本發(fā)明涉及一種注漿裝置、擴(kuò)底預(yù)制管樁、擴(kuò)底灌注樁及其施工方法，屬于土木工程樁基領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

擴(kuò)底樁能夠提高單樁容許承載力、降低工程造價，在國內(nèi)樁基工程中受到青睞。擴(kuò)底樁又分為擴(kuò)底灌注樁和擴(kuò)底預(yù)制樁，均是通過設(shè)置注漿袋和注漿管進(jìn)行擴(kuò)底注漿。注漿管用以向設(shè)置在擴(kuò)底樁底部的束漿袋壓送水泥漿，束漿袋采用透水材料，析出多余水分并束縛水泥漿形成水泥漿擴(kuò)大體。

在成孔和擴(kuò)孔施工中，常需采用泥漿護(hù)壁。有時泥漿會進(jìn)入束漿袋并堵塞注漿管的底部，使后續(xù)注漿工序無法進(jìn)行。而且，在預(yù)制樁外側(cè)設(shè)置束漿袋和注漿管，不利于預(yù)制樁下放，影響成樁的可靠性。現(xiàn)亟需解決施工中存在的泥漿堵塞注漿管、預(yù)制樁不易下放的問題。

另外，傳統(tǒng)的施工工藝在鉆探成孔過程中產(chǎn)生大量泥漿，污染周圍環(huán)境，而且在施工中還需要用水泥砂漿置換出樁身與孔壁間的泥漿，這需要浪費(fèi)大量的水泥砂漿。因此，亟需一種新型擴(kuò)底預(yù)制管樁的施工工藝替代施工效率低、成孔時間長、材料消耗大的傳統(tǒng)的施工工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對擴(kuò)底樁施工中注漿管易堵塞等技術(shù)難題，本發(fā)明提供了一種注漿裝置，采用新型注漿噴頭，所述注漿噴頭能夠防止泥漿通過束漿袋進(jìn)入注漿管中，從而有效解決了注漿管易堵塞的技術(shù)難題，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便的優(yōu)點(diǎn)。同時，本發(fā)明還提供了改進(jìn)型擴(kuò)底預(yù)制管樁，包括擴(kuò)底鋼管樁和擴(kuò)底混凝土樁，從而將注漿裝置更好地應(yīng)用于擴(kuò)底預(yù)制管樁。另外，本發(fā)明還提供了擴(kuò)底預(yù)制樁的施工方法，先制備水泥土攪拌樁樁體，然后采用靜壓方式將預(yù)制樁植入，與傳統(tǒng)的施工工藝相比，該施工工藝可以縮小成孔直徑、減短樁長，具有環(huán)保、高效、節(jié)材的優(yōu)點(diǎn)。同時，本發(fā)明還提供了一種擴(kuò)底灌注樁的施工工藝。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明包括如下技術(shù)方案：

一種注漿裝置，用于為擴(kuò)底樁壓送水泥漿，所述注漿裝置包括注漿管和注漿噴頭，所述注漿噴頭一端與所述注漿管固定連接，另一端封閉設(shè)置，在所述注漿噴頭的側(cè)壁上設(shè)置有出漿孔，在所述出漿孔對應(yīng)的所述注漿噴頭四周包裹有密封層。

進(jìn)一步，所述出漿孔與所述密封層之間設(shè)置有釘子，所述釘子包括釘體和釘帽，所述釘體位于所述出漿孔內(nèi)，所述頂帽的直徑大于所述出漿孔的直徑，所述釘帽覆蓋所述出漿孔。

優(yōu)選為，所述的釘帽的直徑為所述出漿孔直徑的1.1～1.8倍。

本發(fā)明還公開了一種擴(kuò)底預(yù)制管樁，所述擴(kuò)底預(yù)制管樁為擴(kuò)底鋼管樁，所述鋼管樁底部端頭設(shè)置有第一封板，在所述第一封板上方設(shè)置有第二封板，所述第一封板與所述第二封板之間的鋼管樁的側(cè)壁上設(shè)置有出漿口；所述鋼管樁內(nèi)還設(shè)置有如權(quán)利要求1-3任一項所述的注漿裝置，所述注漿裝置穿過所述第二封板，所述注漿噴頭的所述出漿孔位于所述第一封板與所述第二封板之間。

進(jìn)一步，所述出漿口對應(yīng)的所述鋼管樁的外部側(cè)壁上覆蓋有單層束漿袋。

進(jìn)一步，所述的鋼管樁內(nèi)還設(shè)置有泥漿置換管，所述泥漿置換管穿過所述第一樁底封板和第二樁底封板，并與所述第一封板和第二封板之間密封設(shè)置。

