CN113897950B - 一种钻孔灌注桩注浆装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种钻孔灌注桩注浆装置及其施工方法，涉及基桩建设工程的领域，其包括钢管筒、注浆管与注浆带，钢管筒埋设于地面下；注浆管位于钢管筒内，并用于为钢管筒内注浆，注浆管由多个注浆节拼接而成，注浆管连接有用于驱动注浆管提升与转动的提升组件；注桨带一端供混凝土进入，另一端与注浆管固定连接。本申请具有注浆节在注浆过程中，不断提升，避免注浆管在混凝土内埋设过深，提升注浆管时，对钢管筒的稳固性产生影响；提升时不断转动，避免注浆过程中发生混凝土内预留空隙过多，保证了灌注桩的质量的效果。

Description

一种钻孔灌注桩注浆装置及其施工方法

技术领域

本申请涉及基桩建设工程的领域，尤其是涉及一种钻孔灌注桩注浆装置及其施工方法。

背景技术

灌注桩是指在施工现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成的桩孔，并在桩孔内放置钢筋笼后、在钢筋笼内灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。

相关技术中，申请号为201721786327.1的中国申请文件公开了一种钻孔灌注桩基分节注浆管，包括：相互拼接连接的多个管段、填充于每一管段内的填充柱以及可拆卸地封堵于多个管段中位于顶部的管段的开口处的防护盖；相邻的两个管段中位于下部的管段上套设有一接头，相邻的两个管段中位于上部的管段插设于接头内。本装置通过防护盖对管段的开口进行封堵，在施工时可将防护盖拆除进行注浆。

综上所述，发明人认为利用上述注浆方法在进行注浆时，混凝土内部容易出现气泡或断层，导致最终形成的灌注桩质量不佳。

发明内容

为了改善利用上述注浆方法在进行注浆，最终形成的灌注桩质量不佳的问题，本申请提供一种钻孔灌注桩注浆装置及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种钻孔灌注桩注浆装置，采用如下的技术方案：

一种钻孔灌注桩注浆装置，包括钢管筒、注浆管与注浆带，钢管筒埋设于地面下；注浆管位于钢管筒内，并用于为钢管筒内注浆，注浆管由多个注浆节拼接而成，注浆管连接有用于驱动注浆管提升与转动的提升组件；注桨带一端供混凝土进入，另一端与注浆管固定连接。

通过采用上述技术方案，注浆节在注浆过程中，不断提升的目的在于，避免注浆管在混凝土内埋设过深，提升注浆管时，对钢管筒的稳固性产生影响，则注入钢管内的混凝土稳定性较高，最终形成的灌注桩质量好；提升时不断转动的目的在于在注浆管提升时，缓慢转动并搅拌混凝土，消除混凝土内部的气泡和空隙，最终制成的灌注桩质量较好。

可选的，所述提升组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮与第一驱动件，注浆节上开设有第一螺纹，第一锥齿轮套设于注浆节上，并与注浆节螺纹连接；第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与第一驱动件连接，第一驱动件用于驱动第二锥齿轮转动。

通过采用上述技术方案，提升组件的设置，使得第一驱动件驱动第二锥齿轮在竖直方向上转动，第二锥齿轮带动第一锥齿轮在水平方向上转动，第一锥齿轮带动注浆节在竖直方向上移动的同时转动，通过控制第一驱动件就可以控制第二锥齿轮与第一锥齿轮的转动速度，从而控制注浆节的转动速度与提升速度，保证最终形成灌注桩的质量。

可选的，所述注浆节、第一锥齿轮与第二锥齿轮共同连接有固定框，固定框底部连接有刮泥块，刮泥块用于刮除第一螺纹内部的残留混凝土。

通过采用上述技术方案，由于从混凝土中刚被提升而伸出的注浆节的第一螺纹内粘覆有较多的混凝土，因此刮泥块的设置，使得注浆节在接触到第一锥齿轮前，刮泥块先将注浆节外壁及第一螺纹内粘覆的混凝土刮除干净，则注浆节可以顺利的被第一锥齿轮带动而提升。

