适用于砂性土质基坑的注浆装置的制作方法

本发明涉及工程设备领域，具体而言，涉及一种适用于砂性土质基坑的注浆装置。

背景技术：

注浆加固技术是利用液压或者气压将加固用浆液压入到松散土层、破裂发育的岩层中，从而改变岩土层的受力性质，提高岩土层的结构强度和稳定性的方法。

在钻孔高压注浆技术中，对含水率较低的砂性土或碎石桩土层进行作业时，坍孔问题是困扰施工的重要难题，为了解决这一问题，一种方法是采用水泥浆或其他胶凝材料进行封浆固孔，在保证孔壁的稳定性后再采用注浆胶管进行注浆施工，这种方法的缺点是胶凝材料用量较大，且封浆过程中仍然会有坍孔现象出现；另一种方法则是采用中空锚杆钻入砂性土层中，再使用锚杆进行稳定高压注浆，这种方法的优点是不用考虑坍孔的问题，但是空心锚杆只能对其钻入处土层进行灌浆加固，无法向锚杆四周的土层扩散，提高砂性土层整体的结构强度和稳定性，同时注浆时压力不可控。

综上所述，现有技术中尚无一种能够稳定可靠的砂性土层灌浆加固设备或方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种适用于砂性土质基坑的注浆装置，能够将浆液稳定的注入到砂土层中，并使浆液大范围扩散。

本发明是这样实现的：

一种适用于砂性土质基坑的注浆装置，包括中空的锚杆以及注浆机，锚杆的一端设有钻头，锚杆邻近钻头一端侧壁开设有至少一个注浆孔，锚杆远离钻头的一端插设有可沿轴向移动的压杆，压杆与钻头之间的锚杆中空处为加压腔，压杆开设有注浆通道，注浆机通过注浆通道与加压腔连通，压杆连接有用于开闭注浆通道的注浆压力调节组件。

进一步的，注浆压力调节组件包括密封盖和弹性件，弹性件的两端分别连接密封盖与压杆。

进一步的，压杆内设有与注浆通道连通的压力调节腔，压力调节腔具有连通注浆机的第一侧壁以及与第一侧壁相对布置的第二侧壁，密封盖设于压力调节腔内并具有相背布置的第一侧面和第二侧面，第一侧面抵压第一侧壁，第二侧面连接弹性件的一端，弹性件的另一端连接第二侧壁。

进一步的，注浆装置还包括至少一根中空的抽气管以及抽气装置，每根抽气管的管身开设有至少一个通气孔，每根抽气管均与抽气装置连通。

进一步的，锚杆远离钻头的一端设有密封塞，密封塞开设有连通注浆机和注浆通道的通道。

进一步的，锚杆的内侧壁设有内螺纹，压杆的外侧壁设有与内螺纹对应的外螺纹。

进一步的，钻头的表面设有至少两个沿轴向间隔布置的环形的凸起部。

进一步的，钻头开设有至少一条连通加压腔和钻头外部的钻头注浆通道。

进一步的，每条钻头注浆通道内设有一个可沿钻头注浆通道移动的注浆钉，注浆钉的一端伸出到钻头外，另一端伸入到加压腔内并设有限位座，注浆钉内部设有连通加压腔和钻头外部的注浆钉通道。

进一步的，钻头注浆通道与所述锚杆轴线的夹角为0°-45°。

本发明的有益效果是：本发明提供的适用于砂性土质基坑的注浆装置包括注浆机和一端设有钻头的中空的锚杆，锚杆内设有可沿轴向移动的压杆，压杆与钻头之间形成加压腔，压杆设有用于连通加压腔和注浆机的注浆通道，压杆还连接有注浆压力调节装置，该注浆压力调节装置可以保持加压腔内的浆液的压力稳定，当注浆通道内压力大于加压腔内压力时，注浆通道打开；当注浆通道内压力小于或等于加压腔内压力时，注浆通道封闭，使注浆装置将浆液稳定的注入到加压腔和锚杆周围的沙土层中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的适用于砂性土质基坑的注浆装置中锚杆部分和注浆机的剖视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明实施例1提供的适用于砂性土质基坑的注浆装置使用时的俯视图；

图4为本发明实施例2提供的适用于砂性土质基坑的注浆装置的剖视图；

图5为图4中B处的局部放大图；

图6为图4中C处的局部放大图；

图7本发明实施例2中注浆钉的剖视图。

图中附图标记分别为：

001、002、注浆装置；100、锚杆；110、钻头；111、凸起部；112、钻头注浆通道；120、注浆孔；130、压杆；131、注浆通道；132、环形槽；133、O形密封圈；134、压力调节腔；135、第一侧壁；136、第二侧壁；140、加压腔；150、密封塞；151、通道；160、注浆钉；161、注浆钉头；162、限位座；163、注浆钉通道；200、注浆机；300、注浆压力调节组件；310、密封盖；311、第一侧面；312、第二侧面；320、弹性件；400、抽气管；500、抽气装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

