CN115928737A - 一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的施工方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的施工方法及系统，包括闭式注浆模块、开式注浆模块和分布式注浆模块，闭式注浆模块和开式注浆模块分别固定于地连墙钢筋笼的外侧和内侧，分布式注浆模块包括提升定位装置、输浆管和分布式压浆装置，提升定位装置通过钢缆与分布式压浆装置连接，以此升降分布式压浆装置或将其停留在固定深度，分布式压浆装置包括水管、止浆塞和注浆芯管，注浆芯管与输浆管连通，注浆芯管侧壁上设有注浆口，通过水压控制止浆塞膨胀与输浆管形成密闭空间，通过将分布式压浆装置调整至不同深度，使得注浆口与出浆口位置对应，解决了桩墙组合结构施工中泥皮导致咬合桩与地连墙连接刚度差的问题。

Description

一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的施工方法及系统

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，更具体地，涉及一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的施工方法及系统。

背景技术

桩-墙组合结构具有承载能力强、整体刚度大，且可适应各种复杂地质条件等优点，作为基础永久承载结构的一部分，相比以往常规地连墙深基坑开挖工艺，可避免土体大范围开挖，提高工程进度和施工效率，降低深基坑施工风险。桩-墙组合结构施工时，首先完成大直径桩基施工，随后采用洗槽机在桩间完成地连墙槽段施做，作为整体协同受力体系，桩与墙连接性能对荷载传递及承载性能影响较大。

现有技术存在如下几个缺点：(1)在地连墙槽段施工时，一般采用泥浆护壁方法进行成槽施工，地连墙与桩组合结构作为竖向承载结构时，由于墙侧与桩侧间存在泥皮，使得桩-墙组合结构协同受力性能无法得到有效发挥，且对接头间长期耐久性、防水性能等具有不利影响；(2)在桩墙连接处，特别是对外侧接缝处进行加固处理时，注浆浆液容易向外发生流动，导致无效扩散。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，包括闭式注浆模块、开式注浆模块和分布式注浆模块，闭式注浆模块和开式注浆模块分别固定于地连墙钢筋笼的外侧和内侧，分布式注浆模块包括提升定位装置、输浆管和分布式压浆装置，提升定位装置通过钢缆与分布式压浆装置连接，以此升降分布式压浆装置或将其停留在固定深度，分布式压浆装置包括水管、止浆塞和注浆芯管，注浆芯管与输浆管连通，注浆芯管侧壁上设有注浆口，为水泥浆液流出通道，在注浆口的上方和下方分别固定有止浆塞，两个止浆塞的间距应保证其跨度范围内只存在一对出浆口，通过水压控制止浆塞膨胀与输浆管形成密闭空间，通过将分布式压浆装置调整至不同深度，使得注浆口与出浆口位置对应，解决了桩墙组合结构施工中泥皮导致咬合桩与地连墙连接刚度差的问题。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，包括：

设于地连墙钢筋笼外侧与咬合桩接缝处的闭式注浆模块、设于地连墙钢筋笼端部与咬合桩接缝处的开式注浆模块，以及为上述模块注浆的分布式注浆模块；

所述分布式注浆模块包括提升定位装置和分布式压浆装置，所述分布式压浆装置分别设于所述闭式注浆模块和所述开式注浆模块内，实现地连墙钢筋笼内侧和外侧泥皮冲洗，所述提升定位装置牵引所述分布式压浆装置到达不同标高，所述分布式压浆装置包括水管、止浆塞和注浆芯管，所述注浆芯管通过注浆口向所述闭式注浆模块和所述开式注浆模块内注浆，所述止浆塞分别固定于所述注浆口的上下两侧，所述水管在所述注浆塞内形成水压，所述注浆塞膨胀密封所述注浆口的上下空间，实现分层注浆和对泥浆护壁残留加固。

进一步地，所述闭式注浆模块包括内侧注浆管，所述开式注浆模块包括外侧注浆管，所述内侧注浆管和所述外侧注浆管竖直固定于地连墙钢筋笼侧面，两者都开设有作为注浆通道的出浆口，所述注浆芯管间隙配合于所述内侧注浆管和所述外侧注浆管内。

