CN212612486U - 一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桩孔施工设备技术领域，具体涉及一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，包括内圆筒，沿内圆筒的外壁从上至下依次设置有上密封气囊、注浆气囊和下密封气囊，内圆筒内竖向设有注浆管、第一充放气管、第二充放气管和第三充放气管，注浆管依次贯穿内圆筒和注浆气囊，并在注浆气囊的外壁形成出浆液孔，第一充放气管、第二充放气管和第三充放气管分别与密封气囊、注浆气囊和下密封气囊相连通。解决传统的方法对孔壁坍塌的预防存在投资较大、成本较高的问题。

Description

一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置

技术领域

本实用新型涉及桩孔施工设备技术领域，具体涉及一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置。

背景技术

桩基础是房屋及桥梁结构最常见的基础形式，其成孔方式主要有冲击钻成孔以及旋挖钻成孔，并采用泥浆护壁，桩基穿过的地层复杂多样，当穿过如粉细砂地层、砂卵石地层等特殊地层时，由于地层的强透水性和低粘聚性，传统的泥浆护壁容易失效，从而引起孔壁坍塌，进而对桩基施工的质量、安全、进度产生较严重影响。

传统的改进方法有跟管钻进，地面预注浆处理等方法，其中地面预注浆处理方法需要设计单位超前设计，投资加大；而跟管钻进需投入较多的钢护筒，钢材投入较大，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，解决传统的方法对孔壁坍塌的预防存在投资较大、成本较高的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用的以下技术方案：

一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，包括内圆筒，沿所述内圆筒的外壁从上至下依次设置有上密封气囊、注浆气囊和下密封气囊，所述内圆筒内竖向设有注浆管、第一充放气管、第二充放气管和第三充放气管，所述注浆管依次贯穿内圆筒和注浆气囊，并在注浆气囊的外壁形成出浆液孔，所述第一充放气管、第二充放气管和第三充放气管分别与上密封气囊、注浆气囊和下密封气囊相连通。

进一步的技术方案是，所述内圆筒内竖向设有中央杆，所述中央杆的上端穿出内圆筒并置于内圆筒的上方，所述中央杆的外壁通过连接板与内圆筒的内壁相连。

更进一步的技术方案是，所述连接板设置为两个以上，两个以上的连接板沿内圆筒的径向均匀设置形成连接架，所述连接架设置为两个以上并且沿内圆筒的轴向均匀设置。

更进一步的技术方案是，所述连接架使中央杆与内圆筒之间留设有多个连接间隙，所述第一充放气管、第二充放气管和第三充放气管分别通过各个连接间隙延伸至内圆筒的上方。

更进一步的技术方案是，所述内圆筒的外壁从上至下依次设有均呈圆环形的上盖板、上隔板、下隔板和下盖板；

所述上盖板和上隔板之间形成上密封仓，所述上密封气囊设置于上密封仓内，且上密封气囊的上下两侧分别与上盖板和上隔板相贴，上密封气囊的内侧与内圆筒的外壁相贴；

所述上隔板和下隔板之间形成中注浆仓，所述注浆气囊设置于中注浆仓内，且注浆气囊的上下两侧分别与上隔板和下隔板相贴，注浆气囊的内侧与内圆筒的外壁相贴；

所述下隔板和下盖板之间形成下密封仓，所述下密封气囊设置于下密封仓内，且下密封气囊的上下两侧分别与下隔板和下盖板相贴，下密封气囊内侧与内圆筒的外壁相贴。

更进一步的技术方案是，所述中注浆仓内设有两个以上的竖隔板，所述竖隔板的上下两端分别与上隔板和下隔板相连，所述竖隔板的内侧与内圆筒相连，所述竖隔板将中注浆仓分隔为两个以上的放置仓，所述注浆气囊设置为两个以上并且分别位于各个放置仓内；

