專利名稱：一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)。 主要適用于工業(yè)民用建筑地基處理以及沿海、沿江高速公路、鐵路等軟土地基處理等工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
樁基承載力主要由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力兩部分組成，通過(guò)改變縱向樁身截面形式、優(yōu)化樁-土接觸面受力性狀成為提高灌注樁承載力性能的重要手段之一。后注漿灌注樁，通過(guò)在澆鑄樁身內(nèi)埋設(shè)注漿管，對(duì)樁側(cè)、樁端或者樁側(cè)樁端聯(lián)合注漿，以提高樁側(cè)摩阻力和樁端阻力；后注漿灌注樁具有適應(yīng)性廣、施工方法靈活、注漿設(shè)備簡(jiǎn)單等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，并取得了良好的效果。擠擴(kuò)支盤(pán)樁，利用專門(mén)的擠擴(kuò)裝置在鉆孔側(cè)壁擠擴(kuò)形成支盤(pán)提高樁側(cè)摩阻力，近年來(lái)也在國(guó)內(nèi)得到較好的推廣應(yīng)用。在本發(fā)明之前，中國(guó)發(fā)明專利“螺紋灌注樁施工方法”(ZL 201010128733. 5)公開(kāi)了一種利用鉆孔灌注樁施工工藝成孔，在鋼筋籠上螺旋纏繞漿體填充袋(袋內(nèi)部插有注漿管)，下放鋼筋籠并灌注混凝土，混凝土養(yǎng)護(hù)后，對(duì)所述漿體填充袋內(nèi)壓力注入水泥漿液；在灌注樁體外側(cè)形成螺旋形結(jié)構(gòu)體，從而提高樁-土接觸面膠合力。該工法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)螺紋灌注樁在軟土地區(qū)螺紋成孔困難等技術(shù)難題，但是整樁長(zhǎng)的螺紋狀填充袋內(nèi)的注漿系統(tǒng)， 容易造成注漿管堵塞、漿液分布不均勻而難以有效形成螺紋狀結(jié)構(gòu)等問(wèn)題；同時(shí)水泥漿液凝固齡期相對(duì)較長(zhǎng)，在樁側(cè)土體側(cè)向壓力作用下，填充袋容易被壓扁而貼在樁側(cè)，無(wú)法有效形成螺紋狀結(jié)構(gòu)形式。中國(guó)發(fā)明專利“多節(jié)三叉擠擴(kuò)樁的擠擴(kuò)裝置”(ZL 00129938. 7)、中國(guó)發(fā)明專利“梯度擠擴(kuò)裝置”(ZL 200410103573. 3)、中國(guó)發(fā)明專利“雙向螺旋擠擴(kuò)樁施工方法及雙向螺旋封閉擠擴(kuò)鉆頭” (ZL 200710063983. 3)、中國(guó)發(fā)明專利“定位旋切擠擴(kuò)支盤(pán)機(jī)” (ZL 200810180515. 9)和中國(guó)發(fā)明專利“長(zhǎng)螺旋支盤(pán)樁的施工方法” (ZL 200910064004. 5) 等分別公開(kāi)了一種擠擴(kuò)樁的擠擴(kuò)裝置及其施工方法，以提高傳統(tǒng)擠擴(kuò)裝置的工作效率和可靠性，優(yōu)化樁基承載性能。這些工法均是在傳統(tǒng)灌注樁成孔的基礎(chǔ)上，利用特殊擠擴(kuò)裝置對(duì)孔側(cè)壁土體進(jìn)行擠擴(kuò)形成支盤(pán)；對(duì)絕大部分土質(zhì)條件均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但是對(duì)于一些特殊土質(zhì)條件下，擠擴(kuò)施工容易造成塌孔、樁底浮渣過(guò)多，或者無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)擠擴(kuò)尺寸要求等工程問(wèn)題；同時(shí)擠擴(kuò)裝置機(jī)械設(shè)備復(fù)雜、工藝繁雜。中國(guó)發(fā)明專利“一種多盤(pán)體灌注樁一次成型裝置及其施工方法”(ZL 201010248080.4)公開(kāi)了一種集合多部工序，將高壓噴漿和振動(dòng)拔樁同步混凝土振搗擠擴(kuò)多個(gè)盤(pán)體灌注樁一次成型的機(jī)械裝置及其施工方法。該法主體結(jié)構(gòu)功能清晰、施工操作安全可靠；但是同樣也存在傳統(tǒng)擠擴(kuò)支盤(pán)樁的技術(shù)缺點(diǎn)， 比如孔壁塌孔、樁底浮渣降低樁端阻力等問(wèn)題。