形吊耳13通过吊机设备的挂钩连接；两根灌注套管1顶端的高度和底端深度均一致，两根软内管2底端的插入深度不一致。

参照图1，环形注浆管4具体是自上而下等距设置的4～6组，通过自下而上的依次注浆，保证钻孔灌注桩桩侧的所有部位均可被喷浆处理，从而破坏桩壁上粘附的泥皮土层，彻底改善泥皮性状，提高摩擦力的同时还增强桩侧土的强度。

参照图3，任一组喷浆孔阵列7包括沿环形注浆管4管壁呈螺旋分布的喷浆孔，360°的多角度喷浆，使桩侧壁及桩侧附近的基质土层等各个位置都能喷到。

参照图1，U形吊耳13共有3-5组，起到固定作用，避免吊装箱12的不必要旋转。

参照图1，软内管2具体是不锈钢螺纹管或钢丝编织橡胶管，软内管2可以缠绕且在缠绕时不影响浆液的管内流动，同时软内管2底端在设置固定套接的橡胶管套后，可在灌注套管1内滑动且不影响密封性。

参照图1，旋转筒9的筒壁衬有防滑橡胶层，提高旋转筒9的摩擦力，防止软内管2在旋转筒9滑动位移过大，使软内管2缠绕的螺旋角度基本不变。

本发明还提出了相应的一种钻孔灌注桩桩侧注浆工艺，采用前述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，包括以下步骤：

S1、预设置：根据前述的结构，通过吊机设备悬挂吊装箱12，预先将底端设置止浆塞6的灌注套管1绑扎在钢筋笼5的主筋上，通过螺纹套接将环形注浆管4设置好，开启低速电机11，通过旋转筒9使两根软内管2通入到所在灌注套管1的最底端；

S2、管内压力检测：依次开启两根软内管2顶的变径接头14及其连接的高压泵浆机，测试钻孔灌注桩底部的压力，并测试灌注套管1顶部是否有漏浆现象；

S3、桩侧注浆：检测无异常后，通过手动绕接，将其中一根软内管2缠绕在旋转筒9并用强力胶带粘接固定，使其提升，固定后；开启低速电机11，使其两根软内管2同时缠绕在旋转筒9并提升，当较高位置的软内管2底端开口提升到最底层环形注浆管4的稍高处，开启变径接头14及其连接的高压泵浆机，浆液冲开喷浆孔阵列7上的膨胀胶带8，并从膨胀胶带8与环形注浆管4的缝隙中对桩侧四周进行喷浆，对最底层环形注浆管4进行注浆；继续使旋转筒9旋转并提升两根软内管2，自下而上依次对各组环形注浆管4进行注浆；

S4、保压定型：注浆完成后，撕开一根软内管2上的强力胶带使，两根软内管2深度一致，并稍转动旋转筒9，使两根软内管2的底端均位于所有环形注浆管4的上方位置，保持压力24-48h，定型1-2h；

S5、管内清浆：采用空压机接入变径接头14，抽取软内管2、灌注套管1及环形注浆管4的剩余浆料；再用水泵接入变径接头14，将清水灌入软内管2、灌注套管1及环形注浆管4内，抽取管内浑浊液并清除出管外，反复5-6次，即得到较干净的管壁；

S6、应急处理：当注浆量达到设计要求时，或遇到当桩体沉降、变形等监测指标达到控制要求时，或注浆施工区域地面冒浆时，均停止注浆；但注浆3-4天后，注意泥皮层的湿度，将热空气或清水注入到清水灌入软内管2、灌注套管1及环形注浆管4内，以严格控制各管内环境情况；无异常5-10天后，取出软内管2，即完成全部的注浆过程。

实施例2：

采用与实施例1类似的灌注套管1、软内管2、螺纹接头3、环形注浆管4、钢筋笼5、止浆塞6、喷浆孔阵列7、膨胀胶带8、旋转筒9、旋转轴10、低速电机11、吊装箱12、 U形吊耳13、变径接头14，不同之处在于：采用3根灌注套管1，环形注浆管4由3根1/3的圆弧形管组成，3根软内管2的深度也依次升高，旋转筒9的上、中、下部依次绕接3根软内管2；

其注浆过程与实施例1不同之处在于，灌浆时，高度最高的软内管2位于环形注浆管4上方使，开启一组灌注套管1上的螺纹接头3，环形注浆管4的注浆范围为2/3圆弧形；再上升高度居中的软内管2，再对交叉的2/3圆弧形进行灌浆；再上升高度最低的软内管2，再对交叉的2/3圆弧形进行灌浆，从而完成分段式或分次式的灌浆；

将实施例2与实施例1比较，三管灌注和双管灌注的区别在于，三组高压泵浆机的压力更大，更容易控制，并提高对泥皮土的冲刷以及对附近基质土的渗透作用。因此也可以延伸一下，也可增加更多的灌注套管1和软内管2，以及更长的旋转筒9，实现四管灌注甚至五管灌注，但接头过多则容易造成漏管及安装的难度，故而不提倡四管灌注以上的注浆方式。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，包括两根竖立的灌注套管（1）、套接在灌注套管（1）顶端开口处的软内管（2）、通过螺纹接头（3）连通在灌注套管（1）管壁的多组环形注浆管（4），其特征在于，所述钻孔灌注桩四周为钢筋笼（5），所述灌注套管（1）通过铁丝绞合固定在钢筋笼（5）的主筋上，所述灌注套管（1）具体是无缝不锈钢管，所述灌注套管（1）的底端设有止浆塞（6）；

