CN114319364A - 一种预应力混凝土管桩后注浆器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，公开了一种预应力混凝土管桩后注浆器，包括注浆器本体，注浆器本体内部设有主注浆通道，主注浆通道的底部呈三叉状结构设置，主注浆通道底部两侧的分叉部内均设有第一逆止阀，主注浆通道底部两侧的分叉部上均还接有分别贯穿注浆器本体两侧侧壁的桩底注浆通道，注浆器本体内部还设有呈三叉状结构设置的桩侧注浆通道，桩侧注浆通道的两侧分叉部分别自注浆器本体顶面贴近其两侧端部的位置处贯穿出，桩侧注浆通道的中部分叉部与主注浆通道底部的中部分叉部连通在一起，桩侧注浆通道的中部分叉部内还接有第二逆止阀；本发明具有确保施工后管桩承载力效果达标、施工简单的特点。

Description

一种预应力混凝土管桩后注浆器

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种预应力混凝土管桩后注浆器。

背景技术

预应力混凝土管桩具有桩身质量可靠、施工速度快、单位承载力造价低、施工场地文明等优点。目前，在软弱土地层中，由于管桩桩周土阻力提供承载力远小于桩身结构设计承载力，导致存在有桩身材料强度不能充分发挥的问题，造成这一问题的主要原因为:(1)存在土塞效应影响，管桩端阻力较小，且长期稳定性差；(2)管桩外表面非常光滑，高密实度混凝土亲土性较差，侧阻力较小，特别是在饱和软土层中效果更差。

这些缺陷制约了管桩的应用范围及效果。为解决这一问题，现有技术结合灌注桩后注浆技术提高桩基性价比的思路，扩大应用范围、改善应用效果，提出可采用后注浆技术提高管桩承载力；目前，现有技术中的管桩后注浆器多为仅能单独实现桩侧后注浆或桩底后注浆的后注浆器，对桩基承载性能的改善效果有限，且管路设置复杂或凸出于后注浆器外侧，较难插入土层中，存在有难以确保施工后管桩承载力效果达标、施工难度大的问题；因此，必须研制一种新的管桩后注浆器。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种预应力混凝土管桩后注浆器。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种预应力混凝土管桩后注浆器，包括注浆器本体，注浆器本体内部设有呈竖直设置的主注浆通道，主注浆通道的顶部自注浆器本体的顶面向外穿出，主注浆通道的底部呈三叉状结构设置，主注浆通道底部两侧的分叉部内均设有第一逆止阀，主注浆通道底部两侧的分叉部上均还接有分别贯穿注浆器本体两侧侧壁的桩底注浆通道，注浆器本体内部还设有呈三叉状结构设置的桩侧注浆通道，桩侧注浆通道的两侧分叉部分别自注浆器本体顶面贴近其两侧端部的位置处贯穿出，桩侧注浆通道的中部分叉部与主注浆通道底部的中部分叉部连通在一起，桩侧注浆通道的中部分叉部内还接有第二逆止阀。

进一步的，所述主注浆通道自注浆器本体顶面穿出的管道外壁上设有管箍丝扣。

进一步的，两侧所述桩底注浆通道远离主注浆通道侧的端部内均设有防堵塞。

进一步的，所述注浆器本体顶面上对称设有铰接于注浆器本体顶面且覆盖对应侧桩侧注浆通道两侧分叉部端部的挡片。

进一步的，所述桩侧注浆通道的中部分叉部与主注浆通道底部的中部分叉部连接的位置处设有变径结构，主注浆通道底部的中部分叉部内还设有钢珠，钢珠的直径大于变径结构的直径。

进一步的，所述第一逆止阀包括第一阀体，第一阀体可拆卸连接于主注浆通道底部两侧的分叉部内，第一阀体内部设有第一过浆空间，第一阀体的顶部开设有与第一过浆空间连通的第一进浆口，第一阀体底部开设有与第一过浆空间连通的第一出浆口，第一过浆空间内设有第一阀片和第一弹簧，第一阀片的设置满足第一阀片的横截面积大于第一进浆口的横截面积且小于第一过浆空间的横截面积，第一弹簧一端固接于第一阀片的底壁上，另一端固接于第一过浆空间的底壁上，且第一弹簧设置满足第一弹簧处于正常状态下时第一阀片的顶面覆盖住第一进浆口。

