CN116516970A - 一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置 - Google Patents

Abstract

本发明土建施工设备领域，尤其是一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，包括桩身和桩尖，所述桩尖设有注浆腔，所述桩尖的侧壁设有连通至所述注浆腔的注浆孔，所述桩尖在所述注浆孔的上侧设有环囊，所述环囊连通有注浆管道；其中，所述环囊能够伸缩于所述桩尖的表侧，在所述环囊在注浆后能够膨胀出所述桩尖表侧，本发明通过设置了环囊，可以在一次注浆前通过环囊形成止浆结构，减少对注浆孔处的封闭，有效的解决了现有技术中存在的问题。

Description

一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置

技术领域：

本发明土建施工设备领域，尤其是一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置。

背景技术：

振动或振动冲击沉管法是利用振动桩锤或振动冲击桩锤将桩管沉入土中，然后在管中灌注混凝土，拔管成桩，适合于稍密及中密的碎石土地基上施工。

在针对地下水位高、地质松散、软弱饱和质土的工况中，对地基有挤密要求、最终对地基承载力有较大补偿的情况。为满足设计要求，目前常采用在成桩后在桩两侧钻孔敷管注浆加固地基。

在成桩后在桩两侧钻孔敷管注浆加固地基，该注浆不能实现定点区域强化注浆，且注浆钻孔用时长，操作过程繁琐，浆液无法实现对桩端地层的均匀加固，造成注浆浪费且注浆效果较差。

申请人尝试通过在桩尖预留注浆孔的方式进行二次注浆，在二次注浆时发现，一次注浆时浆液扩散至预留注浆孔处，在桩身注浆压力较大时在桩尖处形成浆液想土层扩散形成厚实的凝固层，容易把桩尖注浆孔处封闭。

发明内容：

本发明提供了一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，通过设置了环囊，可以在一次注浆前通过环囊形成止浆结构，减少对注浆孔处的封闭，有效的解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，包括桩身和桩尖，所述桩尖设有注浆腔，所述桩尖的侧壁设有连通至所述注浆腔的注浆孔，所述桩尖在所述注浆孔的上侧设有环囊，所述环囊连通有注浆管道；其中，所述环囊能够伸缩于所述桩尖的表侧，在所述环囊在注浆后能够膨胀出所述桩尖表侧。

进一步的，桩尖设有安装所述环囊的环槽，所述注浆装置还包括覆盖所述环槽的护板，所述护板包括沿所述桩尖周向间隔设置的多个护板部，所述护板部设置成能与所述环槽分离。

进一步的，所述护板部卡接在所述环槽。

进一步的，所述护板部包括：弧形罩，与所述环囊贴合，且所述弧形罩的两端与桩尖沿所述桩尖的径向抵接，以止动所述弧形罩向内移动；两个外板体，沿所述桩身的长度方向间隔设置，所述外板体的外端卡接在所述环槽边缘，内端与所述弧形罩相连；其中，所述外板体与所述弧形罩的连接如此设置，以使得所述弧形罩被环囊向外按照设定力顶起时，所述外板体与所述弧形罩分离。

进一步的，所述外板体与所述弧形罩焊接。

进一步的，所述桩尖包括尖锥部、设置在所述尖锥部上侧的圆柱部，所述环囊安装在所述圆柱部。

进一步的，所述后注浆装置还包括可滑动设置在所述注浆孔的导浆杆，所述导浆杆的一端设有覆盖所述注浆孔的外盖、另一端设有限位块，所述限位块与所述注浆孔滑动配合，以使得所述限位块背离所述导浆杆一侧压力大于设定值时，所述限位块推动所述导浆杆向所述桩尖外侧移动。

进一步的，所述导浆杆设置为中空，且所述导浆杆设置有出浆孔，且所述导浆杆朝向所述限位块的一侧开放，且所述导浆杆向所述桩尖外侧移动时，至少有部分所述出浆孔位于所述桩尖外侧；所述限位块能够在封闭所述导浆杆的第一状态和打开所述导浆杆的第二状态之间切换。

进一步的，所述限位块包括：外块体，安装在所述导浆杆，具有与所述导浆杆连通的通孔，所述外块体能够与所述注浆孔滑动配合；阀板，安装在所述外块体，且覆盖所述通孔；牵引绳，与所述阀板相连，且沿伸至所述桩尖上侧。