进一步地，所述分布式注浆模块包括输浆管，所述输浆管作为泵送水泥浆液的通道与所述注浆芯管连通。

进一步地，所述开式注浆模块包括膨胀胶囊，所述膨胀胶囊包覆设于所述外侧注浆管上，所述注浆芯管向所述膨胀胶囊注浆使其膨胀，以限制浆液流动范围。

进一步地，所述止浆塞包括高压橡胶和固定套，所述固定套将高压橡胶两端密封固定于所述注浆芯管表面，三者形成密闭空间，所述水管与该密闭空间连通以形成水压，通过水压使所述高压橡胶膨胀紧贴所述内侧注浆管和所述内侧注浆管内壁，从而在所述注浆口外形成密封空间，实现对固定深度的所述出浆口注浆。

进一步地，所述分布式注浆模块包括压浆泵和悬吊装置，所述提升定位装置通过钢缆与所述悬吊装置连接，所述悬吊装置通过所述钢缆悬吊所述分布式压浆装置，所述提升定位装置输出动力以此升降所述分布式压浆装置或将其停留在固定标高。

进一步地，所述悬吊装置包括吊轮和悬吊架，所述悬吊架架设于所述分布式压浆装置上方，所述吊轮固定于所述悬吊架上，与所述分布式压浆装置的位置和数量对应，所述吊轮为所述钢缆提供支撑。

按照本发明的另一个方面，提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统的施工方法，包括以下步骤：

S100，固定注浆模块，在地连墙钢筋笼侧面布置注浆模块，沿钢筋笼伸入咬合桩端部，即内侧面固定开式注浆模块，沿钢筋笼与咬合桩外侧相接位置，即外侧面固定闭式注浆模块，所述内侧注浆管和所述外侧注浆管竖直布置，在所述外侧注浆管上固定膨胀胶囊；

S200，下放钢筋笼至槽内，密封所述内侧注浆管和所述外侧注浆管的端部，防止沉放钢筋笼时泥浆浸入管内，将钢筋笼下放至地连墙槽内；

S300，地连墙内侧注浆，地连墙混凝土浇筑完成并达到龄期后，将分布式压浆装置下放至内侧注浆管内，使得注浆口和所需注浆深度的出浆口对应后，在压浆泵设定设计注浆压力，使用开式注浆模块对地连墙内侧实施注浆，冲洗出浆口周围的泥皮、返渣和杂质，监控注浆量；

S400，地连墙外侧注浆，将分布式压浆装置下放至外侧注浆管内，在注浆口和所需注浆深度的出浆口对应后，启用外侧闭式注浆模块，向膨胀胶囊注浆，使膨胀胶囊膨胀形成胶囊扩大头，形成一个封闭区域，以限制浆液流动范围；

S500，地连墙分层压浆，水管抽出高压橡胶内的水从而泄压，然后通过提升定位装置将注浆芯管下放至下一个需要注浆的出浆口位置，通过水管恢复高压橡胶水压，使其紧贴内侧注浆管或外侧注浆管形成密封空间，再对注浆芯管进行压浆，直至达到设计注浆量，重复进行S300和S400，直至完成所有标高的注浆循环，以达到分层注浆和加固泥浆护壁残留的效果。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，包括闭式注浆模块、开式注浆模块和分布式注浆模块，闭式注浆模块和开式注浆模块分别固定于地连墙钢筋笼的外侧和内侧，分布式注浆模块包括提升定位装置、输浆管和分布式压浆装置，提升定位装置通过钢缆与分布式压浆装置连接，以此升降分布式压浆装置或将其停留在固定深度，分布式压浆装置包括水管、止浆塞和注浆芯管，注浆芯管与输浆管连通，注浆芯管侧壁上设有注浆口，为水泥浆液流出通道，在注浆口的上方和下方分别固定有止浆塞，两个止浆塞的间距应保证其跨度范围内只存在一对出浆口，通过水压控制止浆塞膨胀与输浆管形成密闭空间，通过将分布式压浆装置调整至不同深度，使得注浆口与出浆口位置对应，解决了桩墙组合结构施工中泥皮导致咬合桩与地连墙连接刚度差的问题。

2.本发明提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，采用的闭式注浆模块包括注浆管和包覆在其表面的膨胀胶囊，通过向膨胀胶囊注浆，使膨胀胶囊膨胀形成胶囊扩大头，形成一个相对封闭区域，以利于有效控制浆液流动范围，在桩墙相接处形成密闭封闭区域，避免浆液无效扩散。