第二方面，本申请提供一种钻孔灌注桩注浆装置，采用如下的技术方案：

一种钻孔灌注桩注浆装置，还包括用于振动去除混凝土内部气泡的振动装置，振动装置包括限位组件、振动棒与第二驱动件，限位组件与钢管筒内壁连接，振动棒盘旋缠绕在限位组件上，并埋设于混凝土中；振动棒一端连接第二驱动组件，第二驱动组件驱动振动棒的抽出混凝土。

通过采用上述技术方案，振动装置的设置，使得振动棒可以在已灌注好的混凝土内振动，从而消除混凝土内的空隙，随着第二驱动件的拉伸，振动棒跟随限位组件从钢内筒底部盘旋，且缓缓上升，在这个过程中，振动棒就从灌注混凝土的底部到顶部逐渐清除混凝土里的空隙，则最终形成的混凝土灌注桩的质量较好。

可选的，所述限位组件包括限位杆、支撑环与限位片组，限位杆设置为多根，多根限位杆环绕钢管筒长度方向的轴线设置，且多根限位杆与支撑环固定连接，支撑环与钢管筒固定连接；限位片组设置为多个，多个限位片组与限位杆固定连接，且多个限位片组在钢管筒内呈螺旋状排列。

通过采用上述技术方案，限位组件的设置，使得振动棒可以被限位组件稳定的限位，则振动棒在钢管筒内稳定的缠绕呈螺旋状，第二驱动件将振动棒缓缓拉出混凝土的过程中，振动棒在注浆混凝土中从下到上振动，将注浆混凝土的空隙从下到上逐渐消除，最终形成注浆管的质量较好。

可选的，所述限位杆底端固定连接有插入锥，插入锥插入地下。

通过采用上述技术方案，插入锥的设置，使得限位杆的底端可以插入土壤中，则限位杆与支撑环围设成的空间形状较稳定，振动棒在限位片组上缠绕的稳定性较高；最终振动棒被拉出混凝土时，在混凝土内移动的较稳定，振动棒消除混凝土内空隙的效果好。

可选的，所述注浆带远离钢管筒一端固定连接有注浆筒，注浆带由软质材料制成，注浆筒上连接有流量计与开关阀。

通过采用上述技术方案，注浆带由软质材料制成，为注浆节的拆卸与安装提供空间余量；流量计与开关阀的设置，使得工作人员可以根据流量计显示注入钢管筒内的混凝土流量，来确定注浆节伸出钢管筒的长度，避免出现注浆节插入混凝土过深，而导致注浆节拔出时，破坏钢管筒的稳定性的现象；开关阀可以随时控制混凝土的注入与停止注入，则工作人员更换注浆节较方便。

第三方面，本申请提供一种钻孔灌注桩注浆装置的施工方法，采用如下的技术方案，包括以下步骤：

S1：将混凝土浆液注入注浆筒，混凝土浆液从注浆筒通过注浆带流到注浆管内，并从注浆管内流出，通过流量计的流量判断注入钢管筒内的混凝土量，从而控制提升组件对注浆管进行提升；

S2：根据混凝土的流量调节第一驱动件，第一驱动件驱动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动带动注浆节转动并提升，注浆节逐渐提升过程中缓慢搅拌混凝土；

S3：一节完整的注浆节被提升出钢管筒后，工作人员关闭开关阀，将注浆节拆卸，然后将新的注浆节与注浆带连接，打开开关阀，继续注浆。

通过采用上述技术方案，S1中和S2中判断注入钢管筒的混凝土量，可以有效的通过提升组件控制注浆节的提升高度与和转动速度，避免了注浆节提升过高或过低对注浆的影响，也使得注浆节在提升的过程中对混凝土进行缓慢的搅拌，消除混凝土中的空隙，保证了形成灌注桩的质量。S3中对提升出钢管筒的注浆管进行更换，方便注浆管的提升。

可选的，还包括以下步骤：

准备步骤：将混凝土浆液注入注浆筒之前，将振动棒按照螺旋状缠绕在多个限位杆上，然后将限位杆与振动棒放置于钢管筒内，直到插入锥插入地面下，最终将支撑环固定在钢管筒上。

