超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统及方法技术方案

本发明专利技术属于桩基础加固施工技术领域。公开了一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，包括分段式压浆管、注浆管和出浆管，在各所述分段式压浆管的长度方向上间隔布设有多个桩侧压浆头，所述桩侧压浆头上设置有单向止浆单元；所述上密封气囊和下密封气囊上下相对设置在所述分段式压浆管内，在所述上密封气囊与下密封气囊之间连接有气管，所述气管上开设有与上密封气囊和下密封气囊对应的抽排气孔，在所述气管的外端部设置有气泵。还公开了一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工方法。本申请能够进行分段式的后压注浆，从而实现超长灌注桩的桩侧高聚物注浆作业，解决了传统注浆技术无法超长距离注浆、传统水泥注浆养护时间长、早期强度低等问题。早期强度低等问题。早期强度低等问题。

【技术实现步骤摘要】
超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统及方法


[0001]本专利技术属于桩基础加固施工
，具体涉及一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国基建事业的不断发展，跨河跨海大桥越来越多，特别是在砂土、软黏土、膨胀土等软弱土地区，钻孔灌注桩后压浆技术被广泛应用于此类工程，在桩基承载力提升方面效果显著，且在一定程度上能够指导施工设计，减小桩长，具有显著的经济效益。然而，随着我国《交通强国建设纲要》的发行，国内涌现出了一批重点交通建设项目。河南省为推进交通强省建设，助推黄河流域高质量发展，推出了“13445工程”专项计划，即到2025年年底，全省高速公路通车里程达到10000公里以上，新增通车里程3000公里以上，完成投资4000亿元以上，力争通车里程居全国第4位、路网密度居全国第5位。其中，安罗高速郑州至原阳段黄河特大桥项目是“13445工程”中的重点工程，也黄河上首座双向8车道的跨河大桥。由于黄河长年黄沙淤积，河床上覆盖有超厚的砂土层，持力层较深，通常利用大直径超长灌注桩作为桥台基础。由于砂土的特殊性，在交通荷载震动、水流及风载循环作用下均会造成桩周砂土的液化，进而使桩体产生不均匀沉降，严重影响大桥的安全运行。为此，采用超长大直径后压浆技术，桩长设计为80~110m，桩径设置为2.2m。
[0003]桩体后压浆技术始于20世纪60年代，是指用压浆设备将改性浆液（通常是水泥浆液）通过桩身预埋的压浆管注到桩端（桩侧）岩土体中的一种施工技术。运用该技术可以有效改善钻孔灌注桩的桩底沉渣和桩侧泥皮等先天缺陷，以相对较低的成本较大幅度提高灌注桩的承载能力。传统的注浆浆液以水泥浆液为主，但是水泥的生产会造成环境污染，且普通水泥浆液存在凝固时间慢、与土体胶结能力差、抗渗性能弱、耐久性不足等问题，不满足黄河流域生态保护和高质量发展的要求。而随着化学注浆材料的不断发展，由于高聚物注浆材料具有凝结时间短、粘度低、耐久性好、环保、无需养护、早期强度高，且具有减震隔振的优良性能，已被广泛的应用于堤防加固、路基加固、高铁轨道板抬升及排水管道修复等领域。继续开发一种适用于大直径超长灌注桩后压浆的施工方法，特别是一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工方法。
[0004]在本专利技术之前，专利技术人已公开了一项中国专利技术专利“一种用于土体防渗加固的渗透胶结型聚氨酯注浆材料”（ZL202010609031.2），该高聚物材料不仅在土体中具较好的渗透性能、遇水微膨胀、凝结时间可控，同时也继承了传统高聚物材料耐久性好、环保节能、早期强度高、无需养护及减震隔振等优良性能。中国专利技术专利“一种高聚物材料后注浆挤扩灌注桩施工方法”（ZL201210082894.4）公开了一种利用在钢筋笼上布置注浆布袋，然后注射非水反应类膨胀型高聚物材料，形成挤扩支盘、扩底灌注桩，来达到提高承载力的目的，且具有环保、耐久的特点。但是，该方法中所用高聚物为膨胀型非水反应高聚物，由于该材料反应速率过快在注浆管中的反应距离10m 左右，仅适用于短桩的承载性能的提升。此外，该方法是通过挤密和扩体的方法来提高桩体承载性能，未改善钻孔灌注桩的桩底沉渣和桩侧
泥皮等先天缺陷，不利用灌注桩承载性能时效性提升。中国专利技术专利“海上钢管桩分布式后压浆装置与气式压浆组件及施工方法”（ZL 202010380772.8）公开了一种海上钢管桩分布式后压浆装置与气式压浆组件及施工方法，实现了超长桩分布式后压浆，但该专利技术中以水泥将为压浆材料，而本专利技术中所用的渗透型高聚物材料遇水反应会堵塞压浆管，导致压浆管不能再利用，不能实现超长桩后压浆。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统及方法，能够进行分段式的后压注浆，从而实现超长灌注桩的桩侧高聚物注浆作业，解决了传统注浆技术无法超长距离注浆、传统水泥注浆养护时间长、早期强度低等问题。
[0006]为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，包括：布设于桩体的钢筋笼周向的多根分段式压浆管；桩侧压浆头，在各所述分段式压浆管的长度方向上间隔布设有多个桩侧压浆头，所述桩侧压浆头与分段式压浆管连通，所述桩侧压浆头上设置有单向止浆单元，所述单向止浆单元用于阻止外部液体通过桩侧压浆头流入分段式压浆管内；上密封气囊；下密封气囊，所述上密封气囊和下密封气囊上下相对设置在所述分段式压浆管内，所述上密封气囊、下密封气囊和分段式压浆管内壁之间形成注浆腔室，在所述上密封气囊与下密封气囊之间连接有气管，所述气管上开设有与上密封气囊和下密封气囊对应的抽排气孔，在所述气管的外端部设置有气泵；注浆管，所述注浆管的外端部设置有第一三通阀，所述第一三通阀的第二端口连接有注浆单元，所述第一三通阀的第三端口为排空口；所述注浆管的内端部与注浆腔室连通；以及出浆管，所述出浆管的外端部设置有第二三通阀，所述第二三通阀的第二端口连接有抽排泵，所述第二三通阀的第三端口为排空口；所述出浆管的内端部与注浆腔室连通；所述上密封气囊与所述下密封气囊之间的距离小于等于相邻两桩侧压浆头之间的距离。
