本发明专利技术公开了一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置及其施工方法，其通过管桩外侧设置一层土工布，并根据溶洞或土洞位置将土工布分段固定在管桩的侧壁，土工布与管桩围合形成注浆空腔，通过注浆泵将水泥浆分段注入注浆空腔，能够形成不充填溶洞或土洞的桩侧注浆体，且注浆体与管桩直接接触，不会因溶洞结构和连通性不明而浆液大量流失，使工程造价升高，桩侧注浆加固效果也能得到一定保障，使大直径管桩的桩侧摩阻力得到充分发挥。本发明专利技术公开的不充填溶洞的管桩分段注浆装置及其施工方法具有结构简单、技术原理明确、实用性和可操作性强等优点。优点。优点。
【技术实现步骤摘要】
一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置及其施工方法
[0001]本专利技术属于桩基工程施工
，具体涉及一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置及其施工方法。
技术介绍
[0002]PHC管桩具有成桩速度快、工程造价低和桩身质量好等优点，工程上广泛应用。但传统静压法和锤击法管桩挤土效应显著，一般适用于沉桩阻力较小的非坚硬土层与局部全强风化岩层，桩径通常为300mm～600mm，单桩承载力特征值小于3000kN。为扩大PHC管桩的应用范围，我国自主研发了大直径随钻跟管桩施工方法(专利号：2007100290235)。随钻跟管桩施工方法是借助一体化施工装备，在钻进成孔的同时将大直径PHC管桩同步沉入钻孔内，岩土渣通过螺旋钻杆从管桩内腔排出，实现了钻孔+沉管+排土同步的非挤土高效沉桩；待沉桩至设计标高后，在桩端灌注混凝土封底和桩侧注浆，形成大直径随钻跟管桩基础。主要技术特点为：钻孔孔径略大于桩径，实现了非挤土沉桩施工和大直径PHC管桩嵌入中微风化岩层；利用预应力管桩的桩身护壁替代旋挖灌注桩泥浆护壁，消除了泥浆污染环境的不良影响；适用桩径为800mm～1400mm的PHC管桩，单桩承载力特征值可达到23000kN。此外，针对岩溶地区，配套研发了相关设备及施工方法(专利号：202110711933.1)，实现了大直径管桩在岩溶地区的应用。然而，在岩溶地区大直径管桩的桩侧注浆存在注浆液流失问题。
[0003]针对岩溶地区浆液流失问题，前人研发了多种桩侧注浆技术。例如，一种带防水帆布注浆扩底灌注桩结构及其施工工艺(申请号：202110022484X)和液压挤扩联合囊袋注浆桩身扩大加筋钻孔灌注桩施工方法(专利号：2019103440877)等。这类专利主要是采用不透水囊袋或帆布作为注浆挤扩装置，进而起到加固桩基的作用，并且应用于岩溶地区可以有效解决漏浆的问题。但这类专利主要针对钻孔灌注桩，且因双层囊袋的隔离作用使注浆体与桩身和周围土体未直接接触，削弱了桩身与注浆体及周围土体的粘结强度。另外，针对岩溶地区管桩的桩侧注浆，一种用于岩溶地区的大直径管桩施工设备及方法(专利号：202110711933.1)通过在溶洞上方位置管桩外侧内嵌筒形橡胶气囊，阻断桩侧注浆的浆液流向溶洞，但这种方法无法对溶洞下方段进行桩侧注浆，不利于桩侧摩阻力的发挥。
技术实现思路
[0004]本专利技术为了解决大直径管桩在岩溶地区桩侧注浆的浆液流失问题，提出了一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置及其施工方法，该装置及方法不会因溶洞结构和连通性不明而浆液大量流失，能充分发挥大直径管桩的桩侧摩阻力。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其包括管桩，所述管桩由多节管桩单元沿桩基的高度方向依次连接而成，所述管桩单元的内部预埋有注浆管和排水排气管；在最上节的管桩单元的顶部设有与所述注浆管连接的注浆口以及与所述排水排气管连接的排水排气口；所述管桩的外侧套设有一层土工布，所述土工布在溶洞或土洞位置上呈隔开分段
设置，所述土工布与所述管桩围合形成有注浆空腔；在最下节的管桩单元的底端侧面和在溶洞或土洞上方的管桩单元的侧面分别设有出浆口，所述出浆口分别与所述注浆空腔和所述注浆管连通；在最上节的管桩单元的顶端侧面和在溶洞或土洞下方的管桩的侧面分别设有与所述注浆空腔连通的疏水疏气口，所述疏水疏气口分别与所述注浆空腔和所述排水排气管连通；所述注浆空腔内灌注有水泥浆，所述水泥浆凝固后形成不充填溶洞或土洞的桩侧注浆体。
[0007]作为本专利技术的优选方案，位于最上节的管桩单元顶部的注浆口外接有注浆泵；位于最上节的管桩单元顶部的排水排气口外接有控压阀。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述土工布为微渗浆土工布或不透水土工布。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述管桩单元的上下两端设置有端板，位于最下接的管桩单元的下端端板上固设有桩靴，所述桩靴的外径比管桩的外径大。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述土工布由多段土工布单元而成，每一段所述土工布单元一一对应地套设在每一节所述管桩单元的外侧，每节所述管桩单元的底端侧面设有出浆口；每节所述管桩单元的顶端侧面设有疏水疏气口。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述管桩或所述管桩单元的上下两端侧面和在溶洞或土洞上方及下方的管桩单元的侧面均设有桩套箍，所述桩套箍的外侧设有固定槽，所述土工布通过紧固件固定在固定槽上。