进一步的，所述第一阀体的外壁上开设有第一螺纹，主注浆通道底部两侧的分叉部的内壁上均开设有与第一螺纹相适应的第二螺纹，第一阀体通过第一螺纹与第二螺纹的螺接进而接于主注浆通道底部两侧的分叉部内。

进一步的，所述第二逆止阀包括第二阀体，第二阀体可拆卸连接于桩侧注浆通道的中部分叉部内，第二阀体内部设有第二过浆空间，第二阀体的顶部开设有与第二过浆空间连通的第二进浆口，第二阀体底部开设有与第二过浆空间连通的第二出浆口，第二过浆空间内设有第二阀片和第二弹簧，第二阀片的设置满足第二阀片的横截面积大于第二进浆口的横截面积且小于第二过浆空间的横截面积，第二弹簧一端固接于第二阀片的底壁上，另一端固接于第二过浆空间的底壁上，且第二弹簧设置满足第二弹簧处于正常状态下时第二阀片的顶面覆盖住第二进浆口。

进一步的，所述第二阀体的外壁上开设有第三螺纹，桩侧注浆通道的中部分叉部的内壁上开设有与第三螺纹相适应的第四螺纹，第二阀体通过第三螺纹与第四螺纹的螺接进而接于桩侧注浆通道的中部分叉部内。

进一步的，所述第一弹簧的弹性系数大于第二弹簧的弹性系数。

较之现有技术，本发明的优点在于：

1、本发明通过在注浆器本体内设置主注浆通道、桩底注浆通道和桩侧注浆通道，在进行注浆作业时，通过在主注浆通道的顶部上连接外界注浆管，外界注浆管将浆液注入主注浆通道内，进入主注浆通道内的浆液经过桩底注浆通道和桩侧注浆通道自注浆器本体的顶部贴近两侧位置和注浆器本体的两侧侧壁流出，以此进行桩侧后注浆和桩底后注浆工作，相较于现有技术，实现一个后注浆器能够进行桩侧后注浆和桩底后注浆工作，并且管路设于注浆器本体内，难以对注浆器本体插入土层内的操作造成影响，具有确保施工后管桩承载力效果达标、施工简单的优点。

2、本发明通过设置防堵塞和挡片，以此防止注浆器本体插入土层内时，土壤进入桩底注浆通道和桩侧注浆通道导致的桩底注浆通道和桩侧注浆通道堵塞的情况发生，具有保证杜绝外界干扰、施工能够正常进行的优点。

3、本发明通过设置第一逆止阀、第二逆止阀、变径结构和钢珠，并令第一逆止阀中的第一弹簧的弹性系数大于第二逆止阀中的第二弹簧的弹性系数，由于第一逆止阀中的第一弹簧的弹性系数大于第二逆止阀中的第二弹簧的弹性系数，使得第一逆止阀开启所需的推力大于第二逆止阀开启所需的推力，因此在注浆过程时，待注浆压力大于第二逆止阀开启所需的推力时，第二逆止阀先开启，从而先进行桩侧后注浆工作，待桩侧后注浆工作完成后，通过向主注浆通道内投入钢珠，钢珠在重力的作用下会掉至变径结构上，以此完成对桩侧注浆通道的封堵，之后继续注浆工作时，由于桩侧注浆通道的封堵，主注浆通道内的注浆压力逐渐增大，待注浆压力大于第一逆止阀开启所需的推力时，第一逆止阀开启，从而进行桩底后注浆工作，通过将桩侧后注浆工作和桩底后注浆工作拆分开进行，以此能够进一步的保证施工效果，从而进一步确保施工后管桩承载力效果的达标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的结构示意图；