本發(fā)明還公開了一種擴(kuò)底預(yù)制管樁，所述擴(kuò)底預(yù)制管樁為擴(kuò)底混凝土管樁，所述混凝土管樁底端設(shè)置有鋼圈，所述鋼圈下方焊接有封板裝置，所述封板裝置是由上封板、下封板和側(cè)封板圍成的腔體結(jié)構(gòu)，所述側(cè)封板上設(shè)置有出漿口；所述擴(kuò)底混凝土管樁內(nèi)還設(shè)置有如權(quán)利要求1-3任一項所述的注漿裝置，所述注漿裝置穿過所述上封板，所述注漿噴頭的所述出漿孔位于所述封板裝置中。

進(jìn)一步，所述出漿口對應(yīng)的所述出漿裝置的外部側(cè)壁上覆蓋有單層束漿袋。

進(jìn)一步，所述的混凝土管樁內(nèi)還設(shè)置有泥漿置換管，所述泥漿置換管穿過所述上封板和下封板，并與所述上封板和下封板之間密封設(shè)置。

相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種擴(kuò)底預(yù)制管樁的施工方法，所述擴(kuò)底預(yù)制管樁為權(quán)利要求4至6任一項所述的擴(kuò)底鋼管樁或權(quán)利要求7至9任一項所述的擴(kuò)底混凝土管樁，所述施工方法包括如下步驟，

S11.采用單管水泥土攪拌樁機(jī)鉆進(jìn)，在鉆頭處直噴或旋噴水泥漿液與地基土進(jìn)行反復(fù)攪拌混合，形成柱狀水泥土攪拌樁樁體；

S12.制備擴(kuò)底預(yù)制管樁，并在所述預(yù)制管樁的樁身底部的側(cè)壁上綁扎束漿袋；

S13.用靜壓樁機(jī)將步驟S12中的預(yù)制管樁植入水泥土攪拌樁中；

S14.待水泥土養(yǎng)護(hù)16～24小時后，采用高壓注漿泵將水泥砂漿由注漿管注入預(yù)制管樁樁底的束漿袋中，束漿袋在高壓水泥砂漿作用下不斷擴(kuò)張，擠壓預(yù)制管樁周圍土體，最終在預(yù)制管樁底部端頭周邊形成水泥漿擴(kuò)大體。

本發(fā)明還公開了一種擴(kuò)底灌注樁，所述擴(kuò)底灌注樁包括由鋼筋籠和混凝土形成的樁體，以及設(shè)置于灌注樁底部的水泥漿擴(kuò)大體，所述水泥漿擴(kuò)大體采用如權(quán)利要求1-3任一項所述的注漿裝置施工而成。

相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種擴(kuò)底灌注樁的施工方法，所述施工方法包括如下步驟，

S21.用鉆機(jī)鉆孔，至設(shè)計標(biāo)高后，進(jìn)行底部擴(kuò)孔；

S22.制備鋼筋籠，并在鋼筋籠內(nèi)綁扎如權(quán)利要求1-3任一項所述的注漿裝置，并在鋼筋籠底部綁扎束漿袋，注漿孔對應(yīng)位置的注漿噴頭伸入束漿袋中；

S23.將步驟S22中制備的鋼筋籠下放到鉆孔中，并向鉆孔中灌注混凝土，制備混凝土灌注樁；

S24.通過注漿裝置壓送水泥漿，束漿袋擴(kuò)張并擠壓周圍土體，最終在灌注樁底部端頭周邊形成水泥漿擴(kuò)大體。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

(1)本發(fā)明提供的注漿裝置，通過設(shè)置出漿孔和密封層，能有效防止水泥漿由束漿袋進(jìn)入注漿裝置中，有效解決了注漿管易堵塞的問題，結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠；

(2)本發(fā)明提供的改進(jìn)型擴(kuò)底鋼管樁和擴(kuò)底混凝土管樁，能夠很好地保護(hù)注漿噴頭，并有利于樁身下放；

(3)本發(fā)明提供了擴(kuò)底預(yù)制管樁的施工方法，先制備水泥土攪拌樁樁體，然后采用靜壓方式將預(yù)制樁植入，與傳統(tǒng)的施工工藝相比，該施工工藝可以縮小成孔直徑、減短樁長，具有環(huán)保、高效、節(jié)材的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例提供的注漿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實施例提供的注漿裝置的剖視圖；

