【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桩注浆施工，特别涉及一种用于钢管桩桩端注浆的止回注浆管及其使用方法。
技术介绍
1、桩端后注浆工艺是一种常见的桩基加固施工工艺，其主要目的是加强钢管桩桩身与土壤之间的粘结力，提高桩基的承载力和稳定性。钢管桩通常采用振动沉桩方式施工，尤其是采用近年来引进的高频免共振沉桩方式进行施工。采用高频免共振工艺进行沉桩施工虽然能极大提高沉桩效率，但是，钢管桩周围土体因发生结构性破坏而暂时丧失强度，沉桩后其承载力下降显著且在很长一段时间内不能恢复。
2、为了解决上述问题，通过在钢管桩桩身内安装注浆导管对桩端土体进行注浆提升桩端阻力，从而增大钢管桩的承载力。然而，由于桩端对应土层较深，注浆时受到外部土体阻力较大，在每次撤泵、换泵停止注浆期间，易发生外部浆液混合部分土体回流至注浆管内的情况，导致注浆管堵塞，严重影响注浆效果。
技术实现思路
1、针对通过安装于钢管桩桩身内的注浆导管对桩端进行注浆，易发生外部浆液混合部分土体回流至注浆管内，严重影响注浆效果的问题。本专利技术的目的是提供一种止回注浆管及其使用方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种止回注浆管，它包括：连接为一体并相连通的注浆头和注浆主管，注浆主管的另一端连接于钢管桩，所述注浆头包括外壳及设置于其内腔的止回组件；
3、外壳由沿注浆主管轴线方向设置的半球形壳体和圆锥形壳体连接为一体制成，且外壳内外表面均平滑过渡，半球形壳体的另一端设有与注浆主管连通的注浆口，圆锥形壳体的另一
4、止回组件包括沿注浆主管轴线设置的弧形挡块、连杆、弹簧及支座，弹簧套设于连杆，连杆的一端固定于用于封堵注浆口的弧形挡块，连杆的另一端贯穿支座，支座支撑于圆锥形壳体内壁。
5、本专利技术的止回注浆管，包括连接为一体并相连通的注浆头和注浆主管，注浆头的外壳由半球形壳体和圆锥形壳体连接并制成一体，两者连接处平滑过渡，注浆头的水滴形形状设计能够将其内壁阻力降到最低，保证浆液流过注浆主管和注浆头时的注浆压力损失最小；设置于外壳内腔的止回组件包括沿注浆主管轴线设置的连杆，套设于连杆的弹簧，连接于连杆一端的弧形挡块及穿过连杆另一端的支座，支座支撑于圆锥形壳体内壁，支座能够保证弹簧变形过程中不发生偏移；注浆时，钢管桩内的浆液流过注浆头并通过其端部的出浆口注入桩端土体内，保证浆液平稳过流，沿程壁面阻力最小，注浆压力损失最小；停止注浆时，弧形挡块在弹簧弹力作用下复位并封堵半球形壳体端部的注浆口，此时，弹簧尚处于压缩状态，使注浆头的注浆口保持闭合状态，保证钢管桩外部浆液无法进入注浆主管内，自动实现浆液止回，提高了桩端后注浆工艺的施工质量。
6、进一步的，所述弹簧的弹性系数k需满足如下公式：
7、
8、其中，p为注浆压力设计的最小值；
9、r为注浆主管的内半径；
10、l为弹簧能压缩的最大变形量。
11、进一步的，当所述弹簧受到浆液压力而收缩至最小时，注浆头横截面内半径减去弧形挡块半径等于注浆主管内半径。
12、进一步的，所述止回组件还包括限位环一和限位环二，限位环一固定于弧形挡块的中央，限位块二固定于支座的中央，弹簧的两端分别套设于限位环一和限位环二。
13、进一步的，所述弧形挡块的靠近注浆主管的弧形侧面与半球形壳体外表面光滑过渡。
14、进一步的，所述支座包括套管及沿套管轴线径向分布的多个支腿，套管中部设有通孔，连杆贯穿通孔并能够沿支座移动，支腿的末端支撑于圆锥形壳体内壁。
15、另外，本专利技术还提供了一种止回注浆管的使用方法，步骤如下：
16、根据设计注浆压力、注浆主管尺寸计算止回组件中弹簧的弹性系数，组装止回注浆管，将止回注浆管竖向设置并安装于钢管桩顶端，注浆主管与钢管桩端部连接并连通，注浆时，浆液沿注浆主管注入，弧形挡块在浆液的压力下向上移动，注浆口打开，浆液流过注浆头内腔，经出浆口流入桩端土体；停止注浆时，弧形挡块在弹簧弹力作用下回复原位，注浆口闭合。