实施例1

如图1所示，本发明的实施例1提供了一种适用于砂性土质基坑的注浆装置001，该注浆装置001包括中空的锚杆100以及注浆机200，锚杆100的一端设有钻头110，锚杆100邻近钻头110一端侧壁开设有至少一个注浆孔120，锚杆100远离钻头110一端插设有可沿轴向移动的压杆130，压杆130的外壁设有至少一个环形槽132，每个环形槽132内均设有O形密封圈133。压杆130与钻头110之间的锚杆100中空处为加压腔140，压杆130开设有注浆通道131，锚杆100远离钻头110的一端设有密封塞150，密封塞150开设有用于连通注浆孔120和注浆通道131的通道151，注浆机200通过通道151和注浆通道131与加压腔140连通，压杆130还连接有用于打开和封闭注浆通道131的注浆压力调节组件300。

本实施例提供的注浆装置001的使用步骤是：首先将锚杆100插入到砂性土基坑中打好的孔内，使锚杆100具有钻头110的一端向下，并对锚杆100的尾部施加压力使锚杆100固定在砂性土基坑中，随后向锚杆周围注入过筛砂或是山皮砂，将砂性土基坑中打好的孔填平，浇灌少量的水使孔内填好的砂润湿；随后将压杆130插入到锚杆100内一定位置并固定，将注浆机200通过注浆管与压杆130内开设的注浆通道131连通，随后通过注浆机200将浆液依次通过注浆管、注浆通道131、加压腔140和注浆孔120注入到砂性土基坑中邻近锚杆100的砂土层中。

如图2所示，注浆压力调节组件300包括密封盖310和弹性件320，弹性件320的两端分别连接密封盖310与压杆130。本实施例中的弹性件320为弹簧，锚杆100邻近钻头110一端侧壁开设有对称布置的两个注浆孔120。

注浆压力调节组件300的原理是：当注浆通道131内压力大于加压腔140内压力时，注浆通道131打开；当注浆通道131内压力小于或等于加压腔140内压力时，注浆通道131封闭。注浆机200未将浆液注入到加压腔140内时，加压腔140内压力与注浆通道131内压力相等，弹簧推动密封盖310密封注浆通道131，当注浆机200开始注入浆液时，注浆通道131内压力大于加压腔140内压力，浆液推动密封盖310克服弹簧拉力打开，注浆通道131与加压腔140连通，浆液注入到加压腔140内使加压腔140内压力增大，直至加压腔140内压力大于注浆通道131内压力时，密封盖310重新封闭注浆通道131。

如图1所示，钻头110的表面设有至少两个沿轴向间隔布置的环形的凸起部111。优选的，本实施例中钻头110的表面设有四个沿轴向间隔布置的环形的凸起部111。

在钻头110的表面设置多个凸起部111，可以使锚杆100插入到砂土层中时钻头110对砂土层结构进行破坏，产生裂缝，同时各个凸起部111间隔布置，在凸起部111之间也形成间隙，方便浆液扩散到砂土层中。

如图3所示，注浆装置001还包括至少一根中空的抽气管400以及抽气装置500，每根抽气管400开设有至少一个通气孔，每根抽气管400与抽气装置500连通。优选的，本实施例中的注浆装置001包括五根抽气管400，抽气管400为金属材料制成。使用抽气装置500和五根抽气管400配合降低锚杆100周围的砂土层气压，能够促进锚杆100注入到砂土层的浆液向四周扩散。使用时，将抽气管400插入到锚杆100四周的砂土层中，并使用抽气装置500通过抽气管400抽取砂土层中空气，使锚杆100四周的砂土层内气压下降，提高锚杆100注浆的相对压力。

如图1和图2所示，密封塞150由橡胶制成，且密封塞150弹性的塞入到锚杆100并抵压压杆130的顶部。密封塞150能够保持压杆130在锚杆100内的位置不变，同时密封塞150能够有效的提高密封性，避免浆液从压杆130与锚杆100内壁之间的空隙泄露。在压杆130的外壁设置环形槽132，环形槽132内设置O形密封圈133，保持压杆130与锚杆100内壁的密封性，避免注浆过程中浆液泄露。

本实施例提供的注浆装置001还包括直流电源，且锚杆100和抽气管400均采用导电的金属材料制成，直流电源的正极与锚杆100电连接，直流电源的负极与抽气管400电连接。使用该注浆装置001注浆时，开启直流电源，从而在锚杆100处形成正极，在抽气管400处形成负极，在注浆的浆液中加入电解质溶液，当浆液通过锚杆100注入到砂土层中时，由于抽气管400的电渗作用，部分浆液会向抽气管400处渗透扩散，从而提高注浆装置001注入到砂土层中的浆液的扩散范围。