圖3為圖2中G區(qū)域放大圖；

圖4為本發(fā)明第二實施例提供的擴(kuò)底鋼管樁的剖視圖；

圖5為本發(fā)明第三實施例提供的擴(kuò)底混凝土管狀的剖視圖；

圖6為本發(fā)明第四實施例提供的一種擴(kuò)底預(yù)制管樁的施工方法的流程圖；

圖7為本發(fā)明第五實施例提供的一種擴(kuò)底混凝土管樁的施工方法的流程框。

圖中標(biāo)號如下：

注漿裝置100；注漿管110；注漿噴頭120；鋼板121；出漿孔122；密封層130；釘子140；

鋼管樁200；第一封板210；第二封板220；出漿口230；束漿袋240；泥漿置換管250；

混凝土管樁300；鋼圈310；封板裝置320；上封板321；下封板322；側(cè)封板323；出漿口324；束漿袋330；泥漿置換管340。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的注漿裝置、擴(kuò)底預(yù)制管樁、擴(kuò)底灌注樁及其施工方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。結(jié)合下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

還需要說明的是，在本發(fā)明中，“擴(kuò)底樁”包括擴(kuò)底預(yù)制管樁和擴(kuò)底灌注樁，其中擴(kuò)底預(yù)制管樁又包括擴(kuò)底鋼管樁和擴(kuò)底混凝土管樁。本發(fā)明主要涉及以下內(nèi)容：(1)一種注漿裝置；(2)與注漿裝置配套的改進(jìn)型擴(kuò)底預(yù)制管樁及其施工方法；(3)利用注漿裝置制備擴(kuò)底灌注樁及其施工方法。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的發(fā)明要點(diǎn)做進(jìn)一步闡述。

實施例一

請參閱圖1至圖3，其中圖1為本實施例所提供的注漿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實施例中注漿裝置的剖視圖，圖3為圖2中G區(qū)域的放大圖。下面將結(jié)合圖1至圖3對本發(fā)明的要點(diǎn)做進(jìn)一步說明。

注漿裝置100包括注漿管110和注漿噴頭120，注漿噴頭120底部通過焊接鋼板121密封設(shè)置，另一端與注漿管110固定連接，在注漿噴頭120的側(cè)壁上設(shè)置有出漿孔122，在注漿噴頭120外部包裹用于封堵所述出漿孔122的密封層130。作為舉例，密封層130為膠帶或橡膠帶等彈性材料。本實施例中，密封層130包裹住出漿孔122，防止泥漿通過注漿孔122進(jìn)入注漿噴頭120中，同時，在擴(kuò)底施工時，高壓水泥漿能夠沖開密封層130從出漿孔122噴出。

為防止注漿噴頭120外側(cè)的泥漿壓力過大，擠壓密封層130致使密封層130在出漿口122處形成開口，優(yōu)選的實施方式為，在出漿孔122與密封層130之間設(shè)置有釘子140，釘子140包括釘體和釘帽，釘體位于出漿孔122內(nèi)，頂帽的直徑大于出漿孔122的直徑，釘帽覆蓋住出漿孔122。該實施方式，注漿噴頭120外側(cè)的泥漿壓力由釘帽傳遞至注漿噴頭120的側(cè)壁上，有效避免彈性的密封層130在出漿孔122處形成開口，而且擴(kuò)底施工時高壓水泥漿能夠沖開釘子140，并沖開密封層130，從出漿孔122噴出。為使釘帽有效覆蓋出漿孔122，且使高壓水泥漿易于沖開釘子140，優(yōu)選為，釘帽的直徑為出漿孔直徑的1.1～1.8倍。

作為舉例，注漿管110可采用直徑為25mm鋼管制作，接頭采用絲扣連接；注漿裝置100的底部20cm為注漿噴頭120，采用鉆頭均勻鉆出4排共16個間距3cm、直徑3mm的注漿孔122；用圖釘將注漿孔122堵嚴(yán)，外面套上同直徑的彈性橡膠管，在兩端用膠帶封嚴(yán)；當(dāng)注漿時注漿噴頭120中的高壓水泥漿將車胎迸裂、圖釘彈出，水泥漿通過注漿孔122流出。

實施例二

請參閱圖4，其中圖4為本實施例所提供的擴(kuò)底鋼管樁的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，鋼管樁200底部端頭設(shè)置有第一封板210和第二封板220，第一封板210與第二封板220之間的鋼管樁200的側(cè)壁上設(shè)置有出漿口230；鋼管樁200內(nèi)還設(shè)置有實施例一中的注漿裝置100，注漿裝置100穿過所述第二封板220，注漿噴頭的出漿孔位于第一封板210與第二封板220之間。在進(jìn)行擴(kuò)底施工時，高壓水泥漿由注漿噴頭的出漿孔噴出，再由出漿口230流出，水泥漿在鋼管樁200的底部凝固后形成擴(kuò)大的端頭。將注漿噴頭置于第一封板210與第二封板220之間，可以對注漿噴頭起到保護(hù)作用，可以防止出現(xiàn)鋼管樁200下放過程中注漿噴頭插入較硬的底部黏土層或碎石層而造成損壞或致使水泥漿流出困難的情形。

