CN112442978A - 一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构及方法，该结构包括从钻孔灌注桩的桩顶至桩底垂直钻设的三个加固孔，加固孔的顶端安装有注浆管，注浆管上安装有高压管阀，地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处经高压水冲刷形成空穴区，注浆软管向注浆管内注入的水泥浆形成连接柱，水泥浆经加固孔流入空穴区并形成与连接柱一体连接的扩大头；该方法包括步骤：一、获取加固孔；二、安装注浆管和高压管阀；三、高压清孔；四、高压注浆；五、形成扩大头。本发明利用高压水将两两加固孔的底端冲刷连通，在地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处形成空穴区，完成清洗和注浆，注浆后的空穴区形成扩大头与连接柱一体连接，提高已成钻孔灌注桩承载力。

Description

一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构及方法

技术领域

本发明属于提高已成钻孔灌注桩承载力技术领域，具体涉及一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构及方法。

背景技术

钻孔灌注桩因其施工速度快、占地小，同时对各种土层的适应性强、承载力高等优点，在各类桩基工程中广泛应用。由于受地质条件、施工管理等诸多因素影响，钻孔灌注桩施工完成后检测试验桩承载力不足，或满足不了变形要求，或者桩端持力层非理想状态时有发生，需要提高桩体承载力，减小变形量，加固桩端持力层，处理钻孔灌注桩承载力不足的方式常用的有：采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理，此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用；或在已成桩两侧分别增打两根桩，桩顶用承台将桩连接，此方案会改变桩基础结构形式；现有方式日进度缓慢，人工消耗大，成桩导致质量、工期和经济均无法控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其设计新颖合理，仅从钻孔灌注桩的桩顶至桩底垂直钻设三个加固孔，利用高压水将两两加固孔的底端冲刷连通，在地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处形成空穴区，并完成清洗和注浆，循环性好，注浆后的空穴区形成扩大头，且与连接柱一体连接，有效提高已成钻孔灌注桩承载力，且对整个钻孔灌注桩的扰动小，工期短，成本低，避免大量的人工消耗，安全性好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：包括从钻孔灌注桩的桩顶至桩底垂直钻设的第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔，第一加固孔的顶端安装有伸入至第一加固孔内的第一注浆管，第一注浆管伸出第一加固孔的管段上安装有第一高压管阀，第二加固孔的顶端安装有伸入至第二加固孔内的第二注浆管，第二注浆管伸出第二加固孔的管段上安装有第二高压管阀，第三加固孔的顶端安装有伸入至第二加固孔内的第三注浆管，第三注浆管伸出第三加固孔的管段上安装有第三高压管阀，第一注浆管与第一加固孔之间的空隙、第二注浆管与第二加固孔之间的空隙、以及第三注浆管与第三加固孔之间的空隙均通过封孔层封孔，钻孔灌注桩旁侧的地面上设置有高压水泵和高压注浆泵，注水管通过高压水泵与注浆管配合，注浆软管通过高压注浆泵与注浆管配合，地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处经高压水冲刷形成空穴区，注浆软管向注浆管内注入的水泥浆形成连接柱，所述水泥浆经加固孔流入空穴区并形成与连接柱一体连接的扩大头。

上述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述第一注浆管的长度、第二注浆管的长度和第三注浆管的长度均为50cm～100cm。

上述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔绕钻孔灌注桩的中轴线均匀的布设在钻孔灌注桩内。

上述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述第一加固孔的孔径、第二加固孔的孔径和第三加固孔的孔径均为8cm～10cm。

上述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、获取加固孔：从钻孔灌注桩的桩顶至桩底垂直钻设的第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔；

所述第一加固孔的孔径、第二加固孔的孔径和第三加固孔的孔径均为8cm～10cm；

所述第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔绕钻孔灌注桩的中轴线均匀的布设在钻孔灌注桩内；

步骤二、安装注浆管和高压管阀：在第一加固孔的顶端安装伸入至第一加固孔内的第一注浆管，在第一注浆管伸出第一加固孔的管段上安装第一高压管阀，在第二加固孔的顶端安装伸入至第二加固孔内的第二注浆管，在第二注浆管伸出第二加固孔的管段上安装第二高压管阀，在第三加固孔的顶端安装伸入至第二加固孔内的第三注浆管，在第三注浆管伸出第三加固孔的管段上安装第三高压管阀，第一注浆管与第一加固孔之间的空隙、第二注浆管与第二加固孔之间的空隙、以及第三注浆管与第三加固孔之间的空隙均通过封孔层封孔；