进一步的，所述阀板与所述外块体磁吸连接。

本发明的有益效果在于，通过设置了环囊，可以在一次注浆前通过环囊形成止浆结构，减少对注浆孔处的封闭，有效的解决了现有技术中存在的问题。

附图说明：

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部结构放大示意图；

图3为图1中B处的局部结构放大示意图；

图4为图1中C处的局部结构放大示意图；

图5为图1所示实施例中导浆杆被顶出后的结构示意图。

图中，1、桩身；2、桩尖；3、注浆腔；4、注浆孔；5、导浆杆；6、外盖；7、限位块；701、外块体；702、阀板；8、出浆孔；9、牵引绳；10、通孔；11、承托台阶；12、连接绳；13、土层；14、环囊；1501、护板部；15011、弧形罩；15012、外板体；16、尖锥部；17、圆柱部。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

本发明的实施方式如图1-5所示，一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，包括桩身1和桩尖2，所述桩尖2设有注浆腔3，所述桩尖2的侧壁设有连通至所述注浆腔3的注浆孔4，所述桩尖2在所述注浆孔4的上侧设有环囊14，所述环囊14连通有注浆管道；其中，所述环囊14能够伸缩于所述桩尖2的表侧，在所述环囊14在注浆后能够膨胀出所述桩尖2表侧。

本发明的后注浆装置在使用时，将桩身1和桩尖2沉入土层13中，并通过向环囊14内注浆，使得环囊14向外膨胀隆起，并使得环囊14挤入土层13内，使得桩尖2在环囊14位置形成环状的止浆结构。待换囊内注浆成型后，向桩身1内置入钢筋，并进行浇筑成桩，在浇筑过程并上移桩身1，直至桩身1浇筑完成，在此过程中，由于止浆结构的限制，可以减少注浆压力传导至桩尖2处，进而减少桩尖2处被浆液扩散后注浆成型的厚度，在部分工况中，甚至可以使得桩尖2在注浆孔4处没有被注浆封闭。在桩身1注浆成型后，需要二次注浆时，通过向注浆腔3内注入浆液，使得浆液在桩尖2处扩散，以加固桩基，在此过程中，由于桩身1被一次注浆成型的限制，使得桩尖2处的注浆压力可以适当加大，以增加浆液扩散的范围，进一步的稳固桩基。

对于桩尖2处环囊14的安装设置，在图示的实施例中，进一步的具体的说，桩尖2设有安装所述环囊14的环槽，所述注浆装置还包括覆盖所述环槽的护板，所述护板包括沿所述桩尖2周向间隔设置的多个护板部1501，所述护板部1501设置成能与所述环槽分离。

在图示的实施例中，对于向环囊注浆的方式，作为优选的，如图所示，通过桩尖内预设有与环槽位置连通的注浆通道，在安装环囊时，在环囊预设注浆管路，注浆管路由注浆通道引出至桩尖的上侧，并通过外接管道延伸至桩身顶部，以进行注浆。或者，在可替换的实施例中，还可在环槽顶壁开设竖向贯穿至桩尖顶部的通槽，环囊相连的注浆管路直接向延伸。

如图所示，通过设置环槽，可以使得环囊14收缩于桩尖2内侧，以在下沉桩尖2时防止环囊14破坏，通过设置了护板，可以在下沉桩尖2时进一步的对环囊14进行防护。在进行二次注浆时，注浆压力降环囊14向外顶起，并使得护板与环槽分离，释放环囊14。

对于护板与桩尖2的连接方式，在图示的实施例中，进一步的具体的说，所述护板部1501卡接在所述环槽。如图所示，护板部1501卡接在环槽内，在桩尖2下放过程中，护板部1501受到向桩尖2内侧的冲击力时能够防护环囊14，且桩尖2与护板部1501之间的卡接结构能够支撑护板部1501，防止护板部1501塌陷。

对于护板部1501的机构，在图示的实施例中，进一步的具体的说，所述护板部1501包括：弧形罩15011，与所述环囊14贴合，且所述弧形罩15011的两端与桩尖2沿所述桩尖2的径向抵接，以止动所述弧形罩15011向内移动；两个外板体15012，沿所述桩身1的长度方向间隔设置，所述外板体15012的外端卡接在所述环槽边缘，内端与所述弧形罩15011相连；其中，所述外板体15012与所述弧形罩15011的连接如此设置，以使得所述弧形罩15011被环囊14向外按照设定力顶起时，所述外板体15012与所述弧形罩15011分离。

如图所示，在组装时，将环形囊安装在环槽内，再将弧形罩15011扣在环囊14外侧，再将外板体15012的外端卡接在环槽边缘后，将外板体15012的内缘连接在弧形罩15011上，完成组装，在桩尖2沉入土层13时，外板体15012受到冲击后，环槽与外板体15012卡接位置受到支撑限位，同时弧形罩15011的能够形成类似拱形支撑，以提高护板部1501的抗变形能力。

