1.本发明属于桥梁桩基施工技术领域,具体涉及一种引桥桩基分布式压浆装置及方法。
背景技术:
2.钻孔灌注桩技术在工程建设领域被普遍采用,近20年来,随着我国基建的快速发展,对地基承载力的要求越来越高,对桩身承载力的要求也不断提高,而后压浆技术可以明显提高桩身承载力,被广泛应用,现有技术中注浆管的绑扎在钢筋笼上,通过注浆管侧部的注浆口进行注浆,在进行桩身混凝土灌注时,各注浆后的注浆压强一致,无法针对不同标高位置进行注浆压强调整。
3.因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现要素:
4.本发明的目的是克服上述现有技术中的不足,本发明提供了一种引桥桩基分布式压浆装置及方法。
5.为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
6.一种引桥桩基分布式压浆装置,包括:
7.压浆管,多个所述压浆管对应分布在钢筋笼内侧,并关于钢筋笼的周向均布;
8.出浆阀,多个所述出浆阀均匀分布在所述压浆管上,并沿径向伸出所述钢筋笼的外周面;
9.止浆阀,所述止浆阀对应设置在所述压浆管内,并沿所述压浆管的轴向滑动装配:
10.所述止浆阀包括注浆管和充压管,所述注浆管的一端通过供浆管连接注浆泵,另一端为封闭端,在所述注浆管的中部设有出浆口,所述注浆管的两端分别套接有球囊,位于所述注浆管两端的所述球囊通过充压管串联,两个所述球囊分别封堵其中一个所述出浆阀的两侧,以使所述注浆管、所述出浆口和对应的所述出浆阀形成注浆通道。
11.优选,所述球囊为筒状结构,其两端分别通过端板固定在所述注浆管上,两个所述球囊相邻的端板之间通过所述充压管连通,远离所述注浆管封闭端的所述球囊通过供气管对应连接在气泵上。
12.优选,所述供浆管和所述供气管一体成型或者通过粘合的方式连接为整体。
13.优选,所述出浆阀为对应连接在所述压浆管上的三通管,所述三通管的中部管道沿所述钢筋笼的径向延伸,在所述三通管的其中一个管道端部设有止逆件,所述止逆件为对应套接在弹性套。
14.优选,所述供浆管的封闭端通过柱塞以可拆卸的方式进行密封。
15.优选,所述压浆管的下端为尖锐的密封端,所述压浆管的下端插入桩孔的底部,在所述压浆管插入桩孔的底部部分侧部设有压浆口,在所述压浆管上套接有对应压浆口的橡胶套。
16.一种引桥桩基分布式压浆方法,通过以上任一所述压浆装置进行压浆,包括:
17.步骤s1,在钢筋笼加工时同步绑扎压浆管和出浆阀;
18.步骤s2,清底完成后将钢筋笼下放至桩孔底部,向桩孔内灌注混凝土;
19.步骤s3,将止浆阀放入其中一个压浆管内,使止浆阀中部的出浆口正对压浆管最下方一个出浆阀;
20.步骤s4,向两个球囊供气,使两个球囊涨起后密封对应的出浆阀两侧,向注浆管内供入浆液,使注浆管、出浆口和对应的出浆阀形成注浆通道,对桩孔的外周进行注浆;
21.步骤s5,自下向上依次对出浆阀进行注浆,待完成其中一个压浆管的所有出浆阀注浆操作后,进行下一压浆管的注浆,直至完成对所有压浆管的注浆。
22.优选,在步骤步骤s3中,在混凝土灌注24h内进行出浆阀开塞,开塞时通过止浆阀依次对出浆阀注入清水,待水压下降后关闭停止注水,完成开塞。
23.优选,在桩身混凝土达到设计强度的85%后通过声测管进行桩身完整性检测,并根据检测结果设定每个出浆阀出对应的压浆量。
24.优选,压浆时,如果压浆管的其中一个出浆阀的压浆量达不到设定要求,未压入的浆液量应由其上侧或下侧的压浆管压入。
25.有益效果:钻孔灌注桩在成桩后,由预埋的出浆阀将浆液水泥浆压入桩侧土层,通过浆液对桩周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用来增强桩桩侧土的强度,从而达到提高桩基极限承载力、减小沉量的功效。
26.设置止浆阀,可以针对不同出浆阀进行独立注浆,从而保证注浆效果,提高注浆后的桩身防沉降性能。
附图说明
27.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
28.图1为本发明所提供具体实施例中压浆装置的结构示意图;
29.图2为本发明所提供具体实施例中对最下方环管进行注浆的示意图;
30.图3为本发明所提供具体实施例中进行桩端注浆的示意图;
31.图4为本发明所提供具体实施例中止浆阀的结构简图;
32.图5为本发明所提供具体实施例中出浆阀的结构简图;