所述第一注浆管的长度、第二注浆管的长度和第三注浆管的长度均为50cm～100cm；

步骤三、高压清孔，过程如下：

步骤301、关闭第三高压管阀，开启第一高压管阀和第二高压管阀，将注水管安装在第一注浆管上，高压水泵向第一注浆管内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩桩底位置处的地基中渗流直至流入第二注浆管，冲刷地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置，形成空穴区，高压水携钻孔灌注桩桩底的渣土从第二注浆管溢出，直至第二注浆管溢出清水，将第一注浆管上的注水管卸下并安装至第二注浆管上，高压水泵向第二注浆管内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩桩底位置处的地基中渗流流入第二注浆管，继续冲刷地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置，扩大空穴区，高压水携钻孔灌注桩桩底的渣土从第一注浆管溢出，直至第一注浆管溢出清水时关闭高压水泵；

步骤302、关闭第一高压管阀，开启第三高压管阀和第二高压管阀，将注水管安装在第二注浆管上，高压水泵向第二注浆管内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩桩底位置处的地基中渗流直至流入第三注浆管，冲刷地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置，扩大空穴区，高压水携钻孔灌注桩桩底的渣土从第三注浆管溢出，直至第三注浆管溢出清水，将第二注浆管上的注水管卸下并安装至第三注浆管上，高压水泵向第三注浆管内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩桩底位置处的地基中渗流流入第二注浆管，继续冲刷地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置，扩大空穴区，高压水携钻孔灌注桩桩底的渣土从第二注浆管溢出，直至第二注浆管溢出清水时关闭高压水泵；

步骤303、关闭第二高压管阀，开启第一高压管阀和第三高压管阀，将注水管安装在第三注浆管上，高压水泵向第三注浆管内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩桩底位置处的地基中渗流直至流入第一注浆管，冲刷地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置，扩大空穴区，高压水携钻孔灌注桩桩底的渣土从第一注浆管溢出，直至第一注浆管溢出清水，将第三注浆管上的注水管卸下并安装至第一注浆管上，高压水泵向第一注浆管内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩桩底位置处的地基中渗流流入第三注浆管，继续冲刷地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置，扩大空穴区，高压水携钻孔灌注桩桩底的渣土从第三注浆管溢出，直至第三注浆管溢出清水时关闭高压水泵；

步骤304、多次循环步骤301至步骤303，直至第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管均溢出清水时，完成清孔；

步骤四、高压注浆，过程如下：

步骤401、开启第一高压管阀、第二高压管阀和第三高压管阀，将注浆软管安装在第一注浆管上，高压注浆泵向第一注浆管内注入高压水泥浆，直至第二注浆管和第三注浆管溢出纯水泥浆，然后将第一注浆管上的注浆软管卸下并安装至第二注浆管上，高压注浆泵向第二注浆管内注入高压水泥浆，直至第一注浆管和第三注浆管溢出纯水泥浆，再将第二注浆管上的注浆软管卸下并安装至第三注浆管上，高压注浆泵向第三注浆管内注入高压水泥浆，直至第一注浆管和第二注浆管溢出纯水泥浆；

步骤402、循环步骤401，直至向任意一个注浆管注入高压水泥浆，另外两个注浆管均溢出纯水泥浆；

步骤403、关闭第二高压管阀和第三高压管阀，将注浆软管安装在第一注浆管上，高压注浆泵向第一注浆管内注入高压水泥浆，当向第一注浆管向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第一高压管阀；开启第二高压管阀，第二注浆管顶端积攒的高压气体排出，将注浆软管安装在第二注浆管上，高压注浆泵向第二注浆管内注入高压水泥浆，当向第二注浆管向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第二高压管阀；开启第三高压管阀，第三注浆管顶端积攒的高压气体排出，将注浆软管安装在第三注浆管上，高压注浆泵向第三注浆管内注入高压水泥浆，当向第三注浆管向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第三高压管阀；

步骤404、多次循环步骤403，直至注浆管内气体排空且注浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，完成高压注浆；