图2为本发明中第一逆止阀的结构示意图；

图3为本发明中第二逆止阀的结构示意图；

图4为实施例2中注浆过程的第一施工示意图；

图5为实施例2中注浆过程的第二施工示意图；

图6为实施例2中注浆过程的第三施工示意图。

附图标记：1、注浆器本体；2、主注浆通道；3、第一逆止阀；31、第一阀体；32、第一过浆空间；33、第一进浆口；34、第一出浆口；35、第一阀片；36、第一弹簧；4、桩底注浆通道；5、桩侧注浆通道；6、第二逆止阀；61、第二阀体；62、第二过浆空间；63、第二进浆口；64、第二出浆口；65、第二阀片；66、第二弹簧；7、管箍丝扣；8、防堵塞；9、挡片；10、变径结构；11、钢珠；12、第一螺纹；13、第二螺纹；14、第三螺纹；15、第四螺纹。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参照图1，本实施例提供一种预应力混凝土管桩后注浆器，包括注浆器本体1，注浆器本体1呈倒锥形结构设置，以此便于注浆器本体1插入土层内，同时，为保证注浆器本体1的结构强度，注浆器本体1采用钢筋配筋后使用混凝土浇筑而成，强度等级应达到C30，以此保证注浆器本体1在工作中不易发生断裂现象；注浆器本体1内部设有呈竖直设置的主注浆通道2，主注浆通道2的顶部自注浆器本体1的顶面向外穿出，主注浆通道2自注浆器本体1顶面穿出的管道外壁上设有管箍丝扣7，管箍丝扣7的设置用于便于外界注浆管通过管箍丝扣7与主注浆通道2进行连接；主注浆通道2的底部呈三叉状结构设置，主注浆通道2底部两侧的分叉部内均设有第一逆止阀3，主注浆通道2底部两侧的分叉部上均还接有分别贯穿注浆器本体1两侧侧壁的桩底注浆通道4，即主注浆通道2底部左侧的分叉部上接有贯穿注浆器本体1左侧侧壁的一条桩底注浆通道4，主注浆通道2底部右侧的分叉部上接有贯穿注浆器本体1右侧侧壁的一条桩底注浆通道4；

注浆器本体1内部还设有呈三叉状结构设置的桩侧注浆通道5，桩侧注浆通道5的两侧分叉部分别自注浆器本体1顶面贴近其两侧端部的位置处贯穿出，即注浆通道的左侧分叉部自注浆器本体1顶面贴近其左侧端部的位置处贯穿出，注浆通道的右侧分叉部自注浆器本体1顶面贴近其右侧端部的位置处贯穿出，桩侧注浆通道5的中部分叉部与主注浆通道2底部的中部分叉部连通在一起，桩侧注浆通道5的中部分叉部内还接有第二逆止阀6；

通过前述设置，在进行注浆作业时，先将注浆器本体1插入需要注浆的土层内，之后在主注浆通道2的顶部通过管箍丝扣7连接外界的注浆管，之后通过外界注浆管向主注浆通道2内注入浆液，进入主注浆通道2内的浆液在主注浆通道2内堆积，待主注浆通道2内注浆压力达到第一逆止阀3和第二逆止阀6开启的推力时，第一逆止阀3和第二逆止阀6开启，此时，主注浆通道2内的浆液会分别进入桩底注浆通道4和桩侧注浆通道5内，浆液经过桩底注浆通道4和桩侧注浆通道5自注浆器本体1的顶部贴近两侧位置和注浆器本体1的两侧侧壁流出，以此进行桩侧后注浆和桩底后注浆工作。

为保证注浆器本体1的正常工作，两侧桩底注浆通道4远离主注浆通道2侧的端部内均设有防堵塞8，注浆器本体1顶面上对称设有铰接于注浆器本体1顶面且覆盖对应侧桩侧注浆通道5两侧分叉部端部的挡片9，防堵塞8和挡片9的设置能够防止注浆器本体1插入土层内时，土壤进入桩底注浆通道4和桩侧注浆通道5导致的桩底注浆通道4和桩侧注浆通道5堵塞的情况发生，以此保证注浆器本体1的正常工作；同时，防堵塞8和挡片9的设置满足在进行注浆工作时，防堵塞8会在桩底注浆通道4内浆液的推力下从桩底注浆通道4内被推出，挡片9会在桩侧注浆通道5内的浆液的推力下向远离注浆体本体顶面的方向运动，以此令桩底注浆通道4内和桩侧注浆通道5内的浆液能够正常排出，完成桩底后注浆和桩侧后注浆工作。

由于实施例1中桩侧后注浆和桩底后注浆工作同时进行，可能存在有注浆量难以控制的问题，基于此，提出实施例2；

实施例2：请参照图1～6，本实施例提供一种预应力混凝土管桩后注浆器，包括实施例1中全部结构，还包括以下结构：桩侧注浆通道5的中部分叉部与主注浆通道2底部的中部分叉部连接的位置处设有变径结构10，主注浆通道2底部的中部分叉部内还设有钢珠11，钢珠11的直径大于变径结构10的直径，使得钢珠11能够对变径结构10起到封堵作用；