中國(guó)專利“擴(kuò)大支盤(pán)水泥土拌合樁”(ZL 200310112188. O)公開(kāi)了一種利用擴(kuò)大支盤(pán)來(lái)提高樁基承載力的水泥土拌合樁，該樁型較普通水泥土拌合樁而言，提高了其抗壓和抗拔性能，水泥土拌合樁一般不配筋，屬于半剛性樁范疇，主要僅用于樁基復(fù)合地基技術(shù)領(lǐng)域，而不直接運(yùn)用到建筑地基領(lǐng)域。中國(guó)申請(qǐng)發(fā)明專利“一種帶尖齒的新型灌注樁擴(kuò)底裝置及方法”(申請(qǐng)?zhí)?01110061302. 6)公開(kāi)了一種在灌注樁體的同時(shí)利用帶尖齒的擴(kuò)底裝置在高壓注漿壓力作用下，形成擴(kuò)大頭底座。該工藝簡(jiǎn)化了樁端擴(kuò)底的工藝環(huán)節(jié)，但是擴(kuò)頭底座的形狀受水泥漿液的齡期的影響較大；高壓注漿完成后，底座漿液在周?chē)鷫毫ψ饔孟拢尚痛嬖谝欢ǖ牟淮_定性。此外，這些工法可以不同程度的改善樁-土接觸面特性，增加樁側(cè)、樁端阻力，提高樁基整體承載力；但是這些技術(shù)方案，均采用水泥漿液進(jìn)行注漿，因此其注漿強(qiáng)度、注漿壓力以及樁基承載力提高程度等注漿效果均受水泥漿液情況的限制；在長(zhǎng)時(shí)期灌注濃漿時(shí)，存在射漿管在孔內(nèi)易被水泥漿凝住等問(wèn)題。傳統(tǒng)的后注漿灌注樁技術(shù)，注漿效果受樁側(cè)土體性質(zhì)影響較大，且注漿后形狀和性狀不易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，優(yōu)化傳統(tǒng)灌注樁樁側(cè)、樁端注漿漿液和注漿形式，傳統(tǒng)擠擴(kuò)支盤(pán)樁的施工工藝，提高基樁的樁側(cè)摩阻力和樁端阻力，提出一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是利用常規(guī)鉆孔灌注樁成孔，將漿液填充袋布置在設(shè)計(jì)深度鋼筋籠上，下沉鋼筋籠并灌注混凝土，待成樁混凝土初凝后，通過(guò)注漿管對(duì)設(shè)計(jì)位置填充袋進(jìn)行高聚物材料壓力注漿，形成高聚物材料后注漿擠擴(kuò)支盤(pán)、擴(kuò)底灌注樁。其技術(shù)特征在于注漿漿液材料為高聚物材料,注漿形式為壓力注漿,通過(guò)高聚物材料注漿系統(tǒng)注漿；注漿管包括剛性注漿管和柔性注漿管兩種，剛性注漿管綁扎在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)與漿液填充袋相連，柔性注漿管沿樁深方向，螺紋狀纏繞在鋼筋籠外側(cè)，且柔性注漿管間隔分布注漿孔；支盤(pán)漿液填充袋根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸捆扎在設(shè)計(jì)深度鋼筋籠外側(cè)，擴(kuò)底漿液填充袋根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸捆扎在鋼筋籠底部，且填充袋外側(cè)帶齒狀、可透泥漿液。所述的灌注樁，樁身直徑為300-1000 mm，深度為10-35 m，采用鉆孔機(jī)械成孔、泥漿護(hù)壁。所述的漿液填充袋，為防腐性能好、可折疊、可透水和泥漿液的多孔網(wǎng)狀編織物； 填充袋形式分為樁身支盤(pán)漿液填充袋和樁端擴(kuò)底漿液填充袋兩種，樁身支盤(pán)漿液填充袋為環(huán)形結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)環(huán)直徑與鋼筋籠直徑相當(dāng)(300-1000 mm)、外環(huán)直徑為500-1200 mm、環(huán)形高為100-300 mm，根據(jù)樁長(zhǎng)、樁周土性的不同，在樁側(cè)設(shè)置1_3個(gè)支盤(pán)漿液填充袋；樁端擴(kuò)底漿液填充袋為球形結(jié)構(gòu)形式，球體直徑為600-1500 mm，球體外側(cè)帶齒狀。所述的高聚物材料注漿系統(tǒng)，包括剛性注漿管、柔性注漿管、接頭、壓力表以及注漿泵等組件。所述的剛性注漿管為外直徑為10-25 mm、壁厚3_6 mm的鋼管，鋼管下部與漿液填充袋連接、鋼管上部由接頭與注漿泵連接，剛性注漿管綁扎在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)，每個(gè)漿液填充袋單獨(dú)連接一根剛性注漿管。所述的柔性注漿管為外直徑為10-30 _、壁厚2-5 mm的耐壓力橡皮管，橡皮管每隔O. 5-1 m間距開(kāi)設(shè)2-4 mm直徑的注漿孔，柔性注漿管沿樁深方向螺紋狀纏繞在鋼筋籠外側(cè)，柔性注漿管上部通過(guò)接頭與注漿泵連接。所述的壓力表量程和注漿泵壓力，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，一般為0-20 MPa。