優(yōu)選為，出漿口230對應(yīng)的鋼管樁200的外部側(cè)壁上覆蓋有單層束漿袋240，水泥漿由出漿口230進(jìn)入束漿袋240中固結(jié)。束漿袋240采用透水材料，如采用編織袋，兩端可通過鋼絲綁扎在鋼管樁200上。束漿袋240可以析出多余的水分，有利于提高水泥漿固結(jié)的速度，同時還可以束縛水泥漿形成較為密實的擴(kuò)大端。

優(yōu)選為，鋼管樁200內(nèi)還設(shè)置有泥漿置換管250，泥漿置換管250穿過第一樁底封210板和第二樁底封板220，并與第一封板210和第二封板220之間密封設(shè)置。泥漿置換管250可在傳統(tǒng)施工工藝中，置換出護(hù)壁泥漿。同時，泥漿置換管底部可采用實施例一中的注漿噴頭的結(jié)構(gòu)形式，如開設(shè)置換孔、設(shè)置密封層和釘子等，該結(jié)構(gòu)形式，在本發(fā)明提供的靜壓植入的施工工藝中可以作為注漿管使用，有利于在鋼管樁200的正下方形成水泥漿擴(kuò)大體。

實施例三

請參閱圖5，其中圖5為本實施例所提供的擴(kuò)底混凝土樁的結(jié)構(gòu)示意圖?；炷凉軜?00底端設(shè)置有鋼圈310，鋼圈300下方焊接有封板裝置320，封板裝置320是由上封板321、下封板322和側(cè)封板323圍成的腔體結(jié)構(gòu)，所述側(cè)封板323上設(shè)置有出漿口324?；炷凉軜?00內(nèi)還設(shè)置有實施例一中的注漿裝置100，注漿裝置100穿過所述上封板321，注漿噴頭的出漿孔位于封板裝置320的腔體結(jié)構(gòu)中。將注漿噴頭置于封板裝置320中，可以對注漿噴頭起到保護(hù)作用，可以防止出現(xiàn)混凝土管樁300下放過程中注漿噴頭插入較硬的底部黏土層或碎石層而造成損壞或致使水泥漿流出困難的情形。

優(yōu)選為，擴(kuò)底混凝土管樁300的外部側(cè)壁上及側(cè)封板323的外側(cè)覆蓋有單層束漿袋330，束漿袋330與出漿口324的位置相對應(yīng)。水泥漿由出漿口324進(jìn)入束漿袋330中固結(jié)。束漿袋330的結(jié)構(gòu)與實施例二中類似，此處不作贅述。

優(yōu)選為，擴(kuò)底混凝土管樁300內(nèi)還設(shè)置有泥漿置換管340，泥漿置換管340穿過上封板321和下封板322，并與上封板321和下封板322之間密封設(shè)置。泥漿置換管340可用于置換成孔時的護(hù)壁泥漿，同時還可以用于壓送水泥漿，有利于在擴(kuò)底混凝土管樁300的底部形成擴(kuò)大的端頭。與實施例三類似，在靜壓植入施工工藝中，泥漿置換管340可以作為注漿管使用，不再贅述。

實施例四

請參閱圖6，圖6為本實施例提供的一種擴(kuò)底預(yù)制管樁的施工方法的流程圖。擴(kuò)底預(yù)制管樁為實施例二中的擴(kuò)底鋼管樁或?qū)嵤├械臄U(kuò)底混凝土管樁，所述施工方法包括如下步驟，

S11.采用單管水泥土攪拌樁機(jī)鉆進(jìn)，在鉆頭處直噴或旋噴水泥漿液與地基土進(jìn)行反復(fù)攪拌混合，形成柱狀水泥土攪拌樁樁體。

S12.制備擴(kuò)底預(yù)制管樁，并在所述預(yù)制管樁的樁身底部的側(cè)壁上綁扎束漿袋。束漿袋均采用單層束漿袋，束漿袋直接套在預(yù)制管樁的底部，束漿袋的上下兩端用鋼絲綁扎在預(yù)制管樁上。束漿袋應(yīng)留有一定長度的余量，以便在擴(kuò)底施工中能向預(yù)制管樁四周伸展。另外，含有一定長度余量的束漿袋在預(yù)制管樁下放時，會造成束漿袋與護(hù)壁之間摩擦，甚至使束漿袋出現(xiàn)破損，因此，優(yōu)選為束漿袋先用細(xì)線綁扎在預(yù)制管樁上，同時保證在高壓水泥漿的沖擊下能較容易沖斷細(xì)線，使束漿袋向外彈出。束漿袋安裝時，應(yīng)檢查束漿袋的完好性，如有破損，應(yīng)予更換。束漿袋的上下兩端應(yīng)綁扎牢固，在下放之前應(yīng)檢查束漿袋與樁身的連接，必須保證固定牢固。