通过采用上述技术方案，将限位杆与振动棒提前放置于钢管筒内，在限位杆与振动棒抽出的过程中，也可以搅动混凝土，从而消除混凝土内的空隙。

可选的，还包括以下步骤：S3进行结束后，启动第二驱动件，第二驱动件将振动棒缓缓抽出混凝土，则振动棒在被缓缓抽出的过程中，对混凝土从下到上进行振动消除气泡与空隙。

通过采用上述技术方案，在注浆结束后，开启第二驱动件，第二驱动件缓慢的将振动棒从混凝土中抽出，使得振动棒振动，并消除混凝土中的空隙，最终制得的混凝土质量较好。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

注浆节在注浆过程中，不断提升，避免注浆管在混凝土内埋设过深，提升注浆管时，对钢管筒的稳固性产生影响；提升时不断转动，避免注浆过程中发生混凝土内预留空隙过多，保证了灌注桩的质量；

刮泥块的设置，使得注浆节在接触到第一锥齿轮前，刮泥块先将第一螺纹内粘覆的混凝土刮除干净，则注浆节可以顺利的被第一锥齿轮带动而提升；

振动装置的设置，使得振动棒可以在已灌注好的混凝土内振动，从而消除混凝土内的空隙，则最终形成的混凝土灌注桩的质量较好。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2旨在显示提升组件的结构示意图；

图3是图2中A处的放大结构示意图；

图4旨在显示隐藏钢管筒的结构示意图；

图5旨在显示振动装置的结构示意图；

图6是图5中B处的放大结构示意图。

附图标记：1、钢管筒；2、注浆管；21、注浆节；211、第一螺纹；3、注浆带；4、注浆筒；41、流量计；42、开关阀；5、提升组件；51、第一锥齿轮；511、齿轮部；512、螺纹部；52、第二锥齿轮；53、电机；6、固定框；61、刮泥块；611、刮泥齿；7、振动装置；71、限位组件；711、限位杆；7111、插入锥；712、支撑环；713、限位片组；7131、限位弧形片；72、振动棒；73、卷扬机。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种钻孔灌注桩注浆装置及其施工方法。参照图1，一种钻孔灌注桩注浆装置包括为钢管筒1内注浆的注浆管2、连接注浆管2的注浆带3、连接注浆带3的注浆筒4、提升注浆管2的提升组件5与为混凝土消除空隙的振动装置7；提升组件5连接于地面上，且与注浆管2连接；振动装置7与钢管筒1连接。

参照图1与图2，注浆管2呈圆柱筒状结构，注浆管2由多个注浆节21拼接而成，注浆节21的外周面上开设有第一螺纹211；注浆带3为软质材料制成，位于顶端的注浆节21顶端与注浆带3通过管道连接卡箍连接，且管道连接卡箍内粘接固定有转动密封圈，注浆节21与注浆带3通过转动密封圈满足转动的同时，满足密封的效果；注浆筒4呈圆柱桶状结构，注浆筒4底端与注浆带3通过管道连接卡箍连接，注浆筒4用于为注浆管2内注浆，注浆筒4上安装有流量计41与开关阀42。

参照图2，提升组件5连接有用于支撑提升组件5的固定框6，固定框6呈U形，固定框6两端通过螺栓固定连接于地面。提升组件5包括第一锥齿轮51、第二锥齿轮52与第一驱动件，第一锥齿轮51包括齿轮部511与螺纹部512，齿轮部511环绕于螺纹部512周向，且与螺纹部512固定连接，并一体成型，螺纹部512套设于注浆管2上，且与注浆管2螺纹连接，第一锥齿轮51与固定框6转动连接；第二锥齿轮52的平面与第一锥齿轮51的平面垂直，第二锥齿轮52与第一锥齿轮51的齿轮部511啮合；第二锥齿轮52与第一驱动件连接，第一驱动件为电机53，电机53的驱动轴与第二锥齿轮52的中轴处键连接，电机53与固定框6利用螺栓固定连接。

参照图3，固定框6底面固定连接有刮泥块61，刮泥块61为长方体块，刮泥块61与注浆节21外壁抵接，刮泥块61靠近注浆管2一侧固定连接有刮泥齿611，刮泥齿611与刮泥块61一体成型，刮泥齿611位于第一螺纹211内，用于刮除第一螺纹211内的残留混凝土。