所述灌注套管（1）的管壁自上而下等距设置螺纹接头（3），螺纹接头（3）外观为弧形管状，所述螺纹接头（3）的外壁为弧形，所述螺纹接头（3）内壁为螺纹孔，且一端螺纹接头（3）固接连通在灌注套管（1）的管壁，所述环形注浆管（4）包括两根半圆形硬质管，所述半圆形硬质管的两端的外壁均设有与螺纹接头（3）套接的螺纹口，单个所述半圆形硬质管将两根所述灌注套管（1）连通起来，两根半圆形硬质管、四个螺纹接头（3）以及灌注套管（1）的十字交口处形成一个水平放置的所述环形注浆管（4）；

所述环形注浆管（4）的管壁设有环形分布的喷浆孔阵列（7），所述喷浆孔阵列（7）通过膨胀胶带（8）封孔；

所述软内管（2）的下部活动套接在灌注套管（1）内，且软内管（2）底端附近的管壁设有防漏的橡胶管套，所述软内管（2）顶端附近的管壁固定连接在旋转筒（9）的筒壁，所述旋转筒（9）为竖直放置，其中一根所述软内管（2）顶端附近的管壁固定安装在旋转筒（9）筒壁的上部位置，另一根所述软内管（2）顶端附近的管壁固定安装在旋转筒（9）筒壁的下部位置，所述软内管（2）的顶端开口还设有与高压泵浆机连接的变径接头（14），两根所述软内管（2）的上部缠绕在旋转筒（9）上；

所述旋转筒（9）顶端面的中心位置固接有旋转轴（10），所述旋转轴（10）远离旋转筒（9）的一端连接有低速电机（11），所述低速电机（11）通过角铁固定安装吊装箱（12）的底面位置，所述吊装箱（12）的顶面设有U形吊耳（13），所述U形吊耳（13）通过吊机设备的挂钩连接；

两根所述灌注套管（1）顶端的高度和底端深度均一致，两根所述软内管（2）底端的插入深度不一致。

2.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，其特征在于，所述环形注浆管（4）具体是自上而下等距设置的4～6组。

3.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，其特征在于，任一组所述喷浆孔阵列（7）包括沿环形注浆管（4）管壁呈螺旋分布的喷浆孔。

4.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，其特征在于，所述U形吊耳（13）共有3-5组。

5.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，其特征在于，所述软内管（2）具体是不锈钢螺纹管或钢丝编织橡胶管。

6.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，其特征在于，所述旋转筒（9）的筒壁衬有防滑橡胶层。

7.一种钻孔灌注桩桩侧注浆工艺，采用权利要求1-6任一所述的一种钻孔灌注桩桩侧注浆装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预设置：根据权利要求1所述的结构，通过吊机设备悬挂吊装箱（12），预先将底端设置止浆塞（6）的灌注套管（1）绑扎在钢筋笼（5）的主筋上，通过螺纹套接将环形注浆管（4）设置好，开启低速电机（11），通过旋转筒（9）使两根软内管（2）通入到所在灌注套管（1）的最底端；

S2、管内压力检测：依次开启两根软内管（2）顶的变径接头（14）及其连接的高压泵浆机，测试钻孔灌注桩底部的压力，并测试灌注套管（1）顶部是否有漏浆现象；

S3、桩侧注浆：检测无异常后，通过手动绕接，将其中一根软内管（2）缠绕在旋转筒（9）并用强力胶带粘接固定，使其提升，固定后；开启低速电机（11），使其两根软内管（2）同时缠绕在旋转筒（9）并提升，当较高位置的软内管（2）底端开口提升到最底层环形注浆管（4）的稍高处，开启变径接头（14）及其连接的高压泵浆机，浆液冲开喷浆孔阵列（7）上的膨胀胶带（8），并从膨胀胶带（8）与环形注浆管（4）的缝隙中对桩侧四周进行喷浆，对最底层环形注浆管（4）进行注浆；继续使旋转筒（9）旋转并提升两根软内管（2），自下而上依次对各组环形注浆管（4）进行注浆；

S4、保压定型：注浆完成后，撕开一根软内管（2）上的强力胶带使，两根软内管（2）深度一致，并稍转动旋转筒（9），使两根软内管（2）的底端均位于所有环形注浆管（4）的上方位置，保持压力24-48h，定型1-2h；

S5、管内清浆：采用空压机接入变径接头（14），抽取软内管（2）、灌注套管（1）及环形注浆管（4）的剩余浆料；再用水泵接入变径接头（14），将清水灌入软内管（2）、灌注套管（1）及环形注浆管（4）内，抽取管内浑浊液并清除出管外，反复5-6次，即得到较干净的管壁；

S6、应急处理：当注浆量达到设计要求时，或遇到当桩体沉降、变形等监测指标达到控制要求时，或注浆施工区域地面冒浆时，均停止注浆；但注浆3-4天后，注意泥皮层的湿度，将热空气或清水注入到清水灌入软内管（2）、灌注套管（1）及环形注浆管（4）内，以严格控制各管内环境情况；无异常5-10天后，取出软内管（2），即完成全部的注浆过程。

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