一种提高钢管桩桩侧承载力的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高钢管桩桩侧承载力的装置及方法，涉及桩基施工领域，该装置包括固设在钢管桩管壁外侧的矩形注浆槽，矩形注浆槽侧面上间隔分布有多个注浆槽口；设于矩形注浆槽内的钢管，钢管管壁上均匀开有多列小孔，小孔与注浆槽口一一对应；止浆塞，包括注浆单元和设于注浆单元两端的膨胀单元，止浆塞设于钢管内，止浆塞通过第一软管与泵水装置连接，止浆塞通过第二软管与压浆机连接，注浆单元上设有出浆嘴，其标高与钢管小孔标高一致。本发明专利技术的提高大型钢管桩桩侧承载力的装置实现了对各注浆孔的独立注浆操作，使压浆的过程中注浆孔的劈裂或注浆得到控制，实现了水泥浆在桩周和桩长两个方向上均匀地压入土层的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种提高钢管桩桩侧承载力的装置及方法
本专利技术涉及桩基施工方法领域，具体涉及一种提高大型钢管桩桩侧承载力的装置及方法。
技术介绍
在桩基施工过程中，为提高桩侧摩阻力，常进行桩侧压浆。传统的桩侧压浆工艺仅仅针对钻孔桩，通常的做法为：在安放钢筋笼之前将一定数量的压浆管固定在钢筋笼外周，压浆管管壁开有若干组小孔，小孔外侧套有橡胶套，灌注桩基混凝土后，将水压入压浆管，水在压力作用下从小孔流出，冲开橡胶套以及包裹在橡胶套外侧的混凝土，形成一个直达桩周土体的注浆通道，随后对每根压浆管压浆，使水泥浆沿着之前形成的通道压入桩周土体。采用上述传统的桩侧压浆工艺，无论一根压浆管上布置多少组带橡胶套的压浆孔，初裂时往往只能打开其中一组压浆孔，形成一个有效的注浆通道；即使初裂时有多组通道被打开，压浆过程中，水泥浆也往往只选择性的压入最薄弱的土层，而达不到指定长度的桩周土体都均匀压入水泥浆的目的。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种提高大型钢管桩桩侧承载力的装置及方法，在实现对钢管桩的桩侧压浆的同时，还保证了压浆的过程中尽量使水泥浆在桩周和桩长两个方向上能够尽可能均匀地压入土层，从而显著提高钢管桩桩侧摩阻力。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种提高钢管桩桩侧承载力的装置，包括：矩形注浆槽，所述矩形注浆槽固设在所述钢管桩管壁外侧，所述矩形注浆槽侧面上间隔分布有多个注浆槽口；设于矩形注浆槽内的钢管，所述钢管管壁上均匀开有多列小孔，所述小孔外套设有橡胶套，所述小孔与所述注浆槽口一一对应；止浆塞，包括注浆单元和设于所述注浆单元两端的膨胀单元，所述止浆塞设于所述钢管内，所述止浆塞通过第一软管与泵水装置连接，所述止浆塞通过第二软管与压浆机连接，所述注浆单元上设有出浆嘴，所述出浆嘴标高与所述钢管小孔标高一致。在上述技术方案的基础上，所述矩形注浆槽的三个侧面上均等距离分布有多个注浆槽口。在上述技术方案的基础上，所述矩形注浆槽设有至少两个，所述钢管与所述矩形注浆槽一一对应，所述止浆塞与所述钢管一一对应。在上述技术方案的基础上，所述注浆槽口等距离分布在所述矩形注浆槽侧面上。在上述技术方案的基础上，所述止浆塞上设有第一连接头和第二连接头，所述第一连接头与所述第一软管相连，所述第二连接头与所述第二软管相连。本专利技术还提供一种使用如上所述装置的提高钢管桩桩侧承载力的方法，该方法包括以下步骤：S1、在钢管桩外壁均匀设置多个矩形注浆槽；S2、将钢管桩插打至设计标高后，在每个矩形注浆槽内下放钢管，使小孔与矩形注浆槽的注浆槽口一一对应；S3、钢管下放到位后，用水泥浆填充钢管和矩形注浆槽之间的间隙；S4、向止浆塞中泵入水，依次完成各小孔的劈裂；S5、向止浆塞中泵入水泥浆，依次完成各小孔的注浆。