步骤五、形成扩大头：高压水泥浆经加固孔流入空穴区处，密实空穴区，待空穴区内的高压水泥凝固，空穴区内凝固的高压水泥形成扩大头，待第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔内的高压水泥凝固，第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔内凝固的高压水泥分别形成一个连接柱，连接柱和扩大头连通为一体。

上述的方法，其特征在于：步骤三中高压水泵向第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管内注入高压水的水压为5MPa～10MPa。

上述的方法，其特征在于：步骤四中高压注浆泵向第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管内注入高压水泥浆的压力为5MPa～10MPa。

上述的方法，其特征在于：所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的结构，通过设置三个加固孔，且每个加固孔顶端均安插注浆管，注浆管仅仅作为高压水泵和高压注浆泵向加固孔注水或注浆的连接件，不深入至加固孔的孔底，避免注浆过程中对注浆管的不断提拉以及对加固孔的不断排气，利用高压水将两两加固孔的底端冲刷连通，在地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处形成空穴区，利用三个加固孔的连通性实现对空穴区和加固孔清洗和注浆，循环性好，便于推广使用。

2、本发明采用的结构中对空穴区和三个加固孔清洗的过程中，会带走地基中位于空穴区周侧的土质及碎石，实现对加固孔以及空穴区的彻底清洗，清洗效果好。

3、本发明采用的结构中注水管通过高压水泵与注浆管配合，注浆软管通过高压注浆泵与注浆管配合，注浆软管向注浆管内注入的水泥浆形成连接柱，所述水泥浆经加固孔流入空穴区并形成扩大头，连接柱和扩大头内凝固的高压水泥连通为一体，有效提高已成钻孔灌注桩承载力，施工接桩，且对整个钻孔灌注桩的影响小，工期短，成本低，避免大量的人工消耗，安全性好。

4、本发明采用的方法，步骤简单，利用关闭一个高压管阀，开启两个高压管阀，将注水管安装在开启的一个注浆管上，高压水泵向该开启的注浆管内注入高压水，强制冲刷孔灌注桩桩底的渣土，使高压管阀开启的对应的两个加固孔连通，在更换关闭的高压管阀，如此往复，直至三个注浆管均溢出清水，利用高压水将两两加固孔的底端冲刷连通，在地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处形成空穴区；再通过同样的方式高压注浆，待空穴区内的高压水泥凝固，空穴区内凝固的高压水泥形成扩大头，待第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔内的高压水泥凝固，第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔内凝固的高压水泥分别形成一个连接柱，连接柱和扩大头连通为一体，有效提高已成钻孔灌注桩承载力。

综上所述，本发明设计新颖合理，仅从钻孔灌注桩的桩顶至桩底垂直钻设三个加固孔，利用高压水将两两加固孔的底端冲刷连通，在地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处形成空穴区，并完成清洗和注浆，循环性好，注浆后的空穴区形成扩大头，且与连接柱一体连接，有效提高已成钻孔灌注桩承载力，且对整个钻孔灌注桩的扰动小，工期短，成本低，避免大量的人工消耗，安全性好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明结构中钻孔灌注桩中钻孔的结构示意图。

图2为本发明结构中清洗钻孔灌注桩桩底的结构示意图。

图3为本发明结构中注浆后的结构示意图。

图4为本发明结构中第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔在的钻孔灌注桩桩顶的布设关系示意图。

图5为本发明方法的方法流程框图。

附图标记说明:

1—地基； 2—钻孔灌注桩； 4—第一加固孔；

5—第二加固孔； 6—第三加固孔； 7—第一注浆管；

8—第二注浆管； 9—第三注浆管； 10—第一高压管阀；

11—第二高压管阀； 12—第三高压管阀； 13—封孔层；

14—注水管； 15—高压水泵； 16—空穴区；

17—扩大头； 18—连接柱； 19—注浆软管；

20—高压注浆泵。

具体实施方式

如图1中图4所示，本发明所述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，包括从钻孔灌注桩2的桩顶至桩底垂直钻设的第一加固孔4、第二加固孔5和第三加固孔6，第一加固孔4的顶端安装有伸入至第一加固孔4内的第一注浆管7，第一注浆管7伸出第一加固孔4的管段上安装有第一高压管阀10，第二加固孔5的顶端安装有伸入至第二加固孔5内的第二注浆管8，第二注浆管8伸出第二加固孔5的管段上安装有第二高压管阀11，第三加固孔6的顶端安装有伸入至第二加固孔6内的第三注浆管9，第三注浆管9伸出第三加固孔6的管段上安装有第三高压管阀12，第一注浆管7与第一加固孔4之间的空隙、第二注浆管8与第二加固孔5之间的空隙、以及第三注浆管9与第三加固孔6之间的空隙均通过封孔层13封孔，钻孔灌注桩2旁侧的地面上设置有高压水泵15和高压注浆泵20，注水管14通过高压水泵15与注浆管配合，注浆软管19通过高压注浆泵20与注浆管配合，地基1中位于钻孔灌注桩2桩底的位置处经高压水冲刷形成空穴区16，注浆软管19向注浆管内注入的水泥浆形成连接柱18，所述水泥浆经加固孔流入空穴区16并形成与连接柱18一体连接的扩大头17。

需要说明的是，通过设置三个加固孔，且每个加固孔顶端均安插注浆管，注浆管仅仅作为高压水泵和高压注浆泵向加固孔注水或注浆的连接件，不深入至加固孔的孔底，避免注浆过程中对注浆管的不断提拉以及对加固孔的不断排气，利用高压水将两两加固孔的底端冲刷连通，在地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处形成空穴区，利用三个加固孔的连通性实现对空穴区和加固孔清洗和注浆，循环性好；对空穴区和三个加固孔清洗的过程中，会带走地基中位于空穴区周侧的土质及碎石，实现对加固孔以及空穴区的彻底清洗，清洗效果好；注水管通过高压水泵与注浆管配合，注浆软管通过高压注浆泵与注浆管配合，注浆软管向注浆管内注入的水泥浆形成连接柱，所述水泥浆经加固孔流入空穴区并形成扩大头，连接柱和扩大头内凝固的高压水泥连通为一体，有效提高已成钻孔灌注桩承载力，施工接桩，且对整个钻孔灌注桩的影响小，工期短，成本低，避免大量的人工消耗，安全性好。

本实施例中，所述第一注浆管7的长度、第二注浆管8的长度和第三注浆管9的长度均为50cm～100cm。

需要说明的是，所述第一注浆管7的长度、第二注浆管8的长度和第三注浆管9的长度均为50cm～100cm的目的是仅仅作为高压水泵15和高压注浆泵20向加固孔注水或注浆的连接件，注浆管一半伸入至加固孔中与加固孔连接，密封加固孔，注浆管的另一半伸出加固孔，安装高压管阀。

本实施例中，所述第一加固孔4、第二加固孔5和第三加固孔6绕钻孔灌注桩2的中轴线均匀的布设在钻孔灌注桩2内。

需要说明的是，第一加固孔4、第二加固孔5和第三加固孔6绕钻孔灌注桩2的中轴线均匀的布设在钻孔灌注桩2内，使加固孔能均匀的对钻孔灌注桩桩底的渣土进行清洗，循环性好。

本实施例中，所述第一加固孔4的孔径、第二加固孔5的孔径和第三加固孔6的孔径均为8cm～10cm。

需要说明的是，所述第一加固孔4的孔径、第二加固孔5的孔径和第三加固孔6的孔径均为8cm～10cm，开孔小，对整个钻孔灌注桩的影响小，工期短。

本实施例中，所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。

需要说明的是，所述超细水泥浆中包含的组分和各组分的重量份配比：超细水泥100份，降失水剂0.6～2.0份，缓凝剂羟基义叉二磷酸0.05～0.3份，分散剂0.4份，消泡剂磷酸三丁酯0.4份，水76份，超细水泥采用GM8000超细水泥，降失水剂采用DSJ-S降失水剂；水泥浆采用超细水泥浆更容易实现对钻孔灌注桩桩底的空穴区进行密封封堵，且流动性好。