[0007]根据本专利技术超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，优选地，所述单向止浆单元为设置在所述桩侧压浆头内的单向阀。
[0008]根据本专利技术超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，优选地，所述单向止浆单元包括设置在桩侧压浆头的端部的锥形止浆塞和设置在止浆塞与分段式压浆管之间的拉伸弹簧。
[0009]根据本专利技术超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，优选地，所述下密封气囊的底部设置有配重块。
[0010]根据本专利技术超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，优选地，所述注浆单元包括依次设置的储料箱、注浆机和注浆枪，所述注浆机与注浆枪之间通过提料管连接，所述注浆枪的出料端与第一三通阀的第二端口连接。
[0011]根据本专利技术超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，优选地，所述钢筋笼周向设置有2
‑
5根分段式压浆管，至少一根分段式压浆管为补注压浆管。
[0012]根据本专利技术超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，优选地，在所述注浆管和出浆管均为透明软管，在所述注浆管和出浆管的底部均设置有滤网，所述止浆塞、上密封气囊和下密封气囊均为橡胶材质，所述气管为透明软管，所述上密封气囊和下密封气囊均与气管固定连接，上密封气囊和下密封气囊之间的气管长度小于等于相邻两桩侧压浆头的距离，所述气管上设置有刻度线。
[0013]一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工方法，用于向桩体混凝土的外周压注高聚物，利用上述的超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统进行分段式后压浆施工，具体包括以下步骤：a、待浇筑的桩体混凝土初凝完毕，组装超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统；b、放置上密封气囊和下密封气囊至分段式压浆管中，并使得注浆腔室与分段式压浆管的最下端的桩侧压浆头对应，对上密封气囊和下密封气囊充气；c、先通过抽排泵对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，其特征在于，包括：布设于桩体的钢筋笼周向的多根分段式压浆管；桩侧压浆头，在各所述分段式压浆管的长度方向上间隔布设有多个桩侧压浆头，所述桩侧压浆头与分段式压浆管连通，所述桩侧压浆头上设置有单向止浆单元，所述单向止浆单元用于阻止外部液体通过桩侧压浆头流入分段式压浆管内；上密封气囊；下密封气囊，所述上密封气囊和下密封气囊上下相对设置在所述分段式压浆管内，所述上密封气囊、下密封气囊和分段式压浆管内壁之间形成注浆腔室，在所述上密封气囊与下密封气囊之间连接有气管，所述气管上开设有与上密封气囊和下密封气囊对应的抽排气孔，在所述气管的外端部设置有气泵；注浆管，所述注浆管的外端部设置有第一三通阀，所述第一三通阀的第二端口连接有注浆单元，所述第一三通阀的第三端口为排空口；所述注浆管的内端部与注浆腔室连通；以及出浆管，所述出浆管的外端部设置有第二三通阀，所述第二三通阀的第二端口连接有抽排泵，所述第二三通阀的第三端口为排空口；所述出浆管的内端部与注浆腔室连通；所述上密封气囊与所述下密封气囊之间的距离小于等于相邻两桩侧压浆头之间的距离。2.根据权利要求1所述的超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，其特征在于，所述单向止浆单元为设置在所述桩侧压浆头内的单向阀。3.根据权利要求1或2所述的超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，其特征在于，所述单向止浆单元包括设置在桩侧压浆头的端部的锥形止浆塞和设置在止浆塞与分段式压浆管之间的拉伸弹簧。4.根据权利要求1所述的超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，其特征在于，所述下密封气囊的底部设置有配重块。5.根据权利要求1所述的超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，其特征在于，所述注浆单元包括依次设置的储料箱、注浆机和注浆枪，所述注浆机与注浆枪之间通过提料管连接，所述注浆枪的出料端与第一三通阀的第二端口连接。6.根据权利要求1所述的超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，其特征在于，所述钢筋笼周向设置有2
‑
5根分段式压浆管，至少一根分段式压浆管为补注压浆管。7.根据权利要求1所述的超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，其特征在于，在所述注浆管和出浆管均为透明软管，在所述注浆管和出浆管的底部均设置有滤网，所述止浆塞、上密封气囊和下密封气囊均为橡胶材质，所述气管为透明软管，所述上密封气囊和下密封气囊均与气管固定连接，上密封气囊和下密封气囊之间的气管长度小于等于相邻两桩侧压浆头...

【专利技术属性】
技术研发人员：李攀，石明生，夏洋洋，潘华，陈泰旭，薛冰寒，王超杰，解辛辉，孟君君，裴洋洋，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：