CN114482057A - 一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置及方法，向所述密封件内注入空气或快速凝水泥浆，使密封件膨胀而隔断间隙部与外界的空气或浆液流通，有效提高间隙部内水泥浆与管桩件四周土体耦合作用的压力，进而提升桩侧注浆加固效果。通过对所述压力控制阀设定容许压力值，便可控制间隙部内水泥浆的压力，实现随钻跟管桩桩侧注浆加固可控制。不仅实现了随钻跟管桩桩侧注浆压力可控制，还有效提升了注浆加固效果，并且施工成本增加较少。

Description

一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置及方法
技术领域
本发明属于随钻跟管桩桩侧注浆技术领域，具体涉及一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置及方法。
背景技术
PHC管桩具有成桩速度快、工程造价低和桩身质量可靠等优点，工程应用较为广泛。一种随钻跟管桩机及随钻根管桩施工方法(ZL 20120022133.X)，借助一体化随钻跟管桩机设备，在钻进成孔的同时将大直径PHC管桩沉入孔内，岩土渣则通过螺旋钻杆从管桩内腔排出，实现了钻孔、沉管、排土同步进行的非挤土高效沉桩。该桩基设备还能穿越中微风化岩层，实现大直径PHC管桩全嵌岩，扩大了PHC管桩的应用范围。作为一种新型桩基础，不仅保留大直径和高承载力的优势，还避免因钻(冲)孔灌注桩孔壁坍塌造成的桩身质量通病。利用预制桩身护壁替代泥浆液护壁，也消除泥浆污染环境的不良影响。因此，随钻跟管桩是集传统PHC管桩和钻(冲)孔灌注桩优势于一体的预成孔环保型大直径非挤土PHC管桩，具有较为广泛的应用前景。
因随钻跟管桩预成孔的孔径略大于桩径，桩-土之间并未形成有效粘结，待PHC管桩沉至设计标高后，需进行桩侧注浆填充桩-土间隙，使桩-土之间形成有效连接。前期试桩试验表明：桩侧注浆加固质量不可控制，部分桩的桩侧注浆饱满度高且浆-土咬合紧密，桩的承载性能较好；部分桩的桩侧注浆饱满度低且浆-土咬合较差，桩的承载性能较差，这也在一定程度上也制约了随钻跟管桩的推广应用。结合随钻跟管桩推广应用的迫切需求，控制桩侧注浆加固质量成为了随钻跟管桩桩侧注浆加固亟待解决的技术难题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，旨在解决现有技术存在的问题。
本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：
一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，包括：
压力控制阀、管桩件、单向控制阀和密封件；
其中所述管桩件设置于土层，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部；
所述密封件环绕于所述管桩件的外壁面并处于所述间隙部，所述密封件为袋状件，包括可收缩的腔体；
所述间隙部设有第一连通管和第二连通管，其中所述第二连通管的一端与所述腔体连接；
所述压力控制阀设于所述第一连通管，所述单向控制阀设于所述第二连通管的另一端。
进一步的，所述密封件由耐磨土工布制成，所述耐磨土工布相连接形成所述腔体。
进一步的，所述密封件包括充气囊，所述腔体设于所述充气囊内。
进一步的，所述密封件包括外膜和内膜，所述内膜为充气囊，所述外膜为耐磨土工布。
进一步的，所述密封件的长度大于所述管桩件的横截面的圆周周长。
进一步的，所述管桩件的中部位置设有用于埋设所述密封件的凹槽部，所述凹槽部上用于固定所述密封件的固定胶和不锈钢喉箍。
进一步的，所述间隙部且处于所述管桩件的位置处埋设注浆管和注浆孔。
本发明还公开了一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置的加固方法，第一种方法，包括以下步骤：
S1、将管桩件沉入至土层，在所述管桩件高于所述土层的部位环绕设置密封件；
S2、进一步将管桩件和密封件一同沉入到土层内并沉至设计标高，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部，所述密封件处于所述间隙部，将第一连通管和第二连通管分别插入间隙部，其中所述第二连通管的一端与所述密封件连接，在所述第一连通管上设置压力控制阀，在所述第二连通管上设置单向控制阀，在所述管桩件处埋设注浆管和注浆孔；
S3、通过单向控制阀向密封件的腔体内充气，隔断间隙部与外界的空气流通；
S4、设定压力控制阀的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件处埋设的注浆管和注浆孔向间隙部注浆，直至间隙部内水泥浆进入与压力控制阀连通的第一连通管便结束注浆。