在上述技术方案的基础上，所述步骤S4具体包括以下步骤：S401、待水泥浆初凝后，在各钢管内分别下放止浆塞至出浆嘴标高与钢管最底层小孔标高一致；S402、向止浆塞中泵入高压水，使止浆塞的膨胀单元膨胀，与钢管内壁密贴；S403、通过压浆机向止浆塞中泵入水，待对应小孔初裂后对止浆塞的膨胀单元泄压，上提止浆塞至出浆嘴的标高与钢管上一层小孔一致；S404、重复S402、S403，完成所有小孔的劈裂；在上述技术方案的基础上，所述步骤S5具体包括以下步骤：S501、在各钢管内分别下放止浆塞至出浆嘴标高与钢管最底层小孔标高一致，将止浆塞上的第一软管与泵水装置连接，第二软管与压浆机连接；S502、向止浆塞中泵入高压水，使止浆塞的膨胀单元膨胀，与钢管内壁密贴；S503、向止浆塞中泵入水泥浆至达到设计压浆量或设计压力后，对止浆塞的膨胀单元泄压，上提止浆塞至出浆嘴的标高与钢管上一层小孔一致；S504、重复S502、S503，完成所有小孔的注浆。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的提高大型钢管桩桩侧承载力的装置通过矩形注浆槽、钢管和止浆塞的相互嵌套设置，实现了对各注浆孔的独立注浆操作，使压浆的过程中注浆孔的劈裂或注浆得到控制，实现了水泥浆在桩周和桩长两个方向上均匀地压入土层的效果。(2)本专利技术的提高大型钢管桩桩侧承载力的装置通过矩形注浆槽、钢管和止浆塞的相互嵌套设置，实现了对各注浆位置的精准定位和作业，实现了桩侧压浆作业的标准化。(3)本专利技术的提高大型钢管桩桩侧承载力的方法实现了桩侧压浆过程中的局部分段渗透，使桩周土体水泥浆的压入更加均匀，从而显著提高钢管桩桩侧摩阻力。附图说明图1是本专利技术实施例中止浆塞的结构示意图；图2是本专利技术实施例中提高大型钢管桩桩侧承载力的装置注浆作业时的结构示意图；图3是本专利技术实施例中提高大型钢管桩桩侧承载力的装置的俯视图；图4是本专利技术实施例提高大型钢管桩桩侧承载力的装置中未加入止浆塞时的结构示意图；图5是本专利技术专利技术实施例提高大型钢管桩桩侧承载力的装置中矩形注浆槽的俯视图。图中：1-止浆塞，2-膨胀单元，3-注浆单元，4-出浆嘴，5-第一连接头，6-第二连接头，7-钢管桩管壁，8-矩形注浆槽，9-注浆槽口，10-钢管，11-小孔，12-橡胶套，13-水泥浆，14-第一软管，15-泵水装置，16-第二软管，17-压浆机，18-桩周土体，19-初裂通道，20-注浆加固区。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术实施例提供一种提高大型钢管桩桩侧承载力的装置，包括：固设在钢管桩管壁外侧的矩形注浆槽，矩形注浆槽侧面上间隔分布有多个注浆槽口；设于矩形注浆槽内的钢管，钢管管壁上均匀开有多列小孔，小孔外套设有橡胶套，起到单向阀的作用，小孔与注浆槽口一一对应；止浆塞，包括注浆单元和设于注浆单元两端的膨胀单元，止浆塞设于钢管内，止浆塞通过第一软管与泵水装置连接，止浆塞通过第二软管与压浆机连接，注浆单元上设有出浆嘴，出浆嘴标高与钢管小孔标高一致。止浆塞的选择主要取决于圆形钢管的内径和压浆压力。止浆塞的名义最大工作压力取决于止浆塞自身的名义直径，和圆形钢管的内径。即止浆塞的名义直径越大，圆形钢管的内径越小，则止浆塞的名义最大工作压力越大。