CN206015669U - 基于加筋复合注浆法的桩基加固系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于加筋复合注浆法的桩基加固系统。所述桩基加固系统包括桩身与桩底，所述桩身与所述桩底连接，所述桩身内设有加固钻孔,所述加固钻孔内设有钢筋骨架。本实用新型提供的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统不仅提高了工作效率，而且具有加固效果好、施工简便、经济可靠的优点。

Description

基于加筋复合注浆法的桩基加固系统

技术领域

本实用新型涉及建筑技术领域，具体涉及一种基于加筋复合注浆法的桩基加固系统。

背景技术

随着我国基础建设事业的不断发展，桩基在建筑工程中得到了广泛的应用，同时也出现了大量存在质量问题的缺陷桩，采用有效的方法进行加固处理，可减少大量的基建投资，节约工期，带来巨大的经济效益和社会效益。因此，研究开发具有实用价值的桩基加固施工技术有着极为深远的意义。

传统的复合注浆法加固桩基的做法是先用高压旋喷注浆成桩柱体，再用静压注浆增强旋喷效果，扩散加固浆液，防止固结收缩，消除注浆盲区，但由于伸入持力层部分的桩柱体本身抗弯强度及侧向刚度较低，当桩基受到较大水平力作用时，此部分桩柱体易产生受拉破坏，从而导致桩的承载力下降，特别是在砂性等松散性地层中进行复合注浆技术进行施工时，桩基的周边会切割出较大空洞，桩基加固工程依靠常规复合注浆方法无法有效的加固桩基。

实用新型内容

本实用新型提供的一种基于加筋复合注浆法的桩基加固系统是在传统复合注浆法为基础改进成加筋复合注浆法形成的，加筋复合注浆法加固桩基是先用地质钻机在桩基上钻孔，再采用复合注浆法对桩基进行注浆，将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合，发挥两种注浆技术的优势，通过加筋可使桩身刚度、单桩竖向抗压承载力得到较大提高。

一种基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其中，所述桩基加固系统包括桩身与桩底，所述桩身与所述桩底连接，所述桩身内设有加固钻孔，所述加固钻孔内设有钢筋骨架。

较佳地，所述加固钻孔贯穿所述桩身，所述钢筋骨架的一部分伸入所述桩底中。

较佳地，所述加固钻孔远离所述桩底一端内设有注浆封孔器，且完成注浆后由水泥覆盖。

较佳地，所述加固钻孔的数量为2个，且关于桩身的轴心线对称分布。

较佳地，所述加固钻孔的数量为3个，且投影于所述桩身顶面上时，3个加固钻孔的圆心的连线构成一等边三角形。

较佳地，所述桩身由水泥制成且呈圆柱形形状。

较佳地，所述桩基加固系统主要按照钻孔、高压旋喷清水冲洗扩孔、高压旋喷注浆、安装注浆封孔器、静压注浆以及封孔的顺序形成预定结构的加固桩基。

较佳地，所述桩基加固系统还包括在高压旋喷注浆之后，安装注浆封孔器之前的安装钢筋骨架，所述安装钢筋骨架是指将钢筋骨架安装至所述加固钻孔内，所述钢筋骨架由至少三根钢筋条组成。

较佳地，所述注浆封孔器设有安全阀，所述水泥通过所述安全阀注入所述加固钻孔。

本实用新型提供的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统由于在加固钻孔内设置钢筋，不仅提高了工作效率，而且具有加固效果好、施工简便、经济可靠的优点。

附图说明

图1为本实用新型的一个较佳实施例的基于复合注浆法的桩基加固系统的桩身的正视剖面图。

图2为本实用新型的一个较佳实施例的基于复合注浆法的桩基加固系统的桩身的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

实施例1

如图1所示，所述基于复合注浆法的桩基加固系统包括桩身和桩底。一种基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，包括桩身1与桩底10，所述桩身1与所述桩底10连接，所述桩身1内设有加固钻孔8、9，所述加固钻孔内设有钢筋骨架6、7。

本实用新型提供的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统由于在加固钻孔内设置钢筋，不仅提高了工作效率，而且具有加固效果好、施工简便、经济可靠的优点。

