一种微型注浆钢管桩室内制备装置的制作方法

本实用新型涉及建筑建材领域，具体是一种微型注浆钢管桩室内制备装置。

背景技术：

近年来，随着我国经济建设的飞速发展，交通基础设施建设也取得了相应的发展，且社会对此的关注度也是越来越高，尤其在国家“精准扶贫”政策引导下，一些落后贫困地区的道路桥梁基础建设取得了长足发展。我国幅员辽阔，不同区域地质条件差异明显，传统的地基处理(例如灌注桩、预制桩等)已不能完全满足当下需求。微型注浆钢管桩因其施工工艺简单、无污染、噪音小、施工快、造价低、可适应多种区域水文地质条件等优点，逐渐成为支挡结构或提高地基土承载力工程中重要构件，并广泛应用于边坡失稳、基础加固和城镇建设等工程病害问题上。

当前微型钢管桩应用普遍，通常采用向钢管内部高压注浆，通过钢管管壁上注浆孔形成含有核心和外包水泥浆的微型钢管桩。由于注浆孔形成的外包水泥浆，现场施工成桩后对桩体取样的难度大，且要求钢管位于桩体中轴线，钢管桩桩体上下横截面水泥浆与钢管处于同一水平面，因此如何获得这种微型注浆钢管桩构件成为难点。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种微型注浆钢管桩室内制备装置。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种微型注浆钢管桩室内制备装置，其特征在于该装置包括钢模底座、上部套筒、下部套筒、钢管、圆环柱钢模、注浆管、注浆机、支架顶板和反力杆；

所述钢模底座周向均布至少三个底座螺纹通孔，支架顶板周向均布至少三个顶板螺纹通孔；至少三个反力杆的两端分别与底座螺纹通孔和顶板螺纹通孔连接；钢模底座的中心位置开有底座环形立柱槽，位于底座螺纹通孔内侧；支架顶板的中心位置开有顶板环形立柱槽，位于顶板螺纹通孔内侧；所述圆环柱钢模的两端分别安装于底座环形立柱槽和顶板环形立柱槽中；所述上部套筒由位于中心的上部套筒筒体和至少三个均布固定于上部套筒筒体外侧的上部套筒连接座构成；所述下部套筒由位于中心的下部套筒筒体和至少三个均布固定于下部套筒筒体外侧的下部套筒连接座构成；所述下部套筒放置于钢模底座上且位于圆环柱钢模内部，下部套筒连接座的边缘与圆环柱钢模内部卡装；上部套筒与支架顶板固定连接且位于圆环柱钢模内部，上部套筒连接座的边缘与圆环柱钢模内部卡装；所述钢管的两端固定于上部套筒筒体和下部套筒筒体内部；所述注浆管的一端与注浆机连接，另一端通过支架顶板的注浆孔伸入钢管内。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

(1)本装置的结构设计保证钢管位于钢管桩桩体中轴线上，同时保护钢管桩两端头不开裂，增强钢管桩桩身强度；保证钢管桩桩体上下横截面注浆与钢管处于同一水平面，省去了拆模之后的截断以及横截面端头打磨平整的工序，避免了对桩体质量的损伤，同时减少了桩管材料的浪费，加快施工进度。

(2)根据工程设计和现场施工条件，通过调整钢模底座尺寸和底座环形立柱槽的位置、圆环柱钢模尺寸、支架顶板尺寸和顶板环形立柱槽的位置、上下套筒的尺寸以及反力杆的高度，可在实验室内制备出不同成桩截面、桩体长度或桩体强度等微型注浆钢管桩，克服了现场施工成桩后对桩体取样难度大的问题，能够应用于后续的试验研究中，或者作为构件直接应用于施工现场，为后期优化设计和制定合适的施工方案提供相应参考指标。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的整体结构剖视主视示意图；

图2为本实用新型一种实施例的钢模底座俯视示意图；

图3为本实用新型一种实施例的支架顶板仰视示意图；

图4为本实用新型一种实施例的下部套筒立体结构示意图；

图5为本实用新型一种实施例的上部套筒仰视示意图；

图6为本实用新型一种实施例的下部套筒俯视示意图；

图7为本实用新型一种实施例的圆环柱钢模俯视示意图；

图中：1、钢模底座；2、上部套筒；3、下部套筒；4、钢管；5、圆环柱钢模；6、注浆管；7、注浆机；8、支架顶板；9、反力杆；10、底座环形立柱槽；11、上部套筒筒体；12、底座螺纹通孔；13、上部套筒连接座；14、下部套筒筒体；15、下部套筒连接座；16、半圆环柱钢模；17、凸耳；18、顶板环形立柱槽；19、注浆孔；20、顶板螺纹通孔；21、透气孔。

具体实施方式

下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。

本实用新型提供了一种微型注浆钢管桩室内制备装置(简称装置，参见图1-7)，其特征在于该装置包括钢模底座1、上部套筒2、下部套筒3、钢管4、圆环柱钢模5、注浆管6、注浆机7、支架顶板8和反力杆9；

所述钢模底座1周向均布至少三个底座螺纹通孔12，支架顶板8周向均布至少三个顶板螺纹通孔20；至少三个反力杆9的两端通过螺纹分别与底座螺纹通孔12和顶板螺纹通孔20连接并用螺母固定；钢模底座1的中心位置开有底座环形立柱槽10，位于底座螺纹通孔12内侧；支架顶板8的中心位置开有顶板环形立柱槽18，位于顶板螺纹通孔20内侧；所述圆环柱钢模5的两端分别插接安装于底座环形立柱槽10和顶板环形立柱槽18中；所述上部套筒2由位于中心的上部套筒筒体11和至少三个均布固定于上部套筒筒体11外侧的上部套筒连接座13构成；所述下部套筒3由位于中心的下部套筒筒体14和至少三个均布固定于下部套筒筒体14外侧的下部套筒连接座15构成；所述下部套筒3放置于钢模底座1上且位于圆环柱钢模5内部，下部套筒连接座15的边缘与圆环柱钢模5内部卡装；上部套筒2通过螺栓与支架顶板8固定连接且位于圆环柱钢模5内部，上部套筒连接座13的边缘与圆环柱钢模5内部卡装；所述钢管4的两端固定于上部套筒筒体11和下部套筒筒体14内部；所述注浆管6的一端与注浆机7连接，另一端通过支架顶板8中心的注浆孔19伸入钢管4内进行压力注浆。

钢模底座1的中轴线、支架顶板8的中轴线、圆环柱钢模5的中轴线、上部套筒筒体11的中轴线、下部套筒筒体14的中轴线和钢管4的中轴线均共线。

钢管4的管壁具有注浆孔，钢模底座1、圆环柱钢模5、钢管4与支架顶板8形成一个密闭空间，用于注入水泥浆。

反力杆9、底座螺纹通孔12和顶板螺纹通孔20的数量均相同。

支架顶板8上均布有竖直方向通透的透气孔21，位于顶板环形立柱槽18内侧，用于将压力注浆过程中水泥浆产生的气泡及时排出，进而保证成