專利名稱：長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法及其后置注漿裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建設(shè)工程樁基處理施工方法及其注漿裝置。
(二)、背景技術(shù)長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的樁基施工新工藝，其施工方法是先用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔，然后在孔內(nèi)泵送混凝土一次成樁，成孔灌注一氣呵成，具有施工便捷、無(wú)泥漿污染、噪音小、效率高、成本低的特點(diǎn)。但由于樁端、樁側(cè)常會(huì)存在虛土，引起長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁的承載能力降低，因此，進(jìn)一步減少樁基沉降，節(jié)約樁基工程投資，保證樁承載能力的穩(wěn)定發(fā)揮，擴(kuò)大該樁型的應(yīng)用范圍，是科技人員對(duì)螺旋鉆孔壓灌樁急需解決的技術(shù)難題。
(三)、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法及其后置注漿裝置，解決固化樁端、樁側(cè)虛土、提高單樁承載力的問(wèn)題；也解決進(jìn)一步提高長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁樁質(zhì)量穩(wěn)定性、增加地基剛度的問(wèn)題。達(dá)到節(jié)約造價(jià)、減少基礎(chǔ)沉降、確保工程質(zhì)量的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案這種長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的特征是施工步驟如下步驟1制作后置注漿裝置，該裝置包括樁底注漿管、樁側(cè)注漿管、定位鋼筋圈、兜底鋼筋、振動(dòng)錘和連接在振動(dòng)錘下端的導(dǎo)向構(gòu)件，當(dāng)樁內(nèi)設(shè)置鋼筋籠時(shí)，該后置注漿裝置與鋼筋籠連接成一體；步驟2用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔；步驟3向樁孔內(nèi)泵送素混凝土，混凝土坍落度180～220mm；步驟4在樁身混凝土澆筑完畢水泥初凝前，將上述注漿裝置吊起，并置于樁身之上；步驟5啟動(dòng)注漿裝置的振動(dòng)錘，在激振力作用下和導(dǎo)向構(gòu)件的引導(dǎo)下，將后注漿裝置沉入樁身內(nèi)到設(shè)計(jì)標(biāo)高；步驟6邊振動(dòng)邊提起振動(dòng)錘拔出導(dǎo)向構(gòu)件，然后關(guān)閉振動(dòng)錘，后注漿裝置留在樁身內(nèi)；步驟7待樁身混凝土澆筑完畢水泥終凝后，通過(guò)樁底注漿管、樁側(cè)注漿管進(jìn)行注漿，注漿液從樁底注漿管和樁側(cè)注漿管的注漿單向閥沖出，注入樁底、樁側(cè)附近的土體中；步驟8樁底、樁側(cè)附近形成加固區(qū)域。
在步驟3中，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20～C50。
在步驟7中，注漿液采用水泥漿，水灰比0.4～1.0，注漿壓力0.6～12MPa。
在步驟7中，在注漿之前先注清水，使注漿通道通暢后再注漿。
上述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的后置注漿裝置，其特征在于該裝置包括置于樁身環(huán)周的至少兩根樁底注漿管、至少一根樁側(cè)注漿管、與樁底注漿管和樁側(cè)注漿管固定連接的定位鋼筋圈、連接于樁底注漿管下端的兜底鋼筋、振動(dòng)錘和連接于振動(dòng)錘底部的導(dǎo)向構(gòu)件；樁底注漿管下端連接樁底注漿單向閥并伸至樁底，樁側(cè)注漿管的下端連接環(huán)形注漿單向閥并置于樁側(cè)。
上述定位鋼筋圈與上下相鄰定位鋼筋圈的間距可為1-3米。
上述樁底注漿管和樁側(cè)注漿管可與定位鋼筋圈綁扎連接或焊接。
上述樁底注漿管和樁側(cè)注漿管可與鋼筋籠連接成一體，樁底注漿管、樁側(cè)注漿管和鋼筋籠縱筋位于同一圓周上，鋼筋籠螺旋箍筋環(huán)繞在上述三者的外周。
上述兜底鋼筋可以是將兩根以上V形或U形鋼筋的上端頭焊接在上面的定位鋼筋圈和樁底注漿鋼管上，將上述V形或U形鋼筋的中段焊接在下面的定位鋼筋圈和樁底注漿鋼管上形成的錐形兜狀物。
上述兜底鋼筋也可以是利用分布于鋼筋籠圓周的鋼筋籠縱筋下端向圓心彎曲收攏并焊接的錐形兜狀物。