参照图4与图5，振动装置7包括限位组件71、振动棒72与第二驱动件，限位组件71包括限位杆711、支撑环712与限位片组713，限位杆711可以设置为多根，多根限位杆711环绕注浆管2均匀排布，本实施例中限位杆711设置为四根，限位杆711底端固定连接有插入锥7111，插入锥7111呈圆锥状，插入锥7111与限位杆711一体成型；支撑环712呈环形，支撑环712设置为多个，多个支撑环712均匀套设在限位杆711外，并与限位杆711焊接固定；限位片组713可设置为多个或一个，多个限位片组713沿着限位杆711等距分布，不同限位杆711上的多个限位片组713环绕呈螺旋状；参照图6，限位片组713包括两个限位弧形片7131，限位弧形片7131呈弧形片状，且两个限位弧形片7131的开口处相对。

参照图5与图6，振动棒72位于两个限位弧形片7131之间，且与限位弧形片7131抵接，振动棒72呈螺旋状盘绕于限位杆711上；振动棒72伸出钢管筒1一端缠绕在第二驱动件上，第二驱动件为卷扬机73，卷扬机73用于驱动振动棒72缓慢伸出混凝土。

一种钻孔灌注桩注浆装置的施工方法，包括如下步骤：

准备步骤：将注浆管2与注浆带3通过连接卡箍连接，将注浆带3与注浆筒4通过连接卡箍连接；将限位杆711与支撑环712放置于钢管筒1内，直到插入锥7111插入地面下，将限位杆711利用连接杆与螺栓固定在钢管筒1内壁上；然后将注浆管2竖直吊起，并放入限位杆711围设范围内；

S1：将混凝土浆液注入注浆筒4，混凝土浆液流过注浆带3，再流到注浆管2内，沿着注浆管2流到钢管筒1内，工作人员通过观察流量计41显示的示数，判断需要将注浆管2拔出钢管筒1的长度，使得注浆管2被混凝土埋没的长度小于或者等于注浆管2底端到钢管筒1底端的距离，保证注浆管2的提升不会影响钢管筒1的稳定性；

S2：需要拔出注浆管2时，启动电机53，调整电机53的转速，电机53转动带动第二锥齿轮52转动，第二锥齿轮52转动带动第一锥齿轮51转动，第一锥齿轮51转动带动注浆管2向上移动，且注浆节21在向上移动的同时转动，注浆节21在提升及转动的同时，搅拌混凝土；

S3：待一节完整的注浆节21将要提出钢管筒1后，工作人员关闭开关阀42，混凝土停止流下，待注浆节21完全被提出钢管筒1后，工作人员打开连接卡箍，将提出钢管筒1的注浆节21拆卸，将新提升出钢管筒1的注浆节21与注浆带3利用连接卡箍重新连接，继续进行注浆；

注浆结束后，调整卷扬机73的速度，使得卷扬机73缓慢带动振动棒72逐渐拉出混凝土，振动棒72在混凝土中盘旋被拉出的过程中，振动棒72从钢管筒1的底部开始逐渐振动到顶部，并逐渐消除混凝土内的空隙；最后，将限位杆711与支撑环712缓慢拉出混凝土，在拉出混凝土的过程中，混凝土被缓慢搅动，混凝土内的空隙被消除。

本申请实施例一种钻孔灌注桩注浆装置及其施工方法的实施原理为：首先将限位杆711、支撑环712与振动棒72插入钢管筒1内，然后将注浆管2插入钢管筒1内；将混凝土从注浆筒4一端注入，根据流量计41显示的混凝土流量判断提要提升注浆管2的高度，从而调节电机53的转动速度，使得注浆管2的提升速度与转动速度被调节，注浆管2提升转动的同时，搅拌混凝土，消除混凝土内部的空隙；注浆结束后，开启卷扬机73，卷扬机73缓慢抽动振动棒72，振动棒72将混凝土从下到上逐渐振动，消除空隙。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻孔灌注桩注浆装置，其特征在于：包括钢管筒(1)、注浆管(2)与注浆带(3)，钢管筒(1)埋设于地面下；注浆管(2)位于钢管筒(1)内，并用于为钢管筒(1)内注浆，注浆管(2)由多个注浆节(21)拼接而成，注浆管(2)连接有用于驱动注浆管(2)提升与转动的提升组件(5)；注浆带(3)一端供混凝土进入，另一端与注浆管(2)固定连接；