第二种方法，包括以下步骤：
S1、将管桩件沉入至土层，在所述管桩件高于所述土层的部位环绕设置密封件；
S2、进一步将管桩件和密封件一同沉入到土层内并沉至设计标高，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部，所述密封件处于所述间隙部，将第一连通管和第二连通管分别插入间隙部，其中所述第二连通管的一端与所述密封件连接，在所述第一连通管上设置压力控制阀，在所述第二连通管上设置单向控制阀，在所述管桩件处埋设注浆管和注浆孔；
S3、借助循环脉冲注浆技术，通过预埋的注浆管和注浆孔向间隙部注浆，直至注浆液从管桩件的上端返出暂停注浆；
S4、通过单向控制阀向密封件的腔体内充气，隔断间隙部与外界的空气流通；
S5、设定压力控制阀的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件处埋设的注浆管和注浆孔继续向间隙部注浆，直至压力控制阀有气体排出，停止注浆。
第三种方法，包括以下步骤：
S1、将管桩件沉入至土层，在所述管桩件高于所述土层的部位环绕设置密封件；
S2、进一步将管桩件和密封件一同沉入到土层内并沉至设计标高，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部，所述密封件处于所述间隙部，将第一连通管和第二连通管分别插入间隙部，其中所述第二连通管的一端与所述密封件连接，在所述第一连通管上设置压力控制阀，在所述第二连通管上设置单向控制阀，在所述管桩件处埋设注浆管和注浆孔；
S3、借助循环脉冲注浆技术，通过预埋的注浆管和注浆孔向间隙部注浆，直至注浆液从管桩件的上端返出暂停注浆；
S4、通过单向进浆阀向密封件的腔体内注入快速凝固浆，隔断间隙部与外界的空气流通；
S5、设定压力控制阀的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件处埋设的注浆管和注浆孔继续向间隙部注浆，直至压力控制阀有气体排出，停止注浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的可控注浆加固装置结构简单，注浆加固实施方法简易，施工便捷，向所述密封件内注入空气或快速凝水泥浆，使密封件膨胀而隔断间隙部与外界的空气或浆液流通，有效提高间隙部内水泥浆与管桩件四周土体耦合作用的压力，进而提升桩侧注浆加固效果。通过对所述压力控制阀设定容许压力值，便可控制间隙部内水泥浆的压力，实现随钻跟管桩桩侧注浆加固可控制，从而不仅实现了随钻跟管桩桩侧注浆压力可控制，还有效提升了注浆加固效果，并且施工成本增加较少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中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为具有外膜和内膜的结构的密封件的示意图。
图3为由单层耐磨土工布制成的密封件的示意图。
图4为带埋设密封件的凹槽部的管桩件示意图。
图5为本发明的方法一的施工步骤第一步示意图。
图6为本发明的方法一的施工步骤第二步示意图。
图7为本发明的方法一的施工步骤第三步示意图。
图8为本发明的方法一的施工步骤第四步示意图。
图9为本发明的方法二的施工步骤第一和第二步示意图。
图10为本发明的方法二的施工步骤第三步示意图。
图11为本发明的方法二的施工步骤第四步示意图。
图12为本发明的方法二的施工步骤第五步示意图。
图13为本发明的方法三的施工步骤第一和第二步示意图。
图14为本发明的方法三的施工步骤第三步示意图。
图15为本发明的方法三的施工步骤第四步示意图。
图16为本发明的方法三的施工步骤第五步示意图。
附图标记说明：
1-密封件，2-压力控制阀，3-单向控制阀，4-管桩件，5-间隙部，6-第一连通管，7-充气囊，8-第二连通管，9-土层，10-耐磨土工布，11-凹槽，12-注浆管，13-注浆孔，14-水泥浆层。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参照图1至图16，本发明实施例提供一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，包括：
压力控制阀2、管桩件4、单向控制阀3和密封件1；
其中所述管桩件4设置于土层9，所述管桩件4与所述土层9之间设有间隙部5；
所述密封件1环绕于所述管桩件4的外壁面并处于所述间隙部5，所述密封件1为袋状件，包括可收缩的腔体；
所述间隙部5设有第一连通管6和第二连通管8，其中所述第二连通管8的一端与所述腔体连接；
所述压力控制阀2设于所述第一连通管6，所述单向控制阀3设于所述第二连通管8的另一端。