本發(fā)明先鉆孔、灌注混凝土成樁，然后安設(shè)后置注漿裝置，待樁身混凝土澆筑完畢、水泥終凝后，再進(jìn)行后注漿作業(yè)，注漿壓力可達(dá)0.6～12MPa，而且可以實(shí)施樁底、多道樁側(cè)多點(diǎn)注漿。本發(fā)明的注漿加固機(jī)理有三方面第一為滲入膠接，注漿液在高壓作用下，先充填土體中較大的空隙，然后再滲入土體孔隙，使土體膠接固化。第二為壓密效果，漿液在壓力作用下強(qiáng)行擠向注漿點(diǎn)附近的松軟土體，在注漿點(diǎn)集中地形成球形漿泡，通過(guò)漿泡擠壓鄰近土體，使土中孔隙水壓力升高，隨著超孔壓的消散，土體壓密。第三為劈裂效果，當(dāng)注漿量和注漿壓力大到一定值時(shí)，就會(huì)在土層中產(chǎn)生劈裂縫，漿液沿劈裂面注入土體。三方面加固效果，提高了土體強(qiáng)度，增強(qiáng)了樁端阻力和樁側(cè)阻力，提高單樁承載力，增加地基剛度。達(dá)到節(jié)約造價(jià)、減少基礎(chǔ)沉降、確保工程質(zhì)量的目的。后置注漿裝置貫入方便，振動(dòng)錘與導(dǎo)向構(gòu)件連接，在激振力作用下和導(dǎo)向構(gòu)件的引導(dǎo)下，樁底注漿管和樁側(cè)注漿管很容易沉入樁身內(nèi)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，導(dǎo)向構(gòu)件可以重復(fù)使用，樁底注漿管和樁側(cè)注漿管留在樁體內(nèi)，可以增加樁體的強(qiáng)度，兜底鋼筋可以更好地傳遞振動(dòng)錘激振力，增強(qiáng)后置注漿裝置的剛度，并保證導(dǎo)向構(gòu)件不會(huì)穿出去。
本發(fā)明的有益效果是通過(guò)加固樁端樁側(cè)土體、固化樁端可能出現(xiàn)的虛土，大幅度提高了單樁承載力，增加了長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁質(zhì)量穩(wěn)定性，減少了工程質(zhì)量隱患，同一工程可比傳統(tǒng)技術(shù)減少用樁量，既節(jié)省能源，同時(shí)節(jié)約基礎(chǔ)工程投資。該發(fā)明通過(guò)加固長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁樁端樁側(cè)土體、固化樁端可能出現(xiàn)的虛土，增加了地基剛度，因此減少了基礎(chǔ)沉降；本發(fā)明大幅度提高了單樁承載力，增加了地基剛度，減少了長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁工程質(zhì)量隱患，可比傳統(tǒng)技術(shù)減少用樁量，節(jié)約基礎(chǔ)工程投資，擴(kuò)大了長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)的應(yīng)用范圍。使傳統(tǒng)長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題迎刃而解，可廣泛用于高層、超高層及其它建筑工程。


圖1是本發(fā)明施工方法步驟1的示意圖；圖2是本發(fā)明施工方法步驟2的示意圖；圖3是本發(fā)明施工方法步驟3的示意圖；圖4是本發(fā)明施工方法步驟4的示意圖；圖5是本發(fā)明施工方法步驟5的示意圖；圖6是本發(fā)明施工方法步驟6的示意圖；圖7是本發(fā)明施工方法步驟7的示意圖；圖8是本發(fā)明施工后的效果示意圖；圖9是本發(fā)明后置注漿裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9中A-A剖面的示意圖；圖11是圖9中B-B剖面的示意圖；圖12是本發(fā)明后置注漿裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖12中C-C剖面的示意圖；圖14是圖12中D-D剖面的示意圖；圖15是實(shí)施例一中兜底鋼筋實(shí)施例的示意圖；圖16是實(shí)施例二中兜底鋼筋實(shí)施例的示意圖。
圖中1-后置注漿裝置；2-素混凝土；3-振動(dòng)錘；4-導(dǎo)向構(gòu)件；5-樁底注漿管；6-樁側(cè)注漿管；7-樁底注漿單向閥；8-環(huán)形樁側(cè)注漿單向閥；9-定位鋼筋圈；10-兜底鋼筋；11-鋼筋籠縱筋；12-鋼筋籠螺旋箍筋；13-小鋼筋圈；14-膠皮。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明施工方法的主要特點(diǎn)是，先灌注混凝土成樁，后安設(shè)后注漿裝置，樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(樁身混凝土澆筑完畢水泥終凝后)后進(jìn)行注漿作業(yè)。其施工步驟如下