3.本发明提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的施工方法，在咬合桩和地连墙的相接处，即内侧和外侧接缝处分别预埋闭式注浆模块和开式注浆模块，在地连墙浇筑达到龄期后开展压浆处理，通过分布式注浆模块对内侧和外侧连接处进行分层注浆，对泥浆护壁残留进行加固，提高了桩体与墙体协同受力和承载性能。

附图说明

图1是本发明实施例一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统的施工流程图；

图2是本发明实施例一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统的闭式注浆装置的剖视图；

图4是本发明实施例一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统的俯视图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-提升定位装置、2-压浆泵、3-输浆管、4-悬吊装置、5-分布式压浆装置、6-内侧注浆管、7-外侧注浆管、8-出浆口、9-膨胀胶囊、41-吊轮、42-悬吊架、51-水管、52-止浆塞、53-注浆芯管、521-高压橡胶、522-固定套、531-注浆口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-图4所示，本发明提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，包括闭式注浆模块、开式注浆模块和分布式注浆模块，其中，闭式注浆模块设置地连墙外侧与咬合桩相交处，通过与分布式注浆模块配合封堵桩墙接缝，在相接处形成密闭空间，开式注浆模块设置设于地连墙内侧嵌入咬合桩的端部，通过与分布式注浆模块配合对泥浆护壁残留进行加固，分布式注浆模块包括提升定位装置1、压浆泵2、输浆管3、悬吊装置4和分布式压浆装置5，其中，提升定位装置1通过钢缆与悬吊装置4连接，悬吊装置4架设于分布式压浆装置5上方的地面，钢缆与分布式压浆装置5连接，提升定位装置1通过钢缆输出动力，以此升降分布式压浆装置5或将其停留在固定深度，压浆泵2通过输浆管3与分布式压浆装置5连通，用于把水泥浆液泵送至分布式压浆装置5内，从而在桩墙连接处的内外侧达到分层注浆的效果，解决了桩墙组合结构施工中泥皮导致咬合桩与地连墙连接刚度差的问题。

进一步地，如图2-图4所示，闭式注浆模块包括内侧注浆管6和出浆口8，内侧注浆管6位于地连墙伸入咬合桩的端部，具体地，内侧注浆管6竖直设置，固定于地连墙钢筋笼端部，随钢筋笼一同下放进行预埋，开式注浆模块包括外侧注浆管7、出浆口8和膨胀胶囊9，外侧注浆管7位于地连墙与咬合桩外缘相接处，固定于钢筋笼外侧，同样预埋设置，膨胀胶囊9包覆设于外侧注浆管7表面，通过向膨胀胶囊9注浆可形成相对封闭区域，能有效控制浆液流动范围，进一步地，出浆口8设置于内侧注浆管6和外侧注浆管7的侧壁，且成对设置于侧壁的不同深度，是水泥浆液的注浆通道，优选地，由于内侧注浆管6和外侧注浆管7都为上下连通的管状结构，因此在与钢筋笼一同沉放时，在两者的端头设置密封塞，用于防止泥浆浸至管内堵塞注浆管路，完成地连墙混凝土浇筑后，输浆管3分别与内侧注浆管6和外侧注浆管7连通，用于向分布式压浆装置5泵送水泥浆液。

进一步地，如图2-图4所示，分布式压浆装置5包括水管51、止浆塞52和注浆芯管53，其中，注浆芯管53与输浆管3连通，且连着直径均小于内侧注浆管6和外侧注浆管7，保证能在其内部顺利滑动，注浆芯管53侧壁上设有注浆口531，为水泥浆液流出通道，优选地，注浆口531与出浆口8的位置对应，止浆塞52固定于注浆芯管53的外侧，具体地，在注浆口531的上方和下方分别固定有止浆塞52，两个止浆塞52的间距应保证其跨度范围内只存在一对出浆口8，进一步地，止浆塞52包括高压橡胶521和固定套522，固定套522将高压橡胶521的两端密封固定于注浆芯管53表面，形成密闭空间，而水管51穿过固定套522与该密闭空间连通，通过水管51向密闭空间泵水形成水压，使得高压橡胶521膨胀紧贴内侧注浆管6和内侧注浆管7内壁，从而在注浆口531外侧形成密封空间，当注浆口531与出浆口8位置对应时，该密封空间通过出浆口8连通至内侧注浆管6和外侧注浆管7的管外，通过提升定位装置1牵引分布式压浆装置5到达不同深度位置，实现分层注浆。