如图5所示的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的方法，包括以下步骤：

步骤一、获取加固孔：从钻孔灌注桩2的桩顶至桩底垂直钻设的第一加固孔4、第二加固孔5和第三加固孔6；

所述第一加固孔4的孔径、第二加固孔5的孔径和第三加固孔6的孔径均为8cm～10cm；

所述第一加固孔4、第二加固孔5和第三加固孔6绕钻孔灌注桩2的中轴线均匀的布设在钻孔灌注桩2内；

步骤二、安装注浆管和高压管阀：在第一加固孔4的顶端安装伸入至第一加固孔4内的第一注浆管7，在第一注浆管7伸出第一加固孔4的管段上安装第一高压管阀10，在第二加固孔5的顶端安装伸入至第二加固孔5内的第二注浆管8，在第二注浆管8伸出第二加固孔5的管段上安装第二高压管阀11，在第三加固孔6的顶端安装伸入至第二加固孔6内的第三注浆管9，在第三注浆管9伸出第三加固孔6的管段上安装第三高压管阀12，第一注浆管7与第一加固孔4之间的空隙、第二注浆管8与第二加固孔5之间的空隙、以及第三注浆管9与第三加固孔6之间的空隙均通过封孔层13封孔；

所述第一注浆管7的长度、第二注浆管8的长度和第三注浆管9的长度均为50cm～100cm；

步骤三、高压清孔，过程如下：

步骤301、关闭第三高压管阀12，开启第一高压管阀10和第二高压管阀11，将注水管14安装在第一注浆管7上，高压水泵15向第一注浆管7内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩2桩底位置处的地基1中渗流直至流入第二注浆管8，冲刷地基1中位于钻孔灌注桩2桩底的位置，形成空穴区16，高压水携钻孔灌注桩2桩底的渣土从第二注浆管8溢出，直至第二注浆管8溢出清水，将第一注浆管7上的注水管14卸下并安装至第二注浆管8上，高压水泵15向第二注浆管8内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩2桩底位置处的地基1中渗流流入第二注浆管8，继续冲刷地基1中位于钻孔灌注桩2桩底的位置，扩大空穴区16，高压水携钻孔灌注桩2桩底的渣土从第一注浆管7溢出，直至第一注浆管7溢出清水时关闭高压水泵15；

步骤302、关闭第一高压管阀10，开启第三高压管阀12和第二高压管阀11，将注水管14安装在第二注浆管8上，高压水泵15向第二注浆管8内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩2桩底位置处的地基1中渗流直至流入第三注浆管9，冲刷地基1中位于钻孔灌注桩2桩底的位置，扩大空穴区16，高压水携钻孔灌注桩2桩底的渣土从第三注浆管9溢出，直至第三注浆管9溢出清水，将第二注浆管8上的注水管14卸下并安装至第三注浆管9上，高压水泵15向第三注浆管9内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩2桩底位置处的地基1中渗流流入第二注浆管8，继续冲刷地基1中位于钻孔灌注桩2桩底的位置，扩大空穴区16，高压水携钻孔灌注桩2桩底的渣土从第二注浆管8溢出，直至第二注浆管8溢出清水时关闭高压水泵15；

步骤303、关闭第二高压管阀11，开启第一高压管阀10和第三高压管阀12，将注水管14安装在第三注浆管9上，高压水泵15向第三注浆管9内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩2桩底位置处的地基1中渗流直至流入第一注浆管7，冲刷地基1中位于钻孔灌注桩2桩底的位置，扩大空穴区16，高压水携钻孔灌注桩2桩底的渣土从第一注浆管7溢出，直至第一注浆管7溢出清水，将第三注浆管9上的注水管14卸下并安装至第一注浆管7上，高压水泵15向第一注浆管7内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩2桩底位置处的地基1中渗流流入第三注浆管9，继续冲刷地基1中位于钻孔灌注桩2桩底的位置，扩大空穴区16，高压水携钻孔灌注桩2桩底的渣土从第三注浆管9溢出，直至第三注浆管9溢出清水时关闭高压水泵15；

步骤304、多次循环步骤301至步骤303，直至第一注浆管7、第二注浆管8和第三注浆管9均溢出清水时，完成清孔；

步骤四、高压注浆，过程如下：

步骤401、开启第一高压管阀10、第二高压管阀11和第三高压管阀12，将注浆软管19安装在第一注浆管7上，高压注浆泵20向第一注浆管7内注入高压水泥浆，直至第二注浆管8和第三注浆管9溢出纯水泥浆，然后将第一注浆管7上的注浆软管19卸下并安装至第二注浆管8上，高压注浆泵20向第二注浆管8内注入高压水泥浆，直至第一注浆管7和第三注浆管9溢出纯水泥浆，再将第二注浆管8上的注浆软管19卸下并安装至第三注浆管9上，高压注浆泵20向第三注浆管9内注入高压水泥浆，直至第一注浆管7和第二注浆管8溢出纯水泥浆；