所述竖隔板内横向设有注浆液通道，所述注浆液通道的一端在竖隔板的外侧形成所述出浆液孔，另一端在内圆筒的内壁形成连接孔，并与所述注浆管相连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在钻孔完成后将注浆装置放置于桩孔内，利用第一充放气管和第三充放气管对上密封气囊和下密封气囊进行充气，使上密封气囊和下密封气囊与桩孔的内壁紧贴，形成密封，以对注浆装置的位置进行固定，然后打开注浆管，将浆液沿注浆管和出浆液孔注入到注浆气囊与桩孔内壁的空隙中，然后关闭注浆管，利用第二充放气管对注浆气囊进行充气，使注浆气囊与桩孔的内壁紧贴，以使浆液在压力作用下渗入桩孔周边地层，利用易坍塌地层的透水性，将注浆浆液从侧壁向周边注入，扩散到井壁周边一定范围内并固化，形成护壁结构，本注浆装置具有操作简单，材料投入少等优点，利用本注浆装置的施工工法形成施工护壁，具有施工速度快的优势。

附图说明

图1为本实用新型中用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置在易坍塌地层内使用时的竖向剖视图。

图2为本实用新型中用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置的竖向剖视图。

图3为本实用新型中用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置的横向剖视图。

图标：1-内圆筒，2-上密封气囊，3-注浆气囊，4-下密封气囊，5-注浆管，6-第一充放气管，7-第二充放气管，8-第三充放气管，9-出浆液孔，10-中央杆，11-连接板，12-连接间隙，13-上盖板，14-上隔板，15-下隔板，16-下盖板，17-上密封仓，18-中注浆仓，19-下密封仓，20-竖隔板，21-桩孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1-3示出了本实用新型用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置的较佳实施方式。

实施例1：

本实施例中提供一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，该注浆装置具体包括内圆筒，沿内圆筒1的外壁从上至下依次设置有上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4，内圆筒1内竖向设有注浆管5、第一充放气管6、第二充放气管7和第三充放气管8，注浆管5依次贯穿内圆筒1和注浆气囊3，并在注浆气囊3的外壁形成出浆液孔9，第一充放气管6、第二充放气管7和第三充放气管8分别与密封气囊、注浆气囊3和下密封气囊4相连通。

在钻孔完成后将注浆装置放置于桩孔21内，利用第一充放气管6和第三充放气管8对上密封气囊2和下密封气囊4进行充气，使上密封气囊2和下密封气囊4与桩孔21的内壁紧贴，形成密封，以对注浆装置的位置进行固定，然后打开注浆管5，将浆液沿注浆管5和出浆液孔9注入到注浆气囊3与桩孔21内壁的空隙中，然后关闭注浆管5，利用第二充放气管7对注浆气囊3进行充气，使注浆气囊3与桩孔21的内壁紧贴，以使浆液在压力作用下渗入桩孔21周边地层，利用易坍塌地层的透水性，将注浆浆液从侧壁向周边注入，扩散到井壁周边一定范围内并固化，形成护壁结构，本注浆装置具有操作简单，材料投入少等优点，利用本注浆装置的施工工法形成施工护壁，具有施工速度快的优势。

上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4的外壁比桩孔21小4~8cm，通过起吊装置将本注浆装置吊放入桩孔21内，实现在进行前述操作形成桩孔21护壁结构。

在需要进行多次钻进时，可在前述操作后先对上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4进行放气，然后取出本注浆装置，再进一步对桩孔21进行钻进，钻进后的下部桩孔21也可通过本注浆装置进行来形状桩孔21护壁结构。

由于易坍塌地层具有透水性，本实用新型的基本原理是对钻孔穿过的易坍塌地层，利用易坍塌地层的透水性，将注浆浆液从侧壁向周边注入，扩散到井壁周边一定范围内并固化，形成护壁结构。

内圆筒1的设置用于给上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4的充气提供后壁支撑，以使上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4的外侧能与桩孔21的内壁相贴。

内圆筒1内竖向设有中央杆10，中央杆10的上端穿出内圆筒1并置于内圆筒1的上方，中央杆10的外壁通过连接板11与内圆筒1的内壁相连，连接板11为两个以上，两个以上的连接板11沿内圆筒1的径向均匀设置形成连接架，连接架设置为两个以上并且沿内圆筒1的轴向均匀设置，如图3所示，连接板11可以设置为8个并且在中央杆10的外壁呈“米”字形设置，进而形成呈“米”字形的连接架。