进一步地，所述加固钻孔贯穿所述桩身，所述钢筋骨架的一部分伸入所述桩底中。这样可以使得桩基加固系统更稳定。

进一步地，，所述加固钻孔远离所述桩底一端内设有注浆封孔器，且完成注浆后由水泥覆盖。由于采用注浆封孔器，大幅缩短了止浆封孔的时间，使得高压旋喷注浆和下放钢筋骨架后能立即开始静压注浆。

进一步地，所述加固钻孔的数量为2个，且关于桩身的轴心线对称分布。

进一步地，所述加固钻孔的数量为3个，且投影于所述桩身顶面上时，3个加固钻孔的圆心的连线构成一等边三角形。

进一步地，所述桩身由水泥制成且呈圆柱形形状。

进一步地，所述水泥中均匀分布有水玻璃。

进一步地，所述桩基加固系统经由钻孔、高压旋喷清水冲洗扩孔、高压旋喷注浆、安装注浆封孔器、静压注浆以及封孔后成型。

进一步地，所述注浆封孔器设有安全阀，所述水泥通过所述安全阀注入所述加固钻孔。

进一步地，所述钢筋骨架由至少三根钢筋条组成。

该桩基加固系统具体介绍如下：

所述桩身1与所述桩底10连接，所述桩底10为所述桩身1下端，所述桩身1为普通硅酸盐水泥；所述桩身1设有所述加固钻孔，所述加固钻孔贯穿所述桩身1，所述加固钻孔包括第一加固钻孔8和第二加固钻孔9，所述加固钻孔数量不限于2个，所述第一加固钻孔8和所述第二加固钻孔9内含所述普通硅酸盐水泥，所述硅酸盐水泥加有水玻璃，所述第一加固钻孔8设有第一注浆封孔器4，所述第一注浆封孔器4接近所述第一加固钻孔8的顶端，所述第一注浆封孔器4被所述普通硅酸盐水泥覆盖，所述第一注浆封孔器4设有第一安全阀2，所述普通硅酸盐水泥通过所述第一安全阀2注入所述第一加固钻孔8内，所述第一加固钻孔8还包括第一钢筋骨架6，所述第一钢筋骨架6一端伸入所述桩底10，所述第一钢筋骨架6另一端靠近所述第一注浆封孔器4，所述第一钢筋骨架6由三根钢筋条组成，所述第一钢筋骨架6也可由三根以上的钢筋条组成；所述第二加固钻孔9设有第二注浆封孔器5，所述第二注浆封孔器5接近所述第二加固钻孔9的顶端，所述第二注浆封孔器5被所述普通硅酸盐水泥覆盖，所述第二注浆封孔器5设有第二安全阀3，所述普通硅酸盐水泥通过所述第二安全阀3注入所述第二加固钻孔9内，所述第二加固钻孔9还包括第二钢筋骨架7，所述第二钢筋骨架7一端伸入所述桩底10，所述第二钢筋骨架7另一端靠近所述第二注浆封孔器5，所述第一钢筋骨架7由三根钢筋条组成，所述第一钢筋骨架7也可由三根以上的钢筋条组成。

本实用新型提供的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统适用于持力层较弱的工程灌注桩、有桩身质量问题的灌注桩、需要扩底的预制桩以及桩底下软弱夹层、溶洞、土洞的处理。本实用新型提供的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统不仅提高了工作效率，而且具有加固效果好、施工简便、经济可靠的优点。

图2为基于复合注浆法的桩基加固系统的桩身的俯视剖面图。结合图1，如图2所示，所述桩身1为圆柱形，所述第一加固钻孔8、所述第二加固钻孔为圆柱形，所述第一加固钻孔8、所述第二加固钻孔9分散在所述桩身1圆心线外，所述第一钢筋骨架6的三根钢筋条接触且分布在所述第一加固钻孔8的圆心线外；所述第二钢筋骨架7的三根钢筋条相接触且分布在所述第二加固钻孔9的圆心线外。

实施例1中的基于复合注浆法的桩基加固系统的原理：

加筋复合注浆法加固桩基是采用地质钻机在桩身或桩周钻孔，采用高压旋喷注浆成桩柱体，然后下置筋骨架并建立孔口注浆装置，最后采用双液静压注浆增强旋喷注浆效果。将高压旋喷注浆法和双液静压注浆法进行时序结合，在发挥两种注浆技术优势的同时，置入钢筋骨架可大幅增强桩身及桩端伸入持力层中桩柱体的侧向刚度和桩基承载力，克服了传统复合注浆法加固桩基的不足。