此外，采用外板体15012和弧形罩15011组合的方式，可以在组装时，外板体15012采用后连接的方式，便于将外板体15012组装在锥形状。

在使用时，环囊14向外膨胀过程向外顶起弧形罩15011，并破坏弧形罩15011和外板体15012的连接结构，两个外板体15012分别向上、向下张开，环囊14向外顶起弧形罩15011，弧形罩15011与土层13之间接触后，弧形罩15011还可一定程度形成环囊14与土层13之间的传递力的介质，使得环囊14能够在弧形罩15011位置相对均匀的向外挤压土层13，以减少部分工况中，桩尖2周围土层13完整度不一、强度不一导致的环囊14膨胀隆起不均衡的问题，进一步的提高环囊14对桩尖2的固定、止浆效果。

对于外板体15012和弧形罩15011的连接，作为优选的，所述外板体15012与所述弧形罩15011焊接。通过将外板体15012与弧形罩15011采用后焊接固定的方式连接，可以便于实现外板体15012与弧形罩15011的连接。其中，外板体15012与弧形罩15011之间的连接强度，可以通过控制焊接长度和焊接点数控制，以易于实现外板体15012与弧形罩15011之间的连接分离。

对于图示的实施例中，进一步的具体的说，所述桩尖2包括尖锥部16、设置在所述尖锥部16上侧的圆柱部17，所述环囊14安装在所述圆柱部17。如图所示，通过将环囊14安装在圆柱部17，可以在桩尖2沉入土层13时，减少环囊14位置在土层13中的受力，使得环囊14不易被沉入过程损坏。

作为优选的，所述后注浆装置还包括可滑动设置在所述注浆孔4的导浆杆5，所述导浆杆5的一端设有覆盖所述注浆孔4的外盖6、另一端设有限位块7，所述限位块7与所述注浆孔4滑动配合，以使得所述限位块7背离所述导浆杆5一侧压力大于设定值时，所述限位块7推动所述导浆杆5向所述桩尖2外侧移动。

在桩身1注浆尚未完全凝固时，通过向注浆腔3和注浆孔4内通入压力介质，使得导浆杆5由注浆孔4伸出，并穿过桩尖2与土层13之间浇筑区域伸入周围土层13内，在浇筑成桩定型后，再通过向注浆腔3注浆，使得浆液由导浆管引导向周围土层13扩散，以增加桩尖2位置与土层13结合的稳定性。通过设置了导浆杆5，可以在桩身1浇筑尚未成型时，将导浆杆5伸出桩尖2侧方位置，以使得导浆杆5出浆位置能够远离桩尖2位置，以防止一次注浆成型后封闭凝固注浆孔4位置。

需要说明的是，本申请的改进之处在于桩尖2处二次注浆结构的设置，对于桩身1和桩尖2之间的连接配合并不做限制，本领域技术人员在实施时可以灵活选用公知的连接配合方式。

作为优选的实施例中，进一步的具体的说，所述导浆杆5设置为中空，且所述导浆杆5设置有出浆孔8，且所述导浆杆5朝向所述限位块7的一侧开放，且所述导浆杆5向所述桩尖2外侧移动时，至少有部分所述出浆孔8位于所述桩尖2外侧；所述限位块7能够在封闭所述导浆杆5的第一状态和打开所述导浆杆5的第二状态之间切换。如图所示，以此可以在二次注浆时，通过导浆杆5内部向土层13注浆，利于浆液扩散。并且，通过限位块7设置两种状态，可以使得推动导浆杆5和二次注浆时，切换限位块7的状态，一方面可以实现导浆杆5的伸出移动，另一方面可以减少限位块7对二次注浆时浆液流动性的影响。

对于限位块7的设置，在图示的实施例中，进一步的具体的说，所述限位块7包括：外块体701701，安装在所述导浆杆5，具有与所述导浆杆5连通的通孔10，所述外块体701701能够与所述注浆孔4滑动配合；阀板702，安装在所述外块体701701，且覆盖所述通孔10；牵引绳9，与所述阀板702相连，且沿伸至所述桩尖2上侧。

如图所示，桩神内设有二次注浆管，牵引绳9由二次注浆管引出延伸至上侧，在使用时，可以通过注入压力水推动辖内块，使得导浆杆5伸出，在导浆杆5伸出后可以将水抽出。在需要二次注浆时，可以通过牵引绳9向上拉动阀板702，形成如图3所示状态，此时可以打开导浆杆5，使得导浆杆5与注浆孔4和注浆腔3连通，此时可以通过二次注浆管向注浆腔3内供浆。

对于图示的实施例中，进一步的优化之处在于，如图所示，所述阀板702与所述外块体701磁吸连接。通过将阀板702与外块体701701磁吸连接，可以使得防止阀板702脱落导致的注入压力介质时，阀板702不能封闭通孔10的工况出现。对于阀板702与外块体701之间磁吸连接的方式，具体的，可以在外块体701设置磁铁，在阀板702设置铁质部件。