中央杆10的设置用于提升或下压本注浆装置，连接板11用于连接中央杆10和内圆筒1，并平衡内圆筒1的侧壁压力，多层设置的连接板11不仅能使中央杆10和内圆筒1的连接更加稳定，还可以使对内圆筒1侧壁压力的平衡更加均匀。

连接架使中央杆10与内圆筒1之间留设有多个连接间隙12，第一充放气管6、第二充放气管7和第三充放气管8分别通过各个连接间隙12延伸至内圆筒1的上方，以利用连接间隙12对第一充放气管6、第二充放气管7和第三充放气管8进行固定，并使第一充放气管6、第二充放气管7和第三充放气管8的上端能引至地面，并与地面的压缩泵站相连，从而实现充气加压和释放气压，其中第一充放气管6、第二充放气管7和第三充放气管8均需穿过内圆筒1，并分别与上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4相连通。

内圆筒1的外壁从上至下依次设有均呈圆环形的上盖板13、上隔板14、下隔板15和下盖板16；上盖板13和上隔板14之间形成上密封仓17，上密封气囊2设置于上密封仓17内，且上密封气囊2的上下两侧分别与上盖板13和上隔板14相贴，上密封气囊2的内侧与内圆筒1的外壁相贴；上隔板14和下隔板15之间形成中注浆仓18，注浆气囊3设置于中注浆仓18内，且注浆气囊3的上下两侧分别与上隔板14和下隔板15相贴，注浆气囊3的内侧与内圆筒1的外壁相贴；下隔板15和下盖板16之间形成下密封仓19，下密封气囊4设置于下密封仓19内，且下密封气囊4的上下两侧分别与下隔板15和下盖板16相贴，下密封气囊4内侧与内圆筒1的外壁相贴。

上盖板13上内圆筒1的上端相连，下盖板16与内圆筒1的下端相连，进而利用上盖板13、上隔板14、下隔板15和下盖板16在内圆筒1的外壁之间形成3个自上而下相互独立的半封闭的腔体，即是上密封仓17、中注浆仓18和下密封仓19，分别用于放置上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4，便可保证上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4的膨胀和收缩互不干扰，其中上密封气囊2、注浆气囊3和下密封气囊4分别以内嵌入式得到方式整体嵌入进各个半封闭的腔体中。

上盖板13、上隔板14、下隔板15和下盖板16均可采用钢制材料制成。

中注浆仓18内设有两个以上的竖隔板20，竖隔板20的上下两端分别与上隔板14和下隔板15相连，竖隔板20的内侧与内圆筒1相连，竖隔板20将中注浆仓18分隔为两个以上的放置仓，注浆气囊3设置为两个以上并且分别位于各个放置仓内；竖隔板20内横向设有注浆液通道，注浆液通道的一端在竖隔板20的外侧形成出浆液孔9，另一端在内圆筒1的内壁形成连接孔，并与注浆管5相连通。

具体的，竖隔板20可以对称地设置为2个或4个，以形成2个或4个放置仓，竖隔板20上的注浆液通道的内径为10mm，且每一个竖隔板20上均可设置有多个注浆液通道，多个注浆液通道内侧的连接孔均与注浆管5连通，在注浆管5注浆时便可在多个方位和多个高度进行出浆。

实施例2：

本实施例中提供一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置的注浆工法，包括如下步骤：

S1、利用钻孔装置在地层钻出桩孔21，将注浆装置放置于桩孔21中；

S2、利用第一充放气管6和第三充放气管8对上密封气囊2和下密封气囊4进行充气，使上密封气囊2和下密封气囊4与桩孔21的内壁紧贴，形成密封；

S3、打开注浆管5，将浆液沿注浆管5和出浆液孔9注入到注浆气囊3与桩孔21内壁的空隙中，然后关闭注浆管5；

S4、利用第二充放气管7对注浆气囊3进行充气，使注浆气囊3与桩孔21的内壁紧贴，以使浆液在压力作用下渗入桩孔21周边地层；

S5、利用第二充放气管7对注浆气囊3进行放气；

S6、多次重复前述S3-S5步骤；

S7、打开注浆管5并注入清水对注浆管5进行清洗；

S8、待初凝时间达到后，利用第一充放气管6和第三充放气管8对上密封气囊2和下密封气囊4进行放气，然后将将注浆装置从桩孔21内取出。

本注浆工法采用先钻孔后注浆方式，当易坍塌地层厚度小于等于2m时，在钻孔穿透该层0.5-1m时注浆，一次完成，当易坍塌地层厚度超过2m时，分段多次注浆。分段多次注浆的方法为：自进入该易坍塌地层2.5m，第一次注浆，固化后钻进，每钻进2m，侧壁注浆一次，钻进、注浆交替进行，直至穿透易坍塌地层。