步骤402、循环步骤401，直至向任意一个注浆管注入高压水泥浆，另外两个注浆管均溢出纯水泥浆；

需要说明的是，在注浆之前，先开启三个高压管阀，将三个加固孔以及空穴区16内的水排出，直至向任意一个注浆管注入高压水泥浆，另外两个注浆管均溢出纯水泥浆，排水效果好。

步骤403、关闭第二高压管阀11和第三高压管阀12，将注浆软管19安装在第一注浆管7上，高压注浆泵20向第一注浆管7内注入高压水泥浆，当向第一注浆管7向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第一高压管阀10；开启第二高压管阀11，第二注浆管8顶端积攒的高压气体排出，将注浆软管19安装在第二注浆管8上，高压注浆泵20向第二注浆管8内注入高压水泥浆，当向第二注浆管8向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第二高压管阀10；开启第三高压管阀12，第三注浆管9顶端积攒的高压气体排出，将注浆软管19安装在第三注浆管9上，高压注浆泵20向第三注浆管9内注入高压水泥浆，当向第三注浆管9向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第三高压管阀10；

步骤404、多次循环步骤403，直至注浆管内气体排空且注浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，完成高压注浆；

步骤五、形成扩大头：高压水泥浆经加固孔流入空穴区16处，密实空穴区16，待空穴区16内的高压水泥凝固，空穴区16内凝固的高压水泥形成扩大头17，待第一加固孔4、第二加固孔5和第三加固孔6内的高压水泥凝固，第一加固孔4、第二加固孔5和第三加固孔6内凝固的高压水泥分别形成一个连接柱18，连接柱18和扩大头17连通为一体。

本实施例中，步骤三中高压水泵15向第一注浆管7、第二注浆管8和第三注浆管9内注入高压水的水压为5MPa～10MPa。

本实施例中，步骤四中高压注浆泵20向第一注浆管7、第二注浆管8和第三注浆管9内注入高压水泥浆的压力为5MPa～10MPa。

本实施例中，所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。

本发明使用时，利用关闭一个高压管阀，开启两个高压管阀，将注水管安装在开启的一个注浆管上，高压水泵向该开启的注浆管内注入高压水，强制冲刷孔灌注桩桩底的渣土，使高压管阀开启的对应的两个加固孔连通，在更换关闭的高压管阀，如此往复，直至三个注浆管均溢出清水，利用高压水将两两加固孔的底端冲刷连通，在地基中位于钻孔灌注桩桩底的位置处形成空穴区；再通过同样的方式高压注浆，待空穴区内的高压水泥凝固，空穴区内凝固的高压水泥形成扩大头，待第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔内的高压水泥凝固，第一加固孔、第二加固孔和第三加固孔内凝固的高压水泥分别形成一个连接柱，连接柱和扩大头连通为一体，有效提高已成钻孔灌注桩承载力，且对整个钻孔灌注桩的扰动小，工期短，成本低，避免大量的人工消耗，安全性好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：包括从钻孔灌注桩(2)的桩顶至桩底垂直钻设的第一加固孔(4)、第二加固孔(5)和第三加固孔(6)，第一加固孔(4)的顶端安装有伸入至第一加固孔(4)内的第一注浆管(7)，第一注浆管(7)伸出第一加固孔(4)的管段上安装有第一高压管阀(10)，第二加固孔(5)的顶端安装有伸入至第二加固孔(5)内的第二注浆管(8)，第二注浆管(8)伸出第二加固孔(5)的管段上安装有第二高压管阀(11)，第三加固孔(6)的顶端安装有伸入至第二加固孔(6)内的第三注浆管(9)，第三注浆管(9)伸出第三加固孔(6)的管段上安装有第三高压管阀(12)，第一注浆管(7)与第一加固孔(4)之间的空隙、第二注浆管(8)与第二加固孔(5)之间的空隙、以及第三注浆管(9)与第三加固孔(6)之间的空隙均通过封孔层(13)封孔，钻孔灌注桩(2)旁侧的地面上设置有高压水泵(15)和高压注浆泵(20)，注水管(14)通过高压水泵(15)与注浆管配合，注浆软管(19)通过高压注浆泵(20)与注浆管配合，地基(1)中位于钻孔灌注桩(2)桩底的位置处经高压水冲刷形成空穴区(16)，注浆软管(19)向注浆管内注入的水泥浆形成连接柱(18)，所述水泥浆经加固孔流入空穴区(16)并形成与连接柱(18)一体连接的扩大头(17)。

