一种管体分段注浆方法与流程

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种管体分段注浆方法。

背景技术：

钢管在岩土工程领域有广泛的应用，一般作为钢管桩使用。其施工方法是将钢管直接插入土体预定深度即形成钢管桩来承担荷载。

桩基承载力与桩尺寸直接相关，一般欲承担较大的荷载则必须采用较大直径的钢管桩。实际工程中亦通过桩端、桩侧注浆在桩周形成较大尺寸的注浆体，其与桩形成共同受力体，承载力可大大提高。但对于同一根钢管桩，工程中往往是只能实现桩端注浆，借助钢管桩本体同时完成桩侧注浆一直未得到较好的解决。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种管体分段注浆方法，该分段注浆方法通过在钢管内设置可移动式的注浆腔体实现分段注浆，并通过压紧注浆腔体两端部的橡胶封板使其向外膨胀从而确保注浆过程中的腔体密封性。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种管体分段注浆方法，其特征在于所述分段注浆方法包括如下步骤：选取一具有若干出浆孔的钢管，将所述钢管压入至土体中；之后在所述钢管中置入一注浆头，所述注浆头由侧壁开孔的注浆管以及间隔套设于所述注浆管上的两橡胶封板组成，在两所述橡胶封板以及所述钢管内壁的围合下构成注浆腔体，其中，在无压紧力作用下所述橡胶封板与所述钢管内壁呈间隙配合；通过所述注浆头上的松紧调节机构挤压两所述橡胶封板发生膨胀，以同所述钢管内壁呈过盈配合；通过所述注浆管向所述注浆腔体内注浆，浆液经所述钢管上的出浆孔注入土体形成注浆扩大头。

在进行注浆前，在所述钢管与所述注浆管之间设置一装配式外拉结构，所述装配式外拉结构由固定于所述钢管外壁上的法兰盘以及固定于所述注浆管外壁上的环形钢板组成，所述法兰盘与所述环形钢板之间通过若干拉杆实现对拉锁定。

在完成注浆后，所述松紧调节机构停止挤压所述橡胶封板，使所述橡胶封板与所述钢管内壁之间从过盈配合变为间隙配合，移动所述注浆头至所述钢管内的下一注浆段高度。

所述松紧调节机构包括支撑平台、传力件以及旋转式压紧件，所述支撑平台固定设置于下部的所述橡胶封板下方，所述传力件活动设置于两所述橡胶封板之间，所述旋转式压紧件设置于上部的所述橡胶封板上方。

所述支撑平台包括与所述注浆管同轴固定设置的套管以及位于所述套管上端面的环形垫板。

所述传力件包括同轴套设于所述注浆管上的套管以及位于所述套管上、下两端面上的环形垫板。

所述旋转式压紧件包括垫板以及位于所述垫板上方的旋压阀，所述旋压阀与所述注浆管外壁呈螺纹配合。

本发明的优点是，结构简单，由注浆管以及两橡胶封板围合组成的注浆腔体可沿钢管高度方向自由移动进行分段注浆；可自由控制橡胶封板的膨胀大小，能够防止在注浆时的浆液外漏并能在装配式外拉结构的辅助下承受较高的注浆压力，且与钢管装配式连接，安装、拆卸便捷，可回收循环利用。

附图说明

图1为本发明中管体分段注浆原理示意图；

图2为本发明中具有装配式外拉结构的管体分段注浆原理示意图；

图3为本发明图2中的A-A视图；

图4为本发明图2中的B-B视图；

图5为本发明中管体分段注浆结构完成施工的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-5，图中标记1-23分别为：注浆管1、外螺纹2、施压阀3、套管4、垫板5、橡胶封板6、垫板7、套管8、垫板9、钢管10、出浆孔11、保护件12、橡胶封板13、垫板14、套管15、装配式外拉结构16、环形钢板17、拉杆18、法兰盘19、通孔20、通孔21、桩侧注浆扩大头22、桩端注浆扩大头23。

实施例1：如图1、5所示，本实施例具体涉及一种管体分段注浆方法，用以在钢管10内先后完成桩端注浆扩大头23以及桩侧注浆扩大头22的施作，具体包括如下步骤：

（1）如图1所示，选取一桩端封闭的钢管10，桩端采用封闭式桩尖形式以利于压入土体之中；将钢管10的桩尖朝下，压入施工场地土体中的指定深度；在钢管10的侧壁上开设有若干出浆孔11，出浆孔11主要分布于桩端以及桩侧两个高度位置处，在出浆孔11的外侧安装有保护件12，以防止土体堵塞出浆孔11；

（2）如图1所示，在车间或施工场地地面上提前预制一用于设置于钢管10内的注浆头，注浆头由注浆管1以及同轴间隔一定距离套设在注浆管1上的两橡胶封板6和13组成，在注浆管1上还设置有可同时挤压橡胶封板6和13发生膨胀的松紧调节机构；将松紧调节机构旋松从而使两橡胶封板6和13与钢管10的内壁呈间隙配合，下压所述的注浆头至钢管10的末端，钢管1桩端管壁上所分布的出浆孔11均处于两橡胶封板6和13的封闭范围之内；待所述的注浆头就位后，向下旋压松紧调节机构，两橡胶封板6和13在受到压紧力后向周向发生膨胀，从而与钢管10的内壁构成过盈配合，在两橡胶封板6和13以及钢管10内壁的围护下构成注浆腔体，且注浆腔体的位置保持固定；