第一逆止阀3包括第一阀体31，第一阀体31可拆卸连接于主注浆通道2底部两侧的分叉部内，第一阀体31内部设有第一过浆空间32，第一阀体31的顶部开设有与第一过浆空间32连通的第一进浆口33，第一阀体31底部开设有与第一过浆空间32连通的第一出浆口34，第一过浆空间32内设有第一阀片35和第一弹簧36，第一阀片35的设置满足第一阀片35的横截面积大于第一进浆口33的横截面积且小于第一过浆空间32的横截面积，第一弹簧36一端固接于第一阀片35的底壁上，另一端固接于第一过浆空间32的底壁上，且第一弹簧36设置满足第一弹簧36处于正常状态下时第一阀片35的顶面覆盖住第一进浆口33；

第二逆止阀6包括第二阀体61，第二阀体61可拆卸连接于桩侧注浆通道5的中部分叉部内，第二阀体61内部设有第二过浆空间62，第二阀体61的顶部开设有与第二过浆空间62连通的第二进浆口63，第二阀体61底部开设有与第二过浆空间62连通的第二出浆口64，第二过浆空间62内设有第二阀片6561和第二弹簧66，第二阀片65的设置满足第二阀片65的横截面积大于第二进浆口63的横截面积且小于第二过浆空间62的横截面积，第二弹簧66一端固接于第二阀片65的底壁上，另一端固接于第二过浆空间62的底壁上，且第二弹簧66设置满足第二弹簧66处于正常状态下时第二阀片65的顶面覆盖住第二进浆口63；

并且，令第一弹簧36的弹性系数大于第二弹簧66的弹性系数，根据推力公式F＝k·x可知，第一弹簧36的弹性系数大于第二弹簧66的弹性系数，因此，第一逆止阀3开启的推力大于第二逆止阀6开启的推力；

通过前述设置，在注浆过程中浆液在主注浆通道2内堆积时，主注浆通道2内的压力根据不断注入的浆液的量不断增大，主注浆通道2内的浆液对第一阀片35、第一弹簧36、第二阀片65和第二弹簧66产生压力，待主注浆通道2内的注浆压力大于第二逆止阀6开启所需的推力时，此时，第二弹簧66受压变形，使得第二阀片65进行远离第二进浆口63的运动，因此，第二逆止阀6先开启，使得主注浆通道2内的浆液依次经过第二进浆口63、第二过浆空间62和第二出浆口64后进入桩侧注浆通道5内，以此可以先进行桩侧后注浆工作，待桩侧后注浆工作完成后，通过向主注浆通道2内投入钢珠11，钢珠11在重力的作用下会掉至变径结构10上，以此完成对桩侧注浆通道5的封堵，之后继续注浆工作时，由于桩侧注浆通道5的封堵，主注浆通道2内的浆液不断堆积使得注浆压力继续增大，主注浆通道2内的浆液对第一阀片35和第一弹簧36产生的压力不断增大，待主注浆通道2内的注浆压力大于第一逆止阀3开启所需的推力时，此时，第一弹簧36受压变形，使得第一阀片35进行远离第一进浆口33的运动，因此，第一逆止阀3开启，此时，主注浆通道2内的浆液依次经过第一进浆口33、第一过浆空间32和第一出浆口34后进入桩底注浆通道4内，以此进行桩底后注浆工作；通过将桩侧后注浆工作和桩底后注浆工作拆分开进行，以此能够进一步的保证施工效果，从而进一步确保施工后管桩承载力效果的达标。

为方便对第一逆止阀3和第二逆止阀6的维修，第一阀体31的外壁上开设有第一螺纹12，主注浆通道2底部两侧的分叉部的内壁上均开设有与第一螺纹12相适应的第二螺纹13，第一阀体31通过第一螺纹12与第二螺纹13的螺接进而接于主注浆通道2底部两侧的分叉部内，第二阀体61的外壁上开设有第三螺纹14，桩侧注浆通道5的中部分叉部的内壁上开设有与第三螺纹14相适应的第四螺纹15，第二阀体61通过第三螺纹14与第四螺纹15的螺接进而接于桩侧注浆通道5的中部分叉部内；通过第一螺纹12和第二螺纹13的设置，令第一阀体31与主注浆通道2可拆卸连接在一起，通过第三螺纹14与第四螺纹15的设置，令第二阀体61与桩侧注浆通道5可拆卸连接在一起，使得在第一逆止阀3和第二逆止阀6出现损坏时，能够较为容易的将其自主注浆通道2和桩侧注浆通道5内拆下，从而进行检修更换。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：包括注浆器本体(1)，注浆器本体(1)内部设有呈竖直设置的主注浆通道(2)，主注浆通道(2)的顶部自注浆器本体(1)的顶面向外穿出，主注浆通道(2)的底部呈三叉状结构设置，主注浆通道(2)底部两侧的分叉部内均设有第一逆止阀(3)，主注浆通道(2)底部两侧的分叉部上均还接有分别贯穿注浆器本体(1)两侧侧壁的桩底注浆通道(4)，注浆器本体(1)内部还设有呈三叉状结构设置的桩侧注浆通道(5)，桩侧注浆通道(5)的两侧分叉部分别自注浆器本体(1)顶面贴近其两侧端部的位置处贯穿出，桩侧注浆通道(5)的中部分叉部与主注浆通道(2)底部的中部分叉部连通在一起，桩侧注浆通道(5)的中部分叉部内还接有第二逆止阀(6)。