所述的高聚物注漿材料，又稱為有機(jī)高分子材料，為雙組份發(fā)泡聚氨酯為代表的非水反應(yīng)類高聚物材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于通過(guò)在灌注樁鋼筋籠上布置注漿管和漿液填充袋，在灌注混凝土后，注漿高聚物材料漿液，形成擠擴(kuò)支盤(pán)和擴(kuò)底底座，優(yōu)化了擠擴(kuò)支盤(pán)樁的施工工藝和后注漿灌注樁技術(shù)，避免了傳統(tǒng)擠擴(kuò)支盤(pán)樁擠擴(kuò)塌孔、樁端浮渣過(guò)多等問(wèn)題，傳統(tǒng)水泥漿液后注漿灌注樁水泥漿凝固齡期長(zhǎng)、漿液擴(kuò)散和成型可控性差等問(wèn)題。利用高聚物注漿材料在樁側(cè)和樁端注射漿液，提高樁側(cè)和樁端承載力，注漿的高聚物材料防水性能優(yōu)良、 膨脹成型后體積收縮小(10年內(nèi)體積收縮近似為1-3 %)、施工便捷、強(qiáng)度提高迅速(材料注射后15分鐘內(nèi)即可形成90 %的強(qiáng)度)、自重輕、體積膨脹率大，可以達(dá)到液體體積的10-20 倍，同時(shí)避免水泥漿液凝結(jié)注漿管等問(wèn)題。與傳統(tǒng)擠擴(kuò)支盤(pán)樁相比，注漿形成支盤(pán)和擴(kuò)底底座避免塌孔和樁端浮土過(guò)多等問(wèn)題，同時(shí)避免了繁瑣的擠擴(kuò)機(jī)械設(shè)備施工工藝，大大降低成樁成本。與傳統(tǒng)水泥漿液注漿技術(shù)方法相比，高聚物注漿技術(shù)可以節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)和工期， 有利于環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約，且質(zhì)量更容易控制。該方法施工工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，便于質(zhì)量控制，經(jīng)濟(jì)效益明顯，治理軟土地基效果顯著。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖I的A-A截面示意其中，I為鋼筋籠主筋，2為鋼筋籠配筋，3為剛性注漿管，4為帶注漿孔的柔性注漿管，5 為樁身支盤(pán)漿液填充袋，6為樁端擴(kuò)底漿液填充袋，7為樁端擴(kuò)底漿液填充袋齒牙，8為混凝土材料，9為高聚物材料注漿液，10為樁周土體。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅僅局限于本實(shí)施方式的描述。如圖I和圖2所示，實(shí)施時(shí)，首先樁機(jī)就位，利用常規(guī)鉆孔灌注樁成樁工藝挖孔，并采用泥漿護(hù)壁，灌注樁樁身直徑為300-1000 mm，深度為10-35 m ;組裝鋼筋籠主筋I(lǐng)和配筋2，并將剛性注漿管3綁扎在鋼筋籠主筋I(lǐng)內(nèi)側(cè)，帶注漿孔的柔性注漿管4沿鋼筋籠深度方向螺旋狀纏繞在鋼筋籠主筋I(lǐng)和配筋2外側(cè)；剛性注漿管3為外直徑為10-25 _、壁厚 3-6 mm的鋼管,柔性注衆(zhòng)管4為外直徑為10-30 mm、壁厚2_5 mm的耐壓力橡皮管,橡皮管每隔O. 5-1 m間距開(kāi)設(shè)2-4 _直徑的注漿孔；在設(shè)計(jì)位置鋼筋籠外側(cè)綁扎樁身支盤(pán)漿液填充袋5和外側(cè)帶齒狀7的樁端擴(kuò)底漿液填充袋6 ;剛性注漿管3和柔性注漿管4上端伸出地面連接注漿泵、剛性注漿管3下端連接樁身支盤(pán)漿液填充袋5和外側(cè)帶齒狀7的樁端擴(kuò)底漿液填充袋6，且每個(gè)漿液填充袋單獨(dú)連接一根剛性注漿管3 ;注漿泵壓力根據(jù)地層土性情況和支盤(pán)深度情況確定，壓力一般為0-20 MPa ;樁身支盤(pán)漿液填充袋5和外側(cè)帶齒狀7的樁端擴(kuò)底漿液填充袋6為防腐性能好、可折疊、可透水和泥漿液的多孔網(wǎng)狀編織物；樁身支盤(pán)漿液填充袋5為環(huán)形結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)環(huán)直徑為300-1000 mm、外環(huán)直徑為500-1200 mm、環(huán)形高為100-300 mm，根據(jù)樁長(zhǎng)、樁周土性的不同，在樁側(cè)設(shè)置1-3個(gè)支盤(pán)漿液填充袋5 ;樁端擴(kuò)底衆(zhòng)液填充袋6為可球形結(jié)構(gòu)形式,球體直徑為600-1500 mm,球體外側(cè)帶齒牙7 ;完成帶注漿管、漿液填充袋的鋼筋籠制作后，下放入泥漿護(hù)壁的鉆孔內(nèi)；清水洗孔，然后灌注混凝土 ； 待混凝土材料8初凝后，通過(guò)剛性注漿管3對(duì)樁身支盤(pán)漿液填充袋5和樁端擴(kuò)底漿液填充袋6內(nèi)壓力注入高聚物材料漿液9，以形成樁身支盤(pán)和樁端擴(kuò)底底座，同時(shí)對(duì)柔性注漿管4 進(jìn)行壓力注射高聚物材料漿液9，以對(duì)樁周土 10進(jìn)行漿液滲透和擠密；完成高聚物材料漿液9后注漿之后，在樁頂澆注樁帽完成最終成樁施工。