进一步地，如图2和图3所示，悬吊装置4包括吊轮41和悬吊架42，悬吊架42架设于分布式压浆装置5上方的地表，在悬吊架42上设置多个吊轮41，该吊轮41支撑钢缆通过，悬吊架42提供反力悬吊分布式压浆装置5，后者在提升定位装置1的牵引下上升或下降至不同深度，使得注浆口531与不同深度的出浆口8位置对应。

如图1-图4所示，按照本发明的另一个方面，本发明提供一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统的施工方法，具体包括：

S100，固定注浆模块；

具体地，在地连墙钢筋笼侧面，每间隔一定距离，沿钢筋笼伸入咬合桩端部，即内侧面固定开式注浆模块，沿钢筋笼与咬合桩外缘相接位置，即外侧面固定闭式注浆模块，保证内侧注浆管6和外侧注浆管7竖直布置，膨胀胶囊9固定于外侧注浆管7的外围；

S200，下放钢筋笼至槽内；

具体地，把内侧注浆管6和外侧注浆管7的端部使用密封塞密封，防止沉放钢筋笼时泥浆浸入管内，然后将固定有开式注浆模块和闭式注浆模块的钢筋笼下放至地连墙槽内；

S300，地连墙内侧注浆；

具体地，地连墙混凝土浇筑完成并达到龄期后，将分布式压浆装置5与悬吊装置4上的钢缆固定，通过提升定位装置1将分布式压浆装置5下放至内侧注浆管6内，使得注浆口531和所需注浆深度的出浆口8对应后，采用智能压浆控制系统，在压浆泵2设定设计的注浆压力，使用开式注浆模块对地连墙内侧实施注浆，从而将出浆口8周围的泥皮、返渣等杂质冲洗干净，实时监控注浆量，通过时间、注浆压力、注浆量关系曲线，掌握注浆状态；

S400，地连墙外侧注浆；

具体地，将分布式压浆装置5下放至外侧注浆管7内，在注浆口531和所需注浆深度的出浆口8对应后，启用外侧闭式注浆模块，向膨胀胶囊9注浆，使膨胀胶囊膨胀形成胶囊扩大头，形成一个相对封闭区域，以利于有效控制浆液流动范围；

S500，地连墙分层压浆；

具体地，水管51抽出高压橡胶521内的水从而泄压，然后通过提升定位装置1将注浆芯管53下放至下一个需要注浆的出浆口8位置，通过水管51恢复高压橡胶521水压，使其紧贴内侧注浆管6或外侧注浆管7形成密封空间，再对注浆芯管53进行压浆，基于智能压浆系统，实施监控注浆关键指标，直至达到设计注浆量，重复进行S300和S400，直至完成所有标高的注浆循环，以达到分层注浆和对泥浆护壁残留进行加固的效果。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，其特征在于，包括：

设于地连墙钢筋笼外侧与咬合桩接缝处的闭式注浆模块、设于地连墙钢筋笼端部与咬合桩接缝处的开式注浆模块，以及为上述模块注浆的分布式注浆模块；

所述分布式注浆模块包括提升定位装置(1)和分布式压浆装置(5)，所述分布式压浆装置(5)分别设于所述闭式注浆模块和所述开式注浆模块内，实现地连墙钢筋笼内侧和外侧泥皮冲洗，所述提升定位装置(1)牵引所述分布式压浆装置(5)到达不同标高，所述分布式压浆装置(5)包括水管(51)、止浆塞(52)和注浆芯管(53)，所述注浆芯管(53)通过注浆口(531)向所述闭式注浆模块和所述开式注浆模块内注浆，所述止浆塞(52)分别固定于所述注浆口(531)的上下两侧，所述水管(51)在所述注浆塞(52)内形成水压，所述注浆塞(52)膨胀密封所述注浆口(531)的上下空间，实现分层注浆和对泥浆护壁残留加固。