33.图6为本发明所提供具体实施例中出浆阀增加穿插管后的结构简图。
34.图中:1、压浆管;2、声测管;3、出浆阀;4、穿插管;5、自动卷管机;6、止浆阀;7、止逆件;601、球囊;602、充压管;603、供气管;604、供浆管;605、端板;701、橡胶管。
具体实施方式
35.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
36.在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是
为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
37.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.如图1-6所示,一种引桥桩基分布式压浆装置,包括压浆管1、出浆阀3、止浆阀6,压浆管1可以有多个,具体为3-6个,优选为4个,多个压浆管1对应分布在钢筋笼内侧,并关于钢筋笼的周向均布,压浆管1通过绑扎或者焊接的形式与钢筋笼进行固定。
39.多个出浆阀3均匀分布在压浆管1上,并沿径向延伸至钢筋笼的外周面,更进一步为了保证注浆效果出浆阀3可以沿径向伸出钢筋笼的外周面后抵触在桩孔内壁上,以此提高注浆效果,在同一压浆管1上自桩底向上每5m设置一个出浆阀3;止浆阀6对应设置在压浆管1内,并沿压浆管1的轴向滑动装配,以此可以实现精准的点位式注浆,能够根据实际需求对不同标高处采取不同的注浆压力并预设不同的注浆量。
40.同一纵向上的多个出浆阀3通过压浆管1串联,从而可以通过一根压浆管1实现对不同标高的多个出浆阀3点位进行注浆,以此可以根据实际需求对不同标高处采取不同的注浆压力并预设不同的注浆量。
41.止浆阀6包括注浆管和充压管602,止浆阀6对应设置在压浆管1内,并沿压浆管1的轴向滑动装配,随着止浆阀6沿压浆管1滑动,可以经过多个出浆阀3,从而能够针对不同点位的出浆阀3进行独立注浆。注浆管为金属管,注浆管的一端通过供浆管604连接注浆泵,以通过注浆泵进行注浆,注浆管的另一端为封闭端。
42.在注浆管的中部设有出浆口,出浆口为一个或者多个穿孔,注浆管的两端分别套接有球囊601,位于注浆管两端的球囊601通过充压管602串联,球囊601为橡胶材质,可以通过充放气重复使用,以对每个出浆阀3对应的点位进行注浆。
43.当向球囊601内充气后,球囊601涨起并抵触在压浆管1的内壁,从而形成密封,将止浆阀6下放至待注浆的出浆阀3处,使两个球囊601分别封堵出浆阀3上下两侧,以使注浆管、出浆口和对应的出浆阀3形成注浆通道。
44.在本实施例中,针对同一压浆管1上的多个出浆阀3应该采取自下向上的方式进行注浆操作。
45.针对多个压浆管1,可以采取顺时针、逆时针、跳注的方式进行注浆。
46.在一可选实施例中,球囊601为筒状结构,其两端分别通过端板605固定在注浆管上,端板605上设有对应注浆管的穿孔,并通过焊接密封固定,两个球囊601相邻的端板605之间通过充压管602连通,远离注浆管封闭端的球囊601通过供气管603对应连接在气泵上。
47.在本实施例中,桩孔的孔口处设有对应供气管603和\或供浆管604的自动卷管机5。
48.为了保证驱动效果,供浆管604和供气管603一体成型或者通过侧壁粘合的方式连接为整体。
49.此时自动卷管机5对合二为一的供气管603和供浆管604进行同步驱动。
50.在一可选实施例中,出浆阀3为对应连接在压浆管1上的三通管,压浆管1为多段,
相邻两端压浆管1分别连接在出浆阀3的主管两端,出浆阀3可以通过螺纹连接或者焊接的形式与压浆管1相连。
51.三通管的其中一个管道(垂直于压浆管的中部管道)沿钢筋笼的径向延伸,在三通管的中部管道的端部设有止逆件7,止逆件7为对应套接在弹性套。
52.在一些实施例中,止逆件7为瓶盖状橡胶件,通过形变对出浆阀3的中部管道进行密封,待水泥浆液加压后,止逆件7通过形变形成供浆液流出的通道,从而对桩身周向进行注浆。
53.为了能够增加注浆范围,在止逆件7中部穿插有穿插管4,穿插管4可以在压强的作用下伸入桩身周向的泥土内,具体地,穿插管4对应出浆阀3的一端为敞口端,另一端为尖锐的密封端,在穿插管4位于出浆阀3部分靠近止逆阀端部处的内壁上设有穿孔,在进行桩身混凝土灌注后,通过注浆泵进行供水进行开塞,开塞过程中通过高压水使穿插管4的尖锐端向外伸入桩身周向的泥土内,并通过穿插管4侧部的穿孔进行注浆,提高注浆的扩散范围和注浆效果。