其中：

注浆管1的前端部封闭，在其介于两橡胶封板6和13之间的管壁上开设有出浆孔；橡胶封板6和橡胶封板13同轴套装于注浆管1上且两者间隔一定距离设置；两橡胶封板6和13在无压紧力作用下时，其缘部同钢管10的内壁呈间隙配合；而当两橡胶封板6和13在松紧调节机构的压紧力作用下时，两橡胶封板6和13沿周向膨胀从而与钢管10的内壁呈过盈配合，形成封闭的注浆腔体；

松紧调节机构由自下而上设置的支撑平台、传力件以及旋转式压紧件构成，其中：(a)支撑平台固定设置于橡胶封板13的下方，包括与注浆管1同轴焊接固定的套管15以及位于套管15上端面的环形垫板14，垫板14与橡胶封板13的下表面相接触从而向橡胶封板13提供向上的支撑力；(b)传力件可活动式设置于两橡胶封板6和13之间，包括同轴套设于注浆管1上的套管8以及分别位于套管8两端面上的垫板7和9，套管8的长度根据注浆腔体所需长度决定，需要说明的是，为了不阻挡注浆管1上的出浆孔，套管8采用框架构造；(c)旋转式压紧件设置于橡胶封板6的上方，包括施压阀3、套管4以及垫板5，在注浆管1的外壁上具有一段外螺纹2，施压阀3具有与前述外螺纹2相适配的内螺纹，从而与注浆管1构成螺纹配合连接，套管4以及垫板5均同注浆管1可活动式同轴套设，施压阀3在向下旋转过程中能够产生压紧力

（3）如图1、5所示，将注浆管1的上端口连接外部注浆设备，开启外部注浆设备向注浆管1内高压注浆，浆液经注浆管1上的出浆孔喷射入由两橡胶封板6和13所围合构成的注浆腔体中，之后浆液通过钢管10上的出浆孔11向外部土体中扩散，从而在钢管10的端部形成桩端注浆扩大头23；

（4）如图1、5所示，待完成桩端注浆扩大头23的施工后，向上旋松施压阀3，从而使两橡胶封板6和13外径回弹，恢复与钢管10内壁之间的间隙配合关系；向上提拉注浆管1至桩侧注浆段位置，钢管10桩侧管壁上所分布的出浆孔11均处于两橡胶封板6和13的封闭范围之内；待注浆管1再次就位后，将施压阀3再次向下旋压，两橡胶封板6和13在受到压紧力后向周向发生膨胀，从而与钢管10的内壁构成过盈配合，注浆管1在钢管10内的位置保持固定；

（5）如图1、5所示，开启外部注浆设备向注浆管1内高压注浆，浆液经注浆管1上的出浆孔喷射入由两橡胶封板6和13所围合构成的注浆腔体中，之后浆液通过钢管10上的出浆孔11向外部土体中扩散，从而在钢管10的中部形成桩侧注浆扩大头22；

（6）如图1、5所示，待完成桩侧注浆扩大头22的施工后，向上旋松施压阀3，从而使两橡胶封板6和13外径回弹，恢复与钢管10内壁之间的间隙配合关系，最后向上提拉注浆管1离开钢管10完成施工。

实施例2：如图2-5所示，本实施例具体涉及一种利用装配式外拉结构进行管体分段注浆的方法，该分段注浆方法与实施例1中分段注浆方法的不同之处在于：待两橡胶封板6和13受到压紧力产生膨胀与钢管10的内壁构成过盈配合之后，在钢管10与注浆管之间设置一装配式外拉结构，从而进一步固定注浆管1的位置防止其在注浆过程中发生移位的情况。

如图2-4所示，该装配式外拉结构用于固定注浆管1以及其上的两橡胶封板6和13的位置，包括固定于钢管10外壁上的法兰盘19以及焊接固定于注浆管1上的环形钢板17，两者之间经若干拉杆18实现对拉锁定，其中：法兰盘19同轴焊接固定于钢管10的外壁面上，当然也可以是由两个半圆法兰盘对拼箍紧于钢管10的外壁面上，在法兰盘19的外圈间隔开设有若干通孔20用于拉杆18的穿设；环形钢板17焊接固定于注浆管1外露于钢管10之外的部分上，其外径以及其上所设的通孔21与法兰盘19的外径以及通孔20一一对应，通过将拉杆18贯穿通孔20以及通孔21并经螺母拧紧锁定从而实现环形钢板17与法兰盘19之间的锁紧固定，在该装配式外拉机构的限位下，注浆管1以及两橡胶封板6和13在承受高压注浆时均不会发生移位。

本实施例中分段注浆方法的其余步骤均同于实施例1中所述，故在此不再赘述。