具体的，所述密封件1由耐磨土工布10制成，所述耐磨土工布10相连接形成所述腔体。
具体的，所述密封件1包括充气囊7，所述腔体设于所述充气囊7内。
具体的，所述密封件1包括外膜和内膜，所述内膜为充气囊7，所述外膜为耐磨土工布10。
具体的，所述密封件1的长度大于所述管桩件4的横截面的圆周周长，这样可以使述密封件1能够完全包裹管桩件4的外围一圈。
具体的，所述管桩件4的中部位置设有用于埋设所述密封件1的凹槽11部，所述凹槽11部上用于固定所述密封件1的固定胶和不锈钢喉箍。
具体的，所述间隙部5且处于所述管桩件4的位置处埋设注浆管12和注浆孔13。
本发明的可控注浆加固装置结构简单，注浆加固实施方法简易，施工便捷，向所述密封件1内注入空气或快速凝水泥浆，使密封件1膨胀而隔断间隙部5与外界的空气或浆液流通，有效提高间隙部5内水泥浆与管桩件4四周土体耦合作用的压力，进而提升桩侧注浆加固效果。通过对所述压力控制阀2设定容许压力值，便可控制间隙部5内水泥浆的压力，在间隙部5内形成水泥浆层14，实现随钻跟管桩桩侧注浆加固可控制，从而不仅实现了随钻跟管桩桩侧注浆压力可控制，还有效提升了注浆加固效果，并且施工成本增加较少。
本发明还公开了一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置的加固方法，第一种方法，包括以下步骤：
S1、将管桩件4沉入至土层9，在所述管桩件4高于所述土层9的部位环绕设置密封件1；
S2、进一步将管桩件4和密封件1一同沉入到土层9内并沉至设计标高，所述管桩件4与所述土层9之间设有间隙部5，所述密封件1处于所述间隙部5，将第一连通管6和第二连通管8分别插入间隙部5，其中所述第二连通管8的一端与所述密封件1连接，在所述第一连通管6上设置压力控制阀2，在所述第二连通管8上设置单向控制阀3，在所述管桩件4处埋设注浆管12和注浆孔13；
S3、通过单向控制阀3向密封件1的腔体内充气，隔断间隙部5与外界的空气流通；
S4、设定压力控制阀2的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件4处埋设的注浆管12和注浆孔13向间隙部5注浆，直至间隙部5内水泥浆进入与压力控制阀2连通的第一连通管6便结束注浆。
第二种方法，包括以下步骤：
S1、将管桩件4沉入至土层9，在所述管桩件4高于所述土层9的部位环绕设置密封件1；
S2、进一步将管桩件4和密封件1一同沉入到土层9内并沉至设计标高，所述管桩件4与所述土层9之间设有间隙部5，所述密封件1处于所述间隙部5，将第一连通管6和第二连通管8分别插入间隙部5，其中所述第二连通管8的一端与所述密封件1连接，在所述第一连通管6上设置压力控制阀2，在所述第二连通管8上设置单向控制阀3，在所述管桩件4处埋设注浆管12和注浆孔13；
S3、借助循环脉冲注浆技术，通过预埋的注浆管12和注浆孔13向间隙部5注浆，直至注浆液从管桩件4的上端返出暂停注浆；
S4、通过单向控制阀3向密封件1的腔体内充气，隔断间隙部5与外界的空气流通；
S5、设定压力控制阀2的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件4处埋设的注浆管12和注浆孔13继续向间隙部5注浆，直至压力控制阀2有气体排出，停止注浆。
第三种方法，包括以下步骤：
S1、将管桩件4沉入至土层9，在所述管桩件4高于所述土层9的部位环绕设置密封件1；
S2、进一步将管桩件4和密封件1一同沉入到土层9内并沉至设计标高，所述管桩件4与所述土层9之间设有间隙部5，所述密封件1处于所述间隙部5，将第一连通管6和第二连通管8分别插入间隙部5，其中所述第二连通管8的一端与所述密封件1连接，在所述第一连通管6上设置压力控制阀2，在所述第二连通管8上设置单向控制阀3，在所述管桩件4处埋设注浆管12和注浆孔13；
S3、借助循环脉冲注浆技术，通过预埋的注浆管12和注浆孔13向间隙部5注浆，直至注浆液从管桩件4的上端返出暂停注浆；
S4、通过单向进浆阀向密封件1的腔体内注入快速凝固浆，隔断间隙部5与外界的空气流通；
S5、设定压力控制阀2的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件4处埋设的注浆管12和注浆孔13继续向间隙部5注浆，直至压力控制阀2有气体排出，停止注浆。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，其特征在于，包括：
压力控制阀、管桩件、单向控制阀和密封件；
其中所述管桩件设置于土层，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部；
所述密封件环绕于所述管桩件的外壁面并处于所述间隙部，所述密封件为袋状件，包括可收缩的腔体；