2.根据权利要求1所述的一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，其特征在于，所述闭式注浆模块包括内侧注浆管(6)，所述开式注浆模块包括外侧注浆管(7)，所述内侧注浆管(6)和所述外侧注浆管(7)竖直固定于地连墙钢筋笼侧面，两者都开设有作为注浆通道的出浆口(8)，所述注浆芯管(53)间隙配合于所述内侧注浆管(6)和所述外侧注浆管(7)内。

3.根据权利要求2所述的一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，其特征在于，所述分布式注浆模块包括输浆管(3)，所述输浆管(3)作为泵送水泥浆液的通道与所述注浆芯管(53)连通。

4.根据权利要求2所述的一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，其特征在于，所述开式注浆模块包括膨胀胶囊(9)，所述膨胀胶囊(9)包覆设于所述外侧注浆管(7)上，所述注浆芯管(53)向所述膨胀胶囊(9)注浆使其膨胀，以限制浆液流动范围。

5.根据权利要求3所述的一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，其特征在于，所述止浆塞(52)包括高压橡胶(521)和固定套(522)，所述固定套(522)将高压橡胶(521)两端密封固定于所述注浆芯管(53)表面，三者形成密闭空间，所述水管(51)与该密闭空间连通以形成水压，通过水压使所述高压橡胶(521)膨胀紧贴所述内侧注浆管(6)和所述内侧注浆管(7)内壁，从而在所述注浆口(531)外形成密封空间，实现对固定深度的所述出浆口(8)注浆。

6.根据权利要求1所述的一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，其特征在于，所述分布式注浆模块包括压浆泵(2)和悬吊装置(4)，所述提升定位装置(1)通过钢缆与所述悬吊装置(4)连接，所述悬吊装置(4)通过所述钢缆悬吊所述分布式压浆装置(5)，所述提升定位装置(1)输出动力以此升降所述分布式压浆装置(5)或将其停留在固定标高。

7.根据权利要求6所述的一种消除桩墙接头泥皮弱化效应的系统，其特征在于，所述悬吊装置(4)包括吊轮(41)和悬吊架(42)，所述悬吊架(42)架设于所述分布式压浆装置(5)上方，所述吊轮(41)固定于所述悬吊架(42)上，与所述分布式压浆装置(5)的位置和数量对应，所述吊轮(41)为所述钢缆提供支撑。

8.一种基于上述的消除桩墙接头泥皮弱化效应系统的施工方法，其特征在于，应用如权利要求1-7中任一项所述的消除桩墙接头泥皮弱化效应系统及实现，包括以下步骤：

S100，固定注浆模块，在地连墙钢筋笼侧面布置注浆模块，沿钢筋笼伸入咬合桩端部，即内侧面固定开式注浆模块，沿钢筋笼与咬合桩外侧相接位置，即外侧面固定闭式注浆模块，所述内侧注浆管和所述外侧注浆管竖直布置，在所述外侧注浆管上固定膨胀胶囊；

S200，下放钢筋笼至槽内，密封所述内侧注浆管和所述外侧注浆管的端部，防止沉放钢筋笼时泥浆浸入管内，将钢筋笼下放至地连墙槽内；

S300，地连墙内侧注浆，地连墙混凝土浇筑完成并达到龄期后，将分布式压浆装置下放至内侧注浆管内，使得注浆口和所需注浆深度的出浆口对应后，在压浆泵设定设计注浆压力，使用开式注浆模块对地连墙内侧实施注浆，冲洗出浆口周围的泥皮、返渣和杂质，监控注浆量；

S400，地连墙外侧注浆，将分布式压浆装置下放至外侧注浆管内，在注浆口和所需注浆深度的出浆口对应后，启用外侧闭式注浆模块，向膨胀胶囊注浆，使膨胀胶囊膨胀形成胶囊扩大头，形成一个封闭区域，以限制浆液流动范围；

S500，地连墙分层压浆，水管抽出高压橡胶内的水从而泄压，然后通过提升定位装置将注浆芯管下放至下一个需要注浆的出浆口位置，通过水管恢复高压橡胶水压，使其紧贴内侧注浆管或外侧注浆管形成密封空间，再对注浆芯管进行压浆，直至达到设计注浆量，重复进行S300和S400，直至完成所有标高的注浆循环，以达到分层注浆和加固泥浆护壁残留的效果。

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