止浆塞的作用在于膨胀单元膨胀后，与圆形钢管密贴，从而形成封闭的注浆区，且膨胀单元膨胀后，与圆形钢管内壁形成的摩擦力能够足够抵抗压浆时，水泥浆对膨胀单元产生的推力，确保膨胀单元与圆形钢管内壁不产生相对滑动，为了确保这一点，需要止浆塞的最大名义工作压力不小于压浆压力。可在矩形注浆槽的三个侧面上均等距离设置多个注浆槽口。这种设置使得矩形注浆槽在除紧靠钢管桩一侧外的各面都可进行可控的压浆操作，使水泥浆在桩周的分布更加均匀，从而显著提高钢管桩桩侧摩阻力。未注水时，由于膨胀单元处于收缩状态止浆塞可在钢管内自由移动，用于调整止浆位置；注水后，膨胀单元吸水并体积膨胀，至与所述钢管内壁紧密贴合。这种功能和形态的设置使膨胀单元与钢管内壁紧密贴合形成了封闭的注浆区，同时膨胀单元膨胀后，与钢管内壁形成的摩擦力能够足够抵抗压浆时，水泥浆对膨胀单元产生的推力，确保膨胀单元与钢管内壁不产生相对滑动。可将矩形注浆槽设置至少两个，并设置钢管与矩形注浆槽一一对应，止浆塞与钢管一一对应，同时使注浆槽口等距离分布在所述矩形注浆槽侧面上，使注浆作业时的注浆槽出浆分布均匀，注浆稳固效果更好。可在止浆塞上设置第一连接头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高钢管桩桩侧承载力的装置，其特征在于，包括：矩形注浆槽，所述矩形注浆槽固设在所述钢管桩管壁外侧，所述矩形注浆槽侧面上间隔分布有多个注浆槽口；设于矩形注浆槽内的钢管，所述钢管管壁上均匀开有多列小孔，所述小孔外套设有橡胶套，所述小孔与所述注浆槽口一一对应；止浆塞，包括注浆单元和设于所述注浆单元两端的膨胀单元，所述止浆塞设于所述钢管内，所述止浆塞通过第一软管与泵水装置连接，所述止浆塞通过第二软管与压浆机连接，所述注浆单元上设有出浆嘴，所述出浆嘴标高与所述钢管小孔标高一致。

【技术特征摘要】
1.一种提高钢管桩桩侧承载力的装置，其特征在于，包括：矩形注浆槽，所述矩形注浆槽固设在所述钢管桩管壁外侧，所述矩形注浆槽侧面上间隔分布有多个注浆槽口；设于矩形注浆槽内的钢管，所述钢管管壁上均匀开有多列小孔，所述小孔外套设有橡胶套，所述小孔与所述注浆槽口一一对应；止浆塞，包括注浆单元和设于所述注浆单元两端的膨胀单元，所述止浆塞设于所述钢管内，所述止浆塞通过第一软管与泵水装置连接，所述止浆塞通过第二软管与压浆机连接，所述注浆单元上设有出浆嘴，所述出浆嘴标高与所述钢管小孔标高一致。2.如权利要求1所述的提高钢管桩桩侧承载力的装置，其特征在于：所述矩形注浆槽的三个侧面上均等距离分布有多个注浆槽口。3.如权利要求1所述的提高钢管桩桩侧承载力的装置，其特征在于：所述矩形注浆槽设有至少两个，所述钢管与所述矩形注浆槽一一对应，所述止浆塞与所述钢管一一对应。4.如权利要求1所述的提高钢管桩桩侧承载力的装置，其特征在于：所述注浆槽口等距离分布在所述矩形注浆槽侧面上。5.如权利要求1所述的提高钢管桩桩侧承载力的装置，其特征在于：所述止浆塞上设有第一连接头和第二连接头，所述第一连接头与所述第一软管相连，所述第二连接头与所述第二软管相连。6.一种使用如权利要求1所述装置的提高钢管桩桩侧承载力的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、在钢管桩外壁均匀设置多个矩形注浆槽；...

【专利技术属性】
技术研发人员：余本俊，刘斌，徐平安，潘军，刘建华，李帅举，孙刘洋，熊仕坤，倪宇，湛建，伍雷，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42