[0012]作为本专利技术的优选方案，相邻的两个所述管桩单元中的注浆管或排水排气管之间均通过钢套筒连接。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述注浆管或所述排水排气管均为第一胶管，所述管桩或所述管桩单元的上下两端侧面和在溶洞或土洞上方及下方的管桩单元的侧面均形成有与所述桩套箍匹配连接的半圆凹槽，所述第一胶管的两端自所述管桩伸出至所述半圆凹槽，所述钢套筒焊接在所述桩套箍的内侧，所述第一胶管的外径小于所述钢套筒的内径，所述第一胶管插入所述钢套筒内并通过涂抹结构胶粘接固定。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述注浆口或所述排水排气口由相应位置的钢套筒远离所述第一胶管的一端伸至管桩端板形成；位于所述管桩单元的底端侧面的出浆口以及位于在溶洞或土洞上方的管桩单元侧面的出浆口是由第二胶管连接相应位置的钢套筒后从所述管桩单元的侧面伸出至所述注浆空腔内形成；位于所述管桩单元的顶端侧面的疏水疏气口以及位于在溶洞或土洞上方的管桩单元侧面的疏水疏气口是由第三胶管连接相应位置的钢套筒后从所述管桩单元的侧面伸出至所述注浆空腔内形成。
[0015]另外，本专利技术还提供了一种不充填溶洞的管桩分段注浆施工方法，其包括如下步骤：
[0016]S1、超前钻：在打桩之前，先在桩基位置进行超前钻探，确定溶洞或土洞的埋深、大小信息；
[0017]S2、安装土工布：在预埋有注浆管和排水排气管的管桩外侧围套上土工布；所述土工布在溶洞或土洞位置上呈隔开分段设置；
[0018]S3、钻孔沉桩施工：借助随钻跟管桩沉桩设备和扩孔钻头进行最下节的管桩单元的钻孔沉桩施工；扩孔钻头的钻孔外径比管桩的外径大，在钻进成孔的同时，管桩逐步沉入孔内，直至管桩沉至桩顶距离地面1.5m；
[0019]S4、接桩：通过吊装将安装有土工布的上节管桩单元与下节管桩单元对齐，并采用电焊进行上、下两节管桩单元接桩施工；待接桩施工完成后，上、下节管桩单元的注浆管和排水排气管通过钢套筒连接导通；
[0020]S5、中间管桩和最上节管桩沉桩施工：重复步骤S3和步骤S4，直至单根桩基础施工完成；
[0021]S6、桩端混凝土封底：首先，利用清渣抖，清除管桩内腔泥土渣；然后，将钢导管下放至距离桩底面250mm～500mm，水下灌注封底混凝土；
[0022]S7、分段桩侧注浆施工：按设计水灰比在搅拌桶内制作水泥浆；待水泥浆搅拌均匀后，打开控压阀和注浆阀，借助注浆泵将水泥浆注入管桩与土工布所围合形成的注浆空腔内，直至水泥浆从控压阀流出；其中，设置控压阀的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，包括管桩，所述管桩由多节管桩单元沿桩基的高度方向依次连接而成，所述管桩单元的内部预埋有注浆管和排水排气管；在最上节的管桩单元的顶部设有与所述注浆管连接的注浆口以及与所述排水排气管连接的排水排气口；所述管桩的外侧套设有一层土工布，所述土工布在溶洞或土洞位置上呈隔开分段设置，所述土工布与所述管桩围合形成有注浆空腔；在最下节的管桩单元的底端侧面和在溶洞或土洞上方的管桩单元的侧面分别设有出浆口，所述出浆口分别与所述注浆空腔和所述注浆管连通；在最上节的管桩单元的顶端侧面和在溶洞或土洞下方的管桩的侧面分别设有与所述注浆空腔连通的疏水疏气口，所述疏水疏气口分别与所述注浆空腔和所述排水排气管连通；所述注浆空腔内灌注有水泥浆，所述水泥浆凝固后形成不充填溶洞或土洞的桩侧注浆体。2.如权利要求1所述的一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，位于最上节的管桩单元顶部的注浆口外接有注浆泵；位于最上节的管桩单元顶部的排水排气口外接有控压阀。3.如权利要求1所述的一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，所述土工布为微渗浆土工布或不透水土工布。4.如权利要求1所述的一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，所述管桩单元的上下两端设置有端板，位于最下接的管桩单元的下端端板上固设有桩靴，所述桩靴的外径比管桩的外径大。5.如权利要求1至4任一项所述的一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，所述土工布由多段土工布单元而成，每一段所述土工布单元一一对应地套设在每一节所述管桩单元的外侧，每节所述管桩单元的底端侧面设有出浆口；每节所述管桩单元的顶端侧面设有疏水疏气口。6.如权利要求5所述的一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，所述管桩或所述管桩单元的上下两端侧面和在溶洞或土洞上方及下方的管桩单元的侧面均设有桩套箍，所述桩套箍的外侧设有固定槽，所述土工布通过紧固件固定在固定槽上。7.如权利要求6所述的一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，相邻的两个所述管桩单元中的注浆管或排水排气管之间均通过钢套筒连接。8.如权利要求7所述的一种不充填溶洞的管桩分段注浆装置，其特征在于，所述注浆管或所述排水排气管均为第一胶管，所述管桩或所述管桩单元的上下两端侧面和在溶洞或土洞上方及...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐孟雄，李波，凌造，胡贺松，刘春林，苏定立，
申请(专利权)人：广州市建筑集团有限公司广州市建筑科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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