2.按照权利要求1所述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述第一注浆管(7)的长度、第二注浆管(8)的长度和第三注浆管(9)的长度均为50cm～100cm。

3.按照权利要求1所述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述第一加固孔(4)、第二加固孔(5)和第三加固孔(6)绕钻孔灌注桩(2)的中轴线均匀的布设在钻孔灌注桩(2)内。

4.按照权利要求1所述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述第一加固孔(4)的孔径、第二加固孔(5)的孔径和第三加固孔(6)的孔径均为8cm～10cm。

5.按照权利要求1所述的一种桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的结构，其特征在于：所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。

6.一种利用如权利要求1所述结构进行桩中钻孔提高已成钻孔灌注桩承载力的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、获取加固孔：从钻孔灌注桩(2)的桩顶至桩底垂直钻设的第一加固孔(4)、第二加固孔(5)和第三加固孔(6)；

所述第一加固孔(4)的孔径、第二加固孔(5)的孔径和第三加固孔(6)的孔径均为8cm～10cm；

所述第一加固孔(4)、第二加固孔(5)和第三加固孔(6)绕钻孔灌注桩(2)的中轴线均匀的布设在钻孔灌注桩(2)内；

步骤二、安装注浆管和高压管阀：在第一加固孔(4)的顶端安装伸入至第一加固孔(4)内的第一注浆管(7)，在第一注浆管(7)伸出第一加固孔(4)的管段上安装第一高压管阀(10)，在第二加固孔(5)的顶端安装伸入至第二加固孔(5)内的第二注浆管(8)，在第二注浆管(8)伸出第二加固孔(5)的管段上安装第二高压管阀(11)，在第三加固孔(6)的顶端安装伸入至第二加固孔(6)内的第三注浆管(9)，在第三注浆管(9)伸出第三加固孔(6)的管段上安装第三高压管阀(12)，第一注浆管(7)与第一加固孔(4)之间的空隙、第二注浆管(8)与第二加固孔(5)之间的空隙、以及第三注浆管(9)与第三加固孔(6)之间的空隙均通过封孔层(13)封孔；

所述第一注浆管(7)的长度、第二注浆管(8)的长度和第三注浆管(9)的长度均为50cm～100cm；

步骤三、高压清孔，过程如下：

步骤301、关闭第三高压管阀(12)，开启第一高压管阀(10)和第二高压管阀(11)，将注水管(14)安装在第一注浆管(7)上，高压水泵(15)向第一注浆管(7)内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩(2)桩底位置处的地基(1)中渗流直至流入第二注浆管(8)，冲刷地基(1)中位于钻孔灌注桩(2)桩底的位置，形成空穴区(16)，高压水携钻孔灌注桩(2)桩底的渣土从第二注浆管(8)溢出，直至第二注浆管(8)溢出清水，将第一注浆管(7)上的注水管(14)卸下并安装至第二注浆管(8)上，高压水泵(15)向第二注浆管(8)内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩(2)桩底位置处的地基(1)中渗流流入第二注浆管(8)，继续冲刷地基(1)中位于钻孔灌注桩(2)桩底的位置，扩大空穴区(16)，高压水携钻孔灌注桩(2)桩底的渣土从第一注浆管(7)溢出，直至第一注浆管(7)溢出清水时关闭高压水泵(15)；

步骤302、关闭第一高压管阀(10)，开启第三高压管阀(12)和第二高压管阀(11)，将注水管(14)安装在第二注浆管(8)上，高压水泵(15)向第二注浆管(8)内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩(2)桩底位置处的地基(1)中渗流直至流入第三注浆管(9)，冲刷地基(1)中位于钻孔灌注桩(2)桩底的位置，扩大空穴区(16)，高压水携钻孔灌注桩(2)桩底的渣土从第三注浆管(9)溢出，直至第三注浆管(9)溢出清水，将第二注浆管(8)上的注水管(14)卸下并安装至第三注浆管(9)上，高压水泵(15)向第三注浆管(9)内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩(2)桩底位置处的地基(1)中渗流流入第二注浆管(8)，继续冲刷地基(1)中位于钻孔灌注桩(2)桩底的位置，扩大空穴区(16)，高压水携钻孔灌注桩(2)桩底的渣土从第二注浆管(8)溢出，直至第二注浆管(8)溢出清水时关闭高压水泵(15)；