实施例1中的基于复合注浆法的桩基加固系统具体可由以下步骤成型：

1.钻孔

对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时，先采用地质钻机在桩中钻孔抽芯或在桩侧钻孔；对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1m左右；对桩底持力层缺陷加固时，需根据设计桩底持力层要求从桩中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下不小于3倍挖孔桩直径深度范围。钻孔孔径一般开孔为110mm或101mm，终孔为101mm或91mm，钻孔垂直度偏差小于1％。

2.高压旋喷清水冲洗扩孔

25MPa左右的高压旋喷清水冲洗桩端持力层及桩身缺陷位置须按设计所需的参数要求(包括喷射压力、提升速度、旋转速度等)进行喷射。将地质钻机上的岩芯管拔出再换旋喷管，旋喷管分段下入孔底，每段旋喷管应连接紧密并用麻丝密封。自下而上喷射清水，一般采用单管旋喷注浆方式，至少喷射2遍。经喷射清水后，可扩大喷射直径和增加固结体的强度。

3.高压旋喷注浆

按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后，再用高压旋喷注浆，分段下入孔底由下而上单管旋喷注浆。

4.安装钢筋骨架

将预先选择好的钢筋骨架放入加固钻孔中，钢筋间用点焊焊接在一起，且钢筋骨架要插入到桩底内。

5.安装注浆封孔器

在钢筋骨架埋设完成后，将注浆封孔器完全插入钻孔内，与压力源连通，启动压力，升至0.4MPa时，胶管完全膨胀实现封孔。封孔前应确保孔内浆液溢满至孔口，以排放孔内多余空气。

6.静压注浆

开启封孔器的安全阀向孔内注浆。先用较稀的浆液和较低的注浆压力，逐渐加大至设计注浆量和注浆压力为止。在浆液终凝前进行2～3次静压注浆。采用双液注浆，双液浆由水泥砂浆等搅拌成的A液与由水玻璃等组成的B液混合而成。

7.封孔

注浆完毕后，只需将与封孔器连接的连接管反时针旋出，封孔器仍在钻孔内保持膨胀状态实现长时间封堵，可有效保证钻孔内水分或浆分不发生倒流。

实施例1中的基于复合注浆法的桩基加固系统所使用的材料有：

1.主剂

使用水泥浆为主剂，一般采用32.5普通硅酸盐水泥。若欲获得较高的固结体强度，也可采用42.5普通硅酸盐水泥。

2.外加剂

(1)常用的有速凝剂、早强剂等。速凝剂常用水玻璃，模数2.4～3.2，浓度不应小于400Bé，加量一般为水泥用量的2％～4％。采用双液注浆进行静压注浆时，水玻璃用量为水泥用量的10％～100％。应符合JGJ/T 211-2010《建筑工程水泥-水玻璃双液注浆技术规程》的相关规定。

(2)早强剂常用氯化钙和三乙醇胺，掺用数量一般为水泥用量的2％～4％，应符合JGJ/T 211-2010《建筑工程水泥-水玻璃双液注浆技术规程》的相关规定。

(3)钢筋采用HRB400钢筋，应符合GB 1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》的规定。

其中注浆工艺参数：

表1注浆工艺参数

实施例1中的基于复合注浆法的桩基加固系统成型所采用的机械设备：

表2主要机械设备

实施例1中的基于复合注浆法的桩基加固系统成型中所涉及的质量管理措施：

(1)严格按有关技术规范、规程、标准控制。

(2)根据施工程序，严把钻孔深度、配料、注浆压力、注浆量相关。每道工序均安排专人负责并记录原始数据。

(3)注浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备条件可同时进行注浆，否则应堵塞注浆孔，待注浆结束后再对串浆孔进行扫孔、冲洗，然后继续注浆。

(4)若发生冒浆、漏浆，应根据具体情况采用低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆等方法进行处理。

(5)若注浆工作因故中断应尽早恢复注浆，否则应立即进行冲洗钻孔，然后恢复注浆。若无法冲洗或冲洗注入率与中断前相比减少很多，且较短时间停止吸浆，则应采取补救措施。对吸浆量大、注浆难以结束的基桩底部，采取低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆或掺加速凝剂等方式处理。