2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述主注浆通道(2)自注浆器本体(1)顶面穿出的管道外壁上设有管箍丝扣(7)。

3.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：两侧所述桩底注浆通道(4)远离主注浆通道(2)侧的端部内均设有防堵塞(8)。

4.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述注浆器本体(1)顶面上对称设有铰接于注浆器本体(1)顶面且覆盖对应侧桩侧注浆通道(5)两侧分叉部端部的挡片(9)。

5.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述桩侧注浆通道(5)的中部分叉部与主注浆通道(2)底部的中部分叉部连接的位置处设有变径结构(10)，主注浆通道(2)底部的中部分叉部内还设有钢珠(11)，钢珠(11)的直径大于变径结构(10)的直径。

6.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述第一逆止阀(3)包括第一阀体(31)，第一阀体(31)可拆卸连接于主注浆通道(2)底部两侧的分叉部内，第一阀体(31)内部设有第一过浆空间(32)，第一阀体(31)的顶部开设有与第一过浆空间(32)连通的第一进浆口(33)，第一阀体(31)底部开设有与第一过浆空间(32)连通的第一出浆口(34)，第一过浆空间(32)内设有第一阀片(35)和第一弹簧(36)，第一阀片(35)的设置满足第一阀片(35)的横截面积大于第一进浆口(33)的横截面积且小于第一过浆空间(32)的横截面积，第一弹簧(36)一端固接于第一阀片(35)的底壁上，另一端固接于第一过浆空间(32)的底壁上，且第一弹簧(36)设置满足第一弹簧(36)处于正常状态下时第一阀片(35)的顶面覆盖住第一进浆口(33)。

7.根据权利要求6所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述第一阀体(31)的外壁上开设有第一螺纹(12)，主注浆通道(2)底部两侧的分叉部的内壁上均开设有与第一螺纹(12)相适应的第二螺纹(13)，第一阀体(31)通过第一螺纹(12)与第二螺纹(13)的螺接进而接于主注浆通道(2)底部两侧的分叉部内。

8.根据权利要求6所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述第二逆止阀(6)包括第二阀体(61)，第二阀体(61)可拆卸连接于桩侧注浆通道(5)的中部分叉部内，第二阀体(61)内部设有第二过浆空间(62)，第二阀体(61)的顶部开设有与第二过浆空间(62)连通的第二进浆口(63)，第二阀体(61)底部开设有与第二过浆空间(62)连通的第二出浆口(64)，第二过浆空间(62)内设有第二阀片(65)和第二弹簧(66)，第二阀片(65)的设置满足第二阀片(65)的横截面积大于第二进浆口(63)的横截面积且小于第二过浆空间(62)的横截面积，第二弹簧(66)一端固接于第二阀片(65)的底壁上，另一端固接于第二过浆空间(62)的底壁上，且第二弹簧(66)设置满足第二弹簧(66)处于正常状态下时第二阀片(65)(61)的顶面覆盖住第二进浆口(63)。

9.根据权利要求8所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述第二阀体(61)的外壁上开设有第三螺纹(14)，桩侧注浆通道(5)的中部分叉部的内壁上开设有与第三螺纹(14)相适应的第四螺纹(15)，第二阀体(61)通过第三螺纹(14)与第四螺纹(15)的螺接进而接于桩侧注浆通道(5)的中部分叉部内。

10.根据权利要求6所述的一种预应力混凝土管桩后注浆器，其特征在于：所述第一弹簧(36)的弹性系数大于第二弹簧(66)的弹性系数。

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