步骤303、关闭第二高压管阀(11)，开启第一高压管阀(10)和第三高压管阀(12)，将注水管(14)安装在第三注浆管(9)上，高压水泵(15)向第三注浆管(9)内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩(2)桩底位置处的地基(1)中渗流直至流入第一注浆管(7)，冲刷地基(1)中位于钻孔灌注桩(2)桩底的位置，扩大空穴区(16)，高压水携钻孔灌注桩(2)桩底的渣土从第一注浆管(7)溢出，直至第一注浆管(7)溢出清水，将第三注浆管(9)上的注水管(14)卸下并安装至第一注浆管(7)上，高压水泵(15)向第一注浆管(7)内注入高压水，高压水在钻孔灌注桩(2)桩底位置处的地基(1)中渗流流入第三注浆管(9)，继续冲刷地基(1)中位于钻孔灌注桩(2)桩底的位置，扩大空穴区(16)，高压水携钻孔灌注桩(2)桩底的渣土从第三注浆管(9)溢出，直至第三注浆管(9)溢出清水时关闭高压水泵(15)；

步骤304、多次循环步骤301至步骤303，直至第一注浆管(7)、第二注浆管(8)和第三注浆管(9)均溢出清水时，完成清孔；

步骤四、高压注浆，过程如下：

步骤401、开启第一高压管阀(10)、第二高压管阀(11)和第三高压管阀(12)，将注浆软管(19)安装在第一注浆管(7)上，高压注浆泵(20)向第一注浆管(7)内注入高压水泥浆，直至第二注浆管(8)和第三注浆管(9)溢出纯水泥浆，然后将第一注浆管(7)上的注浆软管(19)卸下并安装至第二注浆管(8)上，高压注浆泵(20)向第二注浆管(8)内注入高压水泥浆，直至第一注浆管(7)和第三注浆管(9)溢出纯水泥浆，再将第二注浆管(8)上的注浆软管(19)卸下并安装至第三注浆管(9)上，高压注浆泵(20)向第三注浆管(9)内注入高压水泥浆，直至第一注浆管(7)和第二注浆管(8)溢出纯水泥浆；

步骤402、循环步骤401，直至向任意一个注浆管注入高压水泥浆，另外两个注浆管均溢出纯水泥浆；

步骤403、关闭第二高压管阀(11)和第三高压管阀(12)，将注浆软管(19)安装在第一注浆管(7)上，高压注浆泵(20)向第一注浆管(7)内注入高压水泥浆，当向第一注浆管(7)向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第一高压管阀(10)；开启第二高压管阀(11)，第二注浆管(8)顶端积攒的高压气体排出，将注浆软管(19)安装在第二注浆管(8)上，高压注浆泵(20)向第二注浆管(8)内注入高压水泥浆，当向第二注浆管(8)向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第二高压管阀(10)；开启第三高压管阀(12)，第三注浆管(9)顶端积攒的高压气体排出，将注浆软管(19)安装在第三注浆管(9)上，高压注浆泵(20)向第三注浆管(9)内注入高压水泥浆，当向第三注浆管(9)向注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，关闭第三高压管阀(10)；

步骤404、多次循环步骤403，直至注浆管内气体排空且注浆量大于水泥浆量阈值或注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，完成高压注浆；

步骤五、形成扩大头：高压水泥浆经加固孔流入空穴区(16)处，密实空穴区(16)，待空穴区(16)内的高压水泥凝固，空穴区(16)内凝固的高压水泥形成扩大头(17)，待第一加固孔(4)、第二加固孔(5)和第三加固孔(6)内的高压水泥凝固，第一加固孔(4)、第二加固孔(5)和第三加固孔(6)内凝固的高压水泥分别形成一个连接柱(18)，连接柱(18)和扩大头(17)连通为一体。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤三中高压水泵(15)向第一注浆管(7)、第二注浆管(8)和第三注浆管(9)内注入高压水的水压为5MPa～10MPa。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤四中高压注浆泵(20)向第一注浆管(7)、第二注浆管(8)和第三注浆管(9)内注入高压水泥浆的压力为5MPa～10MPa。

9.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。

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