实施例1中的基于复合注浆法的桩基加固系统的工程应用：

1.工程概况

某高层住宅楼，建筑面积15 000m2，剪力墙结构；采用人工挖孔灌注桩，桩端持力层为中风化砾岩层，总桩数58根，桩身混凝土强度等级为C40。

2.存在问题

根据基桩低应变检测结果，采用钻芯法检测桩身完整性较差的桩基，检查项目包括桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度、桩身完整性和判定或鉴别桩端持力层岩土性状等。检测结果表明，部分桩桩身混凝土有浮浆、蜂窝等离析现象，部分混凝土芯样不连续且不完整，骨料分布不均匀，存在严重离析现象，桩底持力层为中风化砾岩，部分桩端有卵石层、淤质泥层而未进入持力层等质量缺陷。综合钻进情况、芯样编录及试验结果，按JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》钻芯法检测的分类评定标准，认定所检测的58根桩中有8根为IV类桩。

3.加固处理方案

(1)根据钻芯法钻取的芯样进行分析，确定桩基混凝土离析的具体位置和厚度.

(2)结合勘察报告算出每根桩基所能提供的抗压承载力，设计抗压承载力与算出的实际抗压承载力差值即为每根桩基承载力的缺陷值。

(3)根据缺陷值计算钢筋用量，采用加筋复合注浆法进行补强加固处理。单桩抗压极限承载力标准值按JGJ 94-2008《建筑桩基技术规范》公式(5.3.6)进行计算。对离析混凝土为极限端阻力标准值，取4 000kPa(按碎石土的桩端阻力取值)。

(4)根据以上思路对所有桩基的承载力进行设计复核，结合桩基承载力缺陷值和现场施工情况，选用两种加固方案。对桩径为0.8m的桩基钻取1孔，加筋注浆完成后再钻1孔，以检测前1孔注浆加固的效果，最后进行第2孔的注浆；对直径为1m的桩基，先钻取2孔，加筋注浆完成后再钻1孔，以检测前2孔注浆加固的效果，最后进行第3孔的注浆。每孔分别放入3根直径32mm的HRB400钢筋，孔径约为110mm。

4.加固效果

采用加筋复合注浆方法加固1孔或2孔7d后对桩基进行钻芯取样，芯样连续性及完整性较加固前有较大改善，抗压强度可达到40MPa以上。加固后28d进行桩基低应变检测和桩基静载试验，结果表明加筋复合注浆法加固桩基质量可靠，效果良好，桩基承载力能满足工程设计及规范要求。

通过实施例1中的基于复合注浆法的桩基加固系统的工程应用可知：低应变及钻芯检测结果证明了采用加筋复合注浆加固桩基的安全性和可行性，在充分发挥复合注浆法的基础上，还能大幅增强桩身及桩端伸入持力层中桩柱体的侧向刚度和桩基承载力，对灌浆孔连通部位的蜂窝及沟槽、桩底沉渣、桩底持力层存在相对软弱的夹层、桩底溶洞等质量问题加固作用较好，效果显著，适合大面积推广。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述桩基加固系统包括桩身与桩底，所述桩身与所述桩底连接，所述桩身内设有加固钻孔，所述加固钻孔内设有钢筋骨架。

2.如权利要求1所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述加固钻孔贯穿所述桩身，所述钢筋骨架的一部分伸入所述桩底中。

3.如权利要求2所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述加固钻孔远离所述桩底一端内设有注浆封孔器，且完成注浆后由水泥覆盖。

4.如权利要求2所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述加固钻孔的数量为2个，且关于桩身的轴心线对称分布。

5.如权利要求2所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述加固钻孔的数量为3个，且投影于所述桩身顶面上时，3个加固钻孔的圆心的连线构成一等边三角形。

6.如权利要求1所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述桩身由水泥制成且呈圆柱形形状。

7.如权利要求1所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述桩基加固系统主要按照钻孔、高压旋喷清水冲洗扩孔、高压旋喷注浆、安装注浆封孔器、静压注浆以及封孔的顺序形成预定结构的加固桩基。

8.如权利要求7所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述桩基加固系统还包括在高压旋喷注浆之后，安装注浆封孔器之前的安装钢筋骨架，所述安装钢筋骨架是指将钢筋骨架安装至所述加固钻孔内，所述钢筋骨架由至少三根钢筋条组成。

9.如权利要求3所述的基于加筋复合注浆法的桩基加固系统，其特征在于，所述注浆封孔器设有安全阀，所述水泥通过所述安全阀注入所述加固钻孔。