步驟1參見(jiàn)圖1制作注漿裝置1，該裝置包括樁底注漿管9、樁側(cè)注漿管10、定位鋼筋圈6、兜底鋼筋7、振動(dòng)錘3和連接在振動(dòng)錘下端的導(dǎo)向構(gòu)件4。
步驟2參見(jiàn)圖2用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔。
步驟3參見(jiàn)圖3向樁孔內(nèi)泵送素混凝土2，混凝土坍落度180～220mm，強(qiáng)度等級(jí)C20～C50。
步驟4參見(jiàn)圖4在樁身混凝土澆筑完畢水泥初凝前，將上述注漿裝置吊起，并置于樁身之上。
步驟5參見(jiàn)圖5啟動(dòng)注漿裝置的振動(dòng)錘3，在激振力作用下和導(dǎo)向構(gòu)件4的引導(dǎo)下，將后注漿裝置1沉入樁身內(nèi)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。
步驟6參見(jiàn)圖6邊振動(dòng)邊提起振動(dòng)錘3拔出導(dǎo)向構(gòu)件4，然后關(guān)閉振動(dòng)錘3，后注漿裝置1留在樁身內(nèi)。
步驟7參見(jiàn)圖7待樁身混凝土澆筑完畢水泥終凝后，通過(guò)樁底注漿管、樁側(cè)注漿管進(jìn)行注漿，注漿液從樁底注漿管和樁側(cè)注漿管的注漿單向閥沖出，注入樁底、樁周一定范圍的土體中，樁底、樁周一定范圍的土體被加固，強(qiáng)度提高。當(dāng)直接注漿困難時(shí)，可先注清水使注漿通道通暢后再注漿。
本發(fā)明施工后的效果參見(jiàn)圖8，壓灌樁的樁端、樁側(cè)土體得到了加固。
參見(jiàn)圖9～圖11，本發(fā)明長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁的后置注漿裝置實(shí)施例一該后置注漿裝置1包括置于樁身環(huán)周的至少兩根樁底注漿管5、至少一根樁側(cè)注漿管6、與樁底注漿管和樁側(cè)注漿管固定連接的定位鋼筋圈9、連接于后置注漿裝置下端的兜底鋼筋10、振動(dòng)錘3和連接于振動(dòng)錘底部的導(dǎo)向構(gòu)件4。樁底注漿管5的下端連接樁底注漿單向閥7并伸至樁底，樁底注漿管5的下端頭呈錐形，樁側(cè)注漿管6的下端連接環(huán)形樁側(cè)注漿單向閥8并置于樁側(cè)，環(huán)形樁側(cè)注漿單向閥8由三通與樁側(cè)注漿管6連通。上述定位鋼筋圈9與上下相鄰定位鋼筋圈的間距為2米或3米。上述樁底注漿管和樁側(cè)注漿管與定位鋼筋圈綁扎連接或焊接。上述兜底鋼筋10是傳遞振動(dòng)錘激振力的關(guān)鍵部件，它呈錐形兜狀。樁底注漿單向閥7和環(huán)形樁側(cè)注漿單向閥8可以應(yīng)用已有技術(shù)，在注漿管壁開(kāi)設(shè)的注漿孔上蒙裹綁扎膠皮14(參見(jiàn)圖15)，利用膠皮的彈性變形特性防止?jié){液回吸，當(dāng)注漿壓力足夠大時(shí)，注漿液即可從膠皮的縫隙中單向沖出、不能返回。
參見(jiàn)圖12～14，本發(fā)明長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁的后置注漿裝置實(shí)施例二與實(shí)施例一不同的是樁底注漿管5和樁側(cè)注漿管6與鋼筋籠連接成一體，樁底注漿管5、樁側(cè)注漿管6和鋼筋籠縱筋11位于同一圓周上，鋼筋籠螺旋箍筋12環(huán)繞在上述三者的外周。
后置注漿裝置實(shí)施例一的一種兜底鋼筋10的構(gòu)造實(shí)施例參見(jiàn)圖15，將兩根以上V形或U形鋼筋的上端頭焊接在上面的定位鋼筋圈和樁底注漿鋼管上，將上述V形或U形鋼筋的中段焊接在下面的定位鋼筋圈和樁底注漿鋼管上形成錐形兜狀。樁徑越大，兜底鋼筋的根數(shù)越多。兜底鋼筋可以保證導(dǎo)向構(gòu)件不能穿出去。
后置注漿裝置實(shí)施例二的一種兜底鋼筋的構(gòu)造實(shí)施例參見(jiàn)圖16，上述兜底鋼筋可利用鋼筋籠縱筋11制作，將分布于鋼筋籠圓周的縱筋下端向圓心彎曲收攏，并焊在底部的小鋼筋圈13上形成一個(gè)錐形兜狀，同樣可以保證導(dǎo)向構(gòu)件不能穿出去。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法，其特征是施工步驟如下步驟1制作后置注漿裝置，該裝置包括樁底注漿管、樁側(cè)注漿管、定位鋼筋圈、兜底鋼筋、振動(dòng)錘和連接在振動(dòng)錘下端的導(dǎo)向構(gòu)件，當(dāng)樁內(nèi)設(shè)置鋼筋籠時(shí)，該后置注漿裝置與鋼筋籠連接成一體；步驟2用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔；步驟3向樁孔內(nèi)泵送素混凝土，混凝土坍落度180～220mm；步驟4在樁身混凝土澆筑完畢水泥初凝前，將上述注漿裝置吊起，并置于樁身之上；步驟5啟動(dòng)注漿