浆液采用掺入外加剂和膨润土的水泥浆，或水泥水玻璃双液浆，浆液的初凝时间10-15min，终注压力0.5Mpa，其中具体的参数及浆液配合比可以根据不同的地层进行确定。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，其特征在于：包括内圆筒（1），沿所述内圆筒（1）的外壁从上至下依次设置有上密封气囊（2）、注浆气囊（3）和下密封气囊（4），所述内圆筒（1）内竖向设有注浆管（5）、第一充放气管（6）、第二充放气管（7）和第三充放气管（8），所述注浆管（5）依次贯穿内圆筒（1）和注浆气囊（3），并在注浆气囊（3）的外壁形成出浆液孔（9），所述第一充放气管（6）、第二充放气管（7）和第三充放气管（8）分别与上密封气囊（2）、注浆气囊（3）和下密封气囊（4）相连通。

2.根据权利要求1所述的用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，其特征在于：所述内圆筒（1）内竖向设有中央杆（10），所述中央杆（10）的上端穿出内圆筒（1）并置于内圆筒（1）的上方，所述中央杆（10）的外壁通过连接板（11）与内圆筒（1）的内壁相连。

3.根据权利要求2所述的用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，其特征在于：所述连接板（11）设置为两个以上，两个以上的连接板（11）沿内圆筒（1）的径向均匀设置形成连接架，所述连接架设置为两个以上并且沿内圆筒（1）的轴向均匀设置。

4.根据权利要求3所述的用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，其特征在于：所述连接架使中央杆（10）与内圆筒（1）之间留设有多个连接间隙（12），所述第一充放气管（6）、第二充放气管（7）和第三充放气管（8）分别通过各个连接间隙（12）延伸至内圆筒（1）的上方。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，其特征在于：所述内圆筒（1）的外壁从上至下依次设有均呈圆环形的上盖板（13）、上隔板（14）、下隔板（15）和下盖板（16）；

所述上盖板（13）和上隔板（14）之间形成上密封仓（17），所述上密封气囊（2）设置于上密封仓（17）内，且上密封气囊（2）的上下两侧分别与上盖板（13）和上隔板（14）相贴，上密封气囊（2）的内侧与内圆筒（1）的外壁相贴；

所述上隔板（14）和下隔板（15）之间形成中注浆仓（18），所述注浆气囊（3）设置于中注浆仓（18）内，且注浆气囊（3）的上下两侧分别与上隔板（14）和下隔板（15）相贴，注浆气囊（3）的内侧与内圆筒（1）的外壁相贴；

所述下隔板（15）和下盖板（16）之间形成下密封仓（19），所述下密封气囊（4）设置于下密封仓（19）内，且下密封气囊（4）的上下两侧分别与下隔板（15）和下盖板（16）相贴，下密封气囊（4）内侧与内圆筒（1）的外壁相贴。

6.根据权利要求5所述的用于易坍塌地层钻孔护壁的侧壁注浆装置，其特征在于：所述中注浆仓（18）内设有两个以上的竖隔板（20），所述竖隔板（20）的上下两端分别与上隔板（14）和下隔板（15）相连，所述竖隔板（20）的内侧与内圆筒（1）相连，所述竖隔板（20）将中注浆仓（18）分隔为两个以上的放置仓，所述注浆气囊（3）设置为两个以上并且分别位于各个放置仓内；

所述竖隔板（20）内横向设有注浆液通道，所述注浆液通道的一端在竖隔板（20）的外侧形成所述出浆液孔（9），另一端在内圆筒（1）的内壁形成连接孔，并与所述注浆管（5）相连通。

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