所述提升组件(5)包括第一锥齿轮(51)、第二锥齿轮(52)与第一驱动件，注浆节(21)上开设有第一螺纹(211)，第一锥齿轮(51)套设于注浆节(21)上，并与注浆节(21)螺纹连接；第一锥齿轮(51)与第二锥齿轮(52)啮合，第二锥齿轮(52)与第一驱动件连接，第一驱动件用于驱动第二锥齿轮(52)转动；

所述注浆节(21)、第一锥齿轮(51)与第二锥齿轮(52)共同连接有固定框(6)，固定框(6)底部连接有刮泥块(61)，刮泥块(61)用于刮除第一螺纹(211)内部的残留混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩注浆装置，其特征在于：还包括用于振动去除混凝土内部气泡的振动装置(7)，振动装置(7)包括限位组件(71)、振动棒(72)与第二驱动件，限位组件(71)与钢管筒(1)内壁连接，振动棒(72)盘旋缠绕在限位组件(71)上，并埋设于混凝土中；振动棒(72)一端连接第二驱动组件，第二驱动组件驱动振动棒(72)的抽出混凝土。

3.根据权利要求2所述的一种钻孔灌注桩注浆装置，其特征在于：所述限位组件(71)包括限位杆(711)、支撑环(712)与限位片组(713)，限位杆(711)设置为多根，多根限位杆(711)环绕钢管筒(1)长度方向的轴线设置，且多根限位杆(711)与支撑环(712)固定连接，支撑环(712)与钢管筒(1)固定连接；限位片组(713)设置为多个，多个限位片组(713)与限位杆(711)固定连接，且多个限位片组(713)在钢管筒(1)内呈螺旋状排列。

4.根据权利要求3所述的一种钻孔灌注桩注浆装置，其特征在于：所述限位杆(711)底端固定连接有插入锥(7111)，插入锥(7111)插入地下。

5.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩注浆装置，其特征在于：所述注浆带(3)远离钢管筒(1)一端固定连接有注浆筒(4)，注浆带(3)由软质材料制成，注浆筒(4)上连接有流量计(41)与开关阀(42)。

6.采用权利要求4所述的钻孔灌注桩注浆装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将混凝土浆液注入注浆筒(4)，混凝土浆液从注浆筒(4)通过注浆带(3)流到注浆管(2)内，并从注浆管(2)内流出，通过流量计(41)的流量判断注入钢管筒(1)内的混凝土量，从而控制提升组件(5)对注浆管(2)进行提升；S2：根据混凝土的流量调节第一驱动件，第一驱动件驱动第二锥齿轮(52)转动，第二锥齿轮(52)带动第一锥齿轮(51)转动，第一锥齿轮(51)转动带动注浆节(21)转动并提升，注浆节(21)逐渐提升过程中缓慢搅拌混凝土；S3：一节完整的注浆节(21)被提升出钢管筒(1)后，工作人员关闭开关阀(42)，将注浆节(21)拆卸，然后将新的注浆节(21)与注浆带(3)连接，打开开关阀(42)，继续注浆。

7.根据权利要求6所述的一种钻孔灌注桩注浆装置的施工方法，其特征在于：还包括以下步骤：

准备步骤：将混凝土浆液注入注浆筒(4)之前，将振动棒(72)按照螺旋状缠绕在多个限位杆(711)上，然后将限位杆(711)与振动棒(72)放置于钢管筒(1)内，直到插入锥(7111)插入地面下，最终将支撑环(712)固定在钢管筒(1)上。

8.根据权利要求6所述的一种钻孔灌注桩注浆装置的施工方法，其特征在于：还包括以下步骤：S3进行结束后，启动第二驱动件，第二驱动件将振动棒(72)缓缓抽出混凝土，则振动棒(72)在被缓缓抽出的过程中，对混凝土从下到上进行振动消除气泡与空隙。

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