17、本专利技术的止回注浆管的使用方法，将止回注浆管竖向设置并安装于钢管桩顶端，注浆主管与钢管桩端部连接并连通，注浆时，浆液沿注浆主管注入，弧形挡块在浆液的压力下向上移动，注浆口打开，浆液流过注浆头内腔并经出浆口流入桩端土体，增大钢管桩的承载力；停止注浆时，弧形挡块在弹簧弹力作用下回复原位，注浆口闭合；在注浆时，钢管桩内的浆液通过设置于圆锥形壳体端部的出浆口注入桩端土体内，浆液平稳流过注浆头，沿程壁面阻力最小，浆液压力损失较最小；停止注浆时，弧形挡块在弹簧弹力作用下闭合封堵注浆口，使注浆头的注浆口保持闭合状态，保证钢管桩外部浆液无法进入注浆主管内，自动实现浆液止回，从而提高了桩端后注浆工艺的施工质量。
18、进一步的，所述弹簧的弹性系数k需满足如下公式：
19、
20、其中，p为注浆压力设计的最小值；
21、r为注浆主管的内半径；
22、l为弹簧能压缩的最大变形量。
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1.一种止回注浆管，其特征在于，包括：连接为一体并相连通的注浆头和注浆主管，注浆主管的另一端连接于钢管桩，所述注浆头包括外壳及设置于其内腔的止回组件；
2.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：所述弹簧的弹性系数k需满足如下公式：
3.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：当所述弹簧受到浆液压力而收缩至最小时，注浆头横截面内半径减去弧形挡块半径等于注浆主管内半径。
4.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：所述止回组件还包括限位环一和限位环二，限位环一固定于弧形挡块的中央，限位块二固定于支座的中央，弹簧的两端分别套设于限位环一和限位环二。
5.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：所述弧形挡块的靠近注浆主管的弧形侧面与半球形壳体外表面光滑过渡。
6.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：所述支座包括套管及沿套管轴线径向分布的多个支腿，套管中部设有通孔，连杆贯穿通孔并能够沿支座移动，支腿的末端支撑于圆锥形壳体内壁。
7.如权利要求1至6任一项所述止回注浆管的使用方法，其特征在于，步
8.根据权利要求7所述的止回注浆管的使用方法，其特征在于：所述弹簧的弹性系数k需满足如下公式：
...【技术特征摘要】
1.一种止回注浆管，其特征在于，包括：连接为一体并相连通的注浆头和注浆主管，注浆主管的另一端连接于钢管桩，所述注浆头包括外壳及设置于其内腔的止回组件；
2.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：所述弹簧的弹性系数k需满足如下公式：
3.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：当所述弹簧受到浆液压力而收缩至最小时，注浆头横截面内半径减去弧形挡块半径等于注浆主管内半径。
4.根据权利要求1所述的止回注浆管，其特征在于：所述止回组件还包括限位环一和限位环二，限位环一固定于弧形挡块的中央，限位块二固定于支座的中央...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓密，尤佳，陈峰军，王虓，王小峰，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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