權(quán)利要求
1.一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)，包括漿液填充袋，鋼筋籠，剛性注漿管，柔性注漿管，高聚物材料，其特征在于將漿液填充袋布置在設(shè)計(jì)深度鋼筋籠側(cè)壁和底部上， 待灌注混凝土初凝后，通過(guò)剛性注漿管和柔性注漿管對(duì)設(shè)計(jì)位置漿液填充袋進(jìn)行高聚物材料壓力注漿，形成高聚物材料后注漿擠擴(kuò)支盤(pán)、擴(kuò)底灌注樁；漿液填充袋為防腐性能好、可折疊、可透水和泥漿液的多孔網(wǎng)狀編織物，布置在樁側(cè)的漿液填充袋充填后形成的支盤(pán)為環(huán)形結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)環(huán)直徑為300-1000 mm、外環(huán)直徑為500-1200 mm、環(huán)形高為100-300 mm, 在樁側(cè)設(shè)置1-3個(gè)支盤(pán)漿液填充袋，布置在樁底的漿液填充袋充填后形成的支盤(pán)為球形結(jié)構(gòu)形式，球體直徑為600-1500 mm ;所述的剛性注漿管下部與漿液填充袋連接、上部由接頭與注漿泵連接，剛性注漿管綁扎在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)，每個(gè)漿液填充袋單獨(dú)連接一根剛性注漿管；所述的柔性注漿管管身開(kāi)設(shè)注漿孔，柔性注漿管沿樁深方向螺紋狀纏繞在鋼筋籠外側(cè)，柔性注漿管上部通過(guò)接頭與注漿泵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)，其特征在于所述的柔性注衆(zhòng)管為外直徑為10-30 mm、壁厚2_5 mm的耐壓力橡皮管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)，其特征在于 所述的柔性注漿管每隔O. 5-1 m間距開(kāi)設(shè)2-4 mm直徑的注漿孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)，其特征在于所述的剛性注衆(zhòng)管為外直徑為10-25 mm、壁厚3-6 mm的鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)，其特征在于所述的高聚物材料為雙組份發(fā)泡聚氨酯為代表的非水反應(yīng)類高聚物材料。
全文摘要
一種高聚物材料后注漿擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)，利用常規(guī)鉆孔灌注樁成孔，將漿液填充袋布置在設(shè)計(jì)深度鋼筋籠上，下沉鋼筋籠并灌注混凝土，待成樁混凝土初凝后，通過(guò)注漿管對(duì)設(shè)計(jì)位置填充袋進(jìn)行高聚物材料壓力注漿，形成高聚物材料后注漿擠擴(kuò)支盤(pán)、擴(kuò)底灌注樁。該方法優(yōu)化了擠擴(kuò)支盤(pán)樁的施工工藝和后注漿灌注樁技術(shù)，避免了傳統(tǒng)擠擴(kuò)支盤(pán)樁擠擴(kuò)塌孔、樁端浮渣過(guò)多等問(wèn)題。高聚物注漿技術(shù)可以節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)和工期，有利于環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約，且質(zhì)量更容易控制。該方法施工工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，便于質(zhì)量控制，經(jīng)濟(jì)效益明顯，治理軟土地基效果顯著。
文檔編號(hào)E02D15/04GK102587358SQ20121008289
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者周航, 孔綱強(qiáng), 曹兆虎, 陳力愷 申請(qǐng)人:河海大學(xué)