对于图示的实施例中，进一步的具体的说，如图所示，所述导浆杆5与所述外盖6为分体结构，且所述导浆杆5的外端设有所述出浆孔8。如图所示，通过将外盖6与导浆杆5设置为分体结构，可以在导浆杆5伸出后，在移动过程使得外盖6与导浆杆5分离，以防止外盖6对二次注浆造成影响。

对于外盖6的固定，在图示的实施例中，进一步的具体的说，如图所示，所述外盖6卡接在所述注浆孔4的边缘，所述注浆孔4内设有承托所述外盖6的承托台阶11。如图所示，以此使得桩尖2在进入土层13时，承托台阶11承托外盖6，防止外盖6向内移动，在导浆杆5向外伸出时，导浆杆5破坏外盖6与注浆孔4的卡接结构，将外盖6分离。并且，使得外盖6易于与导浆杆5分离。

对于外盖6与注浆孔4的卡接，如图所示，注浆孔4内安装有卡环，卡环设有承托台阶11和卡槽，外盖6的边缘设有卡入卡槽的卡边。

对于图示的实施例中，进一步的优化之处在于，所述桩尖2设有与所述外盖6相连的连接绳12。

如图所示，通过设置了连接绳12，可以在导浆杆5向外伸出过程中，将外盖6约束在桩尖2位置，进一步的确保导浆杆5与外盖6分离。

对于注浆孔4的设置，在图示的实施例中，进一步的具体的说，如图所示，所述注浆孔4设置成斜向下倾斜。

如图所示，以此使得导浆杆5在伸出时呈斜向下深处的状态，可以增加导浆杆5的长度。

对于图示的实施例中，进一步的优化之处在于，桩尖2沿其周向等距离间隔设置至少四个所述注浆孔4，各所述注浆孔4分别设有所述导浆杆5和所述限位块7。如图所示，通过控制注浆空的数量，可以进一步的使得二次注浆加固更加均衡稳定，更容易使得二次注浆能够在桩尖2周围土层13扩散形成整体。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于，包括桩身和桩尖，所述桩尖设有注浆腔，所述桩尖的侧壁设有连通至所述注浆腔的注浆孔，所述桩尖在所述注浆孔的上侧设有环囊，所述环囊连通有注浆管道；其中，所述环囊能够伸缩于所述桩尖的表侧，在所述环囊在注浆后能够膨胀出所述桩尖表侧。

2.根据权利要求1所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：桩尖设有安装所述环囊的环槽，所述注浆装置还包括覆盖所述环槽的护板，所述护板包括沿所述桩尖周向间隔设置的多个护板部，所述护板部设置成能与所述环槽分离。

3.根据权利要求2所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：所述护板部卡接在所述环槽。

4.根据权利要求3所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：所述护板部包括：

弧形罩，与所述环囊贴合，且所述弧形罩的两端与桩尖沿所述桩尖的径向抵接，以止动所述弧形罩向内移动；

两个外板体，沿所述桩身的长度方向间隔设置，所述外板体的外端卡接在所述环槽边缘，内端与所述弧形罩相连；

其中，所述外板体与所述弧形罩的连接如此设置，以使得所述弧形罩被环囊向外按照设定力顶起时，所述外板体与所述弧形罩分离。

5.根据权利要求4所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：

所述外板体与所述弧形罩焊接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：所述桩尖包括尖锥部、设置在所述尖锥部上侧的圆柱部，所述环囊安装在所述圆柱部。

7.根据权利要求1所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：所述后注浆装置还包括可滑动设置在所述注浆孔的导浆杆，所述导浆杆的一端设有覆盖所述注浆孔的外盖、另一端设有限位块，所述限位块与所述注浆孔滑动配合，以使得所述限位块背离所述导浆杆一侧压力大于设定值时，所述限位块推动所述导浆杆向所述桩尖外侧移动。

8.根据权利要求7所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：所述导浆杆设置为中空，且所述导浆杆设置有出浆孔，且所述导浆杆朝向所述限位块的一侧开放，且所述导浆杆向所述桩尖外侧移动时，至少有部分所述出浆孔位于所述桩尖外侧；

所述限位块能够在封闭所述导浆杆的第一状态和打开所述导浆杆的第二状态之间切换。

9.根据权利要求8所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：所述限位块包括：

外块体，安装在所述导浆杆，具有与所述导浆杆连通的通孔，所述外块体能够与所述注浆孔滑动配合；

阀板，安装在所述外块体，且覆盖所述通孔；

牵引绳，与所述阀板相连，且沿伸至所述桩尖上侧。

10.根据权利要求9所述的一种适用于振动沉管灌注桩的稳定后注浆装置，其特征在于：所述阀板与所述外块体磁吸连接。