本实施例提供的注浆装置001能够使浆液稳定的扩散到锚杆100四周的土层：同时抽气装置500通过插设在锚杆100四周的砂土层中的抽气管400抽取砂土层中气体，使锚杆100四周的砂土层内气压下降，提高锚杆100注浆的相对压力，能够进一步提高浆液的扩散面积，并可以使用直流电源的正负极分别连接导电的锚杆和抽气管，通过电渗作用提高浆液的扩散面积。

实施例2

参见图4所示，本发明的实施例2提供了一种适用于砂性土质基坑的注浆装置002，该注浆装置002包括中空的锚杆100以及注浆机200，锚杆100的一端设有钻头110，锚杆100邻近钻头110一端侧壁开设有两个注浆孔120，锚杆100远离钻头110的一端插设有可沿轴向移动的压杆130，压杆130与钻头110之间的锚杆100中空处为加压腔140，压杆130开设有注浆通道131，注浆机200通过注浆通道131与加压腔140连通，压杆130还连接有用于打开和封闭注浆通道131的注浆压力调节组件300，锚杆100远离钻头110的一端设有密封塞150，密封塞150开设有用于连通注浆孔120和注浆通道131的通道151。锚杆100的内侧壁设有内螺纹，压杆130的外侧壁设有与内螺纹对应的外螺纹。压杆130通过螺纹与锚杆100连接可以保持其稳定性，避免加压腔140内的压力较大时推动压杆130移动，同时工作人员可以转动压杆130，使压杆130沿轴向移动，调整加压腔140的容积。

如图5所示，本实施例中的压杆130内部设有与注浆通道131连通的压力调节腔134，注浆压力调节组件300包括设于压力调节腔134内的密封盖310和弹性件320，压力调节腔134具有连通注浆机200的第一侧壁135和与第一侧壁135相对布置的第二侧壁136，密封盖310设于压力调节腔134内并具有相背布置的第一侧面311和第二侧面312，密封盖310的第一侧面311抵压第一侧壁135，密封盖310的第二侧面312连接弹性件320的一端，弹性件320的另一端连接第二侧壁136。具体的，本实施例中的弹性件320为弹簧，且弹性件320的两端分别抵压第二侧面312和第二侧壁136。

注浆机200将浆液注入到注浆通道131内，浆液推动密封盖310的第一侧面311，使密封盖310克服弹簧的压力移动，密封盖310的第一侧面311不再抵压第一侧壁135，浆液进入注浆通道131内并通过第二侧壁136流入到加压腔140内，当加压腔140内压力增大后，浆液推动密封盖310朝向第一侧壁135移动，密封盖310的第一侧面311抵压第一侧壁135，浆液不能注入到压力调节腔134内，保持加压腔140内的压力恒定。在压杆130内设置的压力调节腔134能够保证密封盖310稳定的封闭和打开注浆通道131，避免弹性件320受到的压力过大损坏而无法帮助密封盖310封闭注浆通道131。

如图6所示，钻头110开设有至少一条连通加压腔140与钻头110外部的钻头注浆通道112。优选的，本实施例中钻头注浆通道112的数量为四条。在钻头110内开设连通加压腔140和钻头110外部的钻头注浆通道112，可以将加压腔140内的浆液引入到钻头110外部并注入到砂土层中。

如图6和图7所示，每条钻头注浆通道112内设有可沿钻头注浆通道112移动的注浆钉160，注浆钉160的一端伸出到钻头110外并设有注浆钉头161，另一端伸入到加压腔140内并设有限位座162，注浆钉160设有连通加压腔140和钻头110外部的注浆钉通道163，注浆钉通道163的一端开口开设于注浆钉头161上，注浆钉通道163的一端开口开设于限位座162的端面。当注浆机200将浆液注入到加压腔140内时，加压腔140内的压力增大，推动注浆钉160沿钻头注浆通道112移动并嵌入到砂土层中，同时加压腔140内的浆液从注浆钉160的内部开设的注浆钉通道163注入到砂土层中，随着加压腔140内部的压力增大，注浆钉160嵌入到砂土层中的深度越深，浆液扩散到砂土层中的范围越广

钻头注浆通道112与锚杆100轴线的夹角为0°-45°。本实施例中，钻头注浆通道112与锚杆100轴线的夹角为15°。当钻头注浆通道112与锚杆100轴线的夹角为0°-45°时，设于钻头注浆通道112内的注浆钉160能够很好的嵌入到钻头110四周的砂土层中，并将加压腔140内的浆液扩散到沙土层中。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。