54.穿插管4只是增加注浆效果的一个附加措施,有无穿插管4不影响桩身周向的基础注浆需求,在地质较硬,或者止逆件7所需压强小于穿插管4插入泥土的压强时,也会存在止逆件7开塞完成,但穿插管4并没有插入桩身外周泥土的情况,此时仅通过止逆件7处进行注浆即可,水泥浆液穿过桩孔内壁与止逆件7之间薄薄的一层混凝土,同样可以起到桩身周向注浆的作用。
55.因此为了尽可能保证穿插管4能够插入桩身周向泥土,本实施例在桩身混凝土灌注12-24小时内进行开塞操作,优选为18小时,此时混凝土具备一定强度,开塞完成后的桩身混凝土不会产生回流封堵开塞通道,使开塞所需压强较大,因此会驱动穿插管4尽可能的沿径向插入泥土。
56.在本实施例中,止逆件7端部设有对应穿插管4的安装孔,安装孔与穿插管4过盈配合,在止逆件7内侧一体成型有对应套接穿插管4的橡胶管701,橡胶管701沿止逆件7轴向延伸,以此保证在注浆过程中混凝土不会流入出浆阀3或穿插管4。
57.穿插管4的外径不大于出浆阀3沿径向伸出管道内径的三分之二,以此保证在穿插管4无法伸出的情况下依旧可以通过穿插管4与压浆阀之间的间隙进行注浆。
58.在一可选实施例中,供浆管604的封闭端通过柱塞以可拆卸的方式进行密封,以此可以进行桩端注浆,在本实施例中,桩端注浆通过压浆管1进行。
59.压浆管1的下端为尖锐的密封端,在钢筋笼沉入桩孔后,压浆管1的下端插入桩孔的底部的泥土中,在压浆管1插入桩孔的底部部分侧部设有压浆口,在压浆管1上套接有对应压浆口的橡胶套。
60.在通过止浆阀6进行注浆时,可以打开柱塞,将两个球囊601涨起后通过注浆管端部、压浆口形成注浆通道。
61.当然,也可以在充压管602上设有手动控制阀,关闭手动控制阀,仅使上方的一个球囊601涨起,此时可以向桩端注入水泥浆液。
62.在本实施中,实行压浆量与压浆压力双控,以压浆量控制为主,压浆压力控制为辅。桩端压浆时,如果某根压浆管1的压浆量达不到要求而压浆压力很高,无法继续压浆时,未压入的水泥量应由其余桩端压浆管1压入;
63.本发明还提供一种引桥桩基分布式压浆方法,通过上述任一压浆装置进行压浆,包括:
64.步骤s1,在钢筋笼加工时同步绑扎压浆管1和出浆阀3;
65.步骤s2,清底完成后将钢筋笼下放至桩孔底部,向桩孔内灌注混凝土;
66.步骤s3,将止浆阀6放入其中一个压浆管1内,使止浆阀6中部的出浆口正对压浆管1最下方一个出浆阀3;
67.步骤s4,向两个球囊601供气,使两个球囊601涨起后密封对应的出浆阀3两侧,向注浆管内供入浆液,使注浆管、出浆口和对应的出浆阀3形成注浆通道,对桩孔的外周进行注浆;
68.步骤s5,自下向上依次对出浆阀3进行注浆,待完成其中一个压浆管1的所有出浆阀3注浆操作后,进行下一压浆管1的注浆,直至完成对所有压浆管1的注浆。
69.在一可选实施例中,在步骤步骤s3中,在混凝土灌注24h内进行出浆阀3开塞,开塞时通过止浆阀6依次对出浆阀3注入清水,待水压下降后关闭停止注水,完成开塞。
70.在一可选实施例中,在桩身混凝土达到设计强度的85%后通过声测管2进行桩身完整性检测,并根据检测结果设定每个出浆阀3出对应的压浆量。
71.在本实施例中,每一个声测管2与一个压浆管1相对应,在步骤s1实施时同步绑扎声测管2,声测管2贴紧压浆管1,为了保证固定强度,可以在钢筋笼上设置连接件,连接件上设有分别对应压浆管1和声测管2的穿孔,以此限定二者的相对位置,保证声测管2对压浆区域的探查能力。
72.在一可选实施例中,压浆时,如果压浆管1的其中一个出浆阀3的压浆量达不到设定要求,未压入的浆液量应由其上侧或下侧的压浆管1压入。
73.如果压浆压力长时间低于正常值,或者出现地面冒浆、周围桩孔串浆等现象,可采用间歇压浆,间歇时间宜为30~60min;也可调低水灰比,或降低压浆流量,或加入速凝剂等外加剂。
74.如果桩端所有压浆管1均打不开,可将声测管2管底钻通至持力层,或者利用桩端取芯孔作为补浆通道,此时压浆量可取设计值;也可在桩外侧30cm钻孔至桩端标高以下20cm重新埋设压浆管1进行补压浆,其压浆量应为设计值的120%。
75.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均在本发明待批权利要求保护范围之内。