所述间隙部设有第一连通管和第二连通管，其中所述第二连通管的一端与所述腔体连接；
所述压力控制阀设于所述第一连通管，所述单向控制阀设于所述第二连通管的另一端。
2.根据权利要求1所述的管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，其特征在于，所述密封件由耐磨土工布制成，所述耐磨土工布相连接形成所述腔体。
3.根据权利要求1所述的管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，其特征在于，所述密封件包括充气囊，所述腔体设于所述充气囊内。
4.根据权利要求3所述的管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，其特征在于，所述密封件包括外膜和内膜，所述内膜为充气囊，所述外膜为耐磨土工布。
5.根据权利要求1所述的管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，其特征在于，所述密封件的长度大于所述管桩件的横截面的圆周周长。
6.根据权利要求1所述的管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，其特征在于，所述管桩件的中部位置设有用于埋设所述密封件的凹槽部，所述凹槽部上用于固定所述密封件的固定胶和不锈钢喉箍。
7.根据权利要求1所述的管桩基础桩侧注浆加固的控制装置，其特征在于，所述间隙部且处于所述管桩件的位置处埋设注浆管和注浆孔。
8.一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将管桩件沉入至土层，在所述管桩件高于所述土层的部位环绕设置密封件；
S2、进一步将管桩件和密封件一同沉入到土层内并沉至设计标高，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部，所述密封件处于所述间隙部，将第一连通管和第二连通管分别插入间隙部，其中所述第二连通管的一端与所述密封件连接，在所述第一连通管上设置压力控制阀，在所述第二连通管上设置单向控制阀，在所述管桩件处埋设注浆管和注浆孔；
S3、通过单向控制阀向密封件的腔体内充气，隔断间隙部与外界的空气流通；
S4、设定压力控制阀的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件处埋设的注浆管和注浆孔向间隙部注浆，直至间隙部内水泥浆进入与压力控制阀连通的第一连通管便结束注浆。
9.一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将管桩件沉入至土层，在所述管桩件高于所述土层的部位环绕设置密封件；
S2、进一步将管桩件和密封件一同沉入到土层内并沉至设计标高，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部，所述密封件处于所述间隙部，将第一连通管和第二连通管分别插入间隙部，其中所述第二连通管的一端与所述密封件连接，在所述第一连通管上设置压力控制阀，在所述第二连通管上设置单向控制阀，在所述管桩件处埋设注浆管和注浆孔；
S3、借助循环脉冲注浆技术，通过预埋的注浆管和注浆孔向间隙部注浆，直至注浆液从管桩件的上端返出暂停注浆；
S4、通过单向控制阀向密封件的腔体内充气，隔断间隙部与外界的空气流通；
S5、设定压力控制阀的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件处埋设的注浆管和注浆孔继续向间隙部注浆，直至压力控制阀有气体排出，停止注浆。
10.一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将管桩件沉入至土层，在所述管桩件高于所述土层的部位环绕设置密封件；
S2、进一步将管桩件和密封件一同沉入到土层内并沉至设计标高，所述管桩件与所述土层之间设有间隙部，所述密封件处于所述间隙部，将第一连通管和第二连通管分别插入间隙部，其中所述第二连通管的一端与所述密封件连接，在所述第一连通管上设置压力控制阀，在所述第二连通管上设置单向控制阀，在所述管桩件处埋设注浆管和注浆孔；
S3、借助循环脉冲注浆技术，通过预埋的注浆管和注浆孔向间隙部注浆，直至注浆液从管桩件的上端返出暂停注浆；
S4、通过单向进浆阀向密封件的腔体内注入快速凝固浆，隔断间隙部与外界的空气流通；
S5、设定压力控制阀的容许压力值，以控制桩-土间隙的注浆加固压力，借助循环脉冲注浆技术，通过所述管桩件处埋设的注浆管和注浆孔继续向间隙部注浆，直至压力控制阀有气体排出，停止注浆。
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