S13.用靜壓樁機(jī)將步驟S12中的預(yù)制管樁植入水泥土攪拌樁中。在設(shè)置泥漿置換管時，泥漿置換管可以置換出部分水泥土漿液，以便于預(yù)制管樁下放。

S14.待水泥土養(yǎng)護(hù)16～24小時后，采用高壓注漿泵將水泥砂漿由注漿管注入樁底的束漿袋中，束漿袋在高壓水泥砂漿作用下不斷擴(kuò)張，擠壓預(yù)制樁周圍土體，最終在預(yù)制管樁底部端頭周邊形成水泥漿擴(kuò)大體。作為舉例，注漿材料采用水泥砂漿，水灰比為0.55～0.60之間；水泥為P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥，砂宜為中砂，含泥量不大于3％。另外，注漿使用的攪拌系統(tǒng)應(yīng)有兩個漿液桶：攪拌桶和盛漿桶，水泥漿液須在攪拌桶攪拌后，通過濾網(wǎng)過濾后，進(jìn)入專門的盛漿桶；盛漿桶中漿液應(yīng)設(shè)有攪拌系統(tǒng)，保證漿液不離析，盛漿桶中漿液放置時間不應(yīng)大于3小時。注漿時嚴(yán)格控制注漿壓力和注漿速率，采用注漿量與注漿壓力的雙控制標(biāo)準(zhǔn)，注漿流量不應(yīng)超過50L/min且不低于設(shè)計要求，注漿壓力控制在1.0～1.8Mpa。

本發(fā)明采用靜壓植入的施工工藝制備擴(kuò)底預(yù)制管樁，通過在鉆機(jī)的鉆頭處直噴或旋噴水泥漿液與地基土反復(fù)攪拌而形成柱狀水泥土攪拌樁樁體，減少了傳統(tǒng)工藝中的泥漿護(hù)壁的步驟，節(jié)約大量泥漿；同時，制備水泥土攪拌樁樁體可以增加擴(kuò)底預(yù)制管樁的承載力。因此，與傳統(tǒng)的施工工藝相比，采用靜壓植入施工工藝可以縮小成孔直徑、減短樁長，具有環(huán)保、高效、節(jié)材的優(yōu)點(diǎn)。

實施例五

請參閱圖7，圖7為本實施例提供的一種擴(kuò)底灌注樁的施工方法的流程圖。所述施工方法包括如下步驟，

S21.用鉆機(jī)鉆孔，至設(shè)計標(biāo)高后，進(jìn)行底部擴(kuò)孔。首先用普通鉆頭鉆孔至樁身的設(shè)計高度，然后更換為擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔。

S22.制備鋼筋籠，并在鋼筋籠內(nèi)綁扎如實施例一中所述的注漿裝置，并在鋼筋籠底部綁扎束漿袋，注漿孔對應(yīng)位置的注漿噴頭伸入束漿袋中。束漿袋采用雙層束漿袋，雙層束漿袋與單層束漿袋的區(qū)別為：雙層束漿袋本身就是口袋裝，水泥漿直接灌入束漿袋中并在束漿袋中形成水泥漿擴(kuò)大體；而單層束漿袋，是單層編織布借助預(yù)制管樁形成口袋狀，即水泥漿擴(kuò)大體一側(cè)為束漿袋、另一側(cè)為預(yù)制管樁。為便于下放，優(yōu)選為束漿袋先用細(xì)線綁扎在鋼筋籠上，同時保證在高壓水泥漿的沖擊下能較容易沖斷細(xì)線，使束漿袋向外彈出。同時，還應(yīng)保證查束漿袋的完好性，如有破損，應(yīng)予更換。

S23.將步驟S22中制備的鋼筋籠下放設(shè)計標(biāo)高，并向鉆孔中灌注混凝土，制備混凝土灌注樁。

S24.通過注漿裝置壓送水泥漿，束漿袋擴(kuò)張并擠壓周圍土體，最終在灌注樁底部端頭周邊形成水泥漿擴(kuò)大體。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。