裝置的振動(dòng)錘，在激振力作用下和導(dǎo)向構(gòu)件的引導(dǎo)下，將后注漿裝置沉入樁身內(nèi)到設(shè)計(jì)標(biāo)高；步驟6邊振動(dòng)邊提起振動(dòng)錘拔出導(dǎo)向構(gòu)件，然后關(guān)閉振動(dòng)錘，后注漿裝置留在樁身內(nèi)；步驟7待樁身混凝土澆筑完畢水泥終凝后，通過(guò)樁底注漿管、樁側(cè)注漿管進(jìn)行注漿，注漿液從樁底注漿管和樁側(cè)注漿管的注漿單向閥沖出，注入樁底、樁側(cè)附近的土體中；步驟8樁底、樁側(cè)附近形成加固區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法，其特征在于在步驟3中，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20～C50。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法，其特征在于在步驟7中，注漿液采用水泥漿，水灰比0.4～1.0，注漿壓力0.6～12MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法，其特征在于在步驟7中，在注漿之前先注清水，使注漿通道通暢后再注漿。
5.一種權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的后置注漿裝置，其特征在于該裝置包括置于樁身環(huán)周的至少兩根樁底注漿管、至少一根樁側(cè)注漿管、與樁底注漿管和樁側(cè)注漿管固定連接的定位鋼筋圈、連接于樁底注漿管下端的兜底鋼筋、振動(dòng)錘和連接于振動(dòng)錘底部的導(dǎo)向構(gòu)件；樁底注漿管下端連接樁底注漿單向閥并伸至樁底，樁側(cè)注漿管的下端連接環(huán)形注漿單向閥并置于樁側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的后置注漿裝置，其特征在于上述定位鋼筋圈與上下相鄰定位鋼筋圈的間距為1-3米。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的后置注漿裝置，其特征在于上述樁底注漿管和樁側(cè)注漿管與定位鋼筋圈綁扎連接或焊接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的后置注漿裝置，其特征在于上述樁底注漿管和樁側(cè)注漿管與鋼筋籠連接成一體，樁底注漿管、樁側(cè)注漿管和鋼筋籠縱筋位于同一圓周上，鋼筋籠螺旋箍筋環(huán)繞在上述三者的外周。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的后置注漿裝置，其特征在于上述兜底鋼筋是將兩根以上V形或U形鋼筋的上端頭焊接在上面的定位鋼筋圈和樁底注漿鋼管上，將上述V形或U形鋼筋的中段焊接在下面的定位鋼筋圈和樁底注漿鋼管上形成的錐形兜狀物。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法的后置注漿裝置，其特征在于上述兜底鋼筋是利用分布于鋼筋籠圓周的鋼筋籠縱筋下端向圓心彎曲收攏并焊接的錐形兜狀物。
全文摘要
一種長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁后注漿處理施工方法及其后置注漿裝置，其步驟是先制作后置注漿裝置，然后用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔；向樁孔內(nèi)泵送素混凝土；在樁身混凝土澆筑完畢后水泥初凝前將注漿裝置吊起并置于樁身之上；啟動(dòng)注漿裝置的振動(dòng)錘，在激振力作用下和導(dǎo)向構(gòu)件的引導(dǎo)下，將后注漿裝置沉入樁身內(nèi)到設(shè)計(jì)標(biāo)高；邊振動(dòng)邊提起振動(dòng)錘拔出導(dǎo)向構(gòu)件，然后關(guān)閉振動(dòng)錘，后注漿裝置留在樁身內(nèi)；待樁身混凝土澆筑完畢水泥終凝后，通過(guò)樁底注漿管、樁側(cè)注漿管進(jìn)行注漿，使樁底、樁周一定范圍的土體被加固。本發(fā)明大幅度提高了單樁承載力，減少了長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁工程質(zhì)量隱患，可比傳統(tǒng)技術(shù)減少用樁量，節(jié)約基礎(chǔ)工程投資。
文檔編號(hào)E02D5/62GK101054799SQ20071020004
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者楊生貴, 姚智全, 閆明禮, 吳春林 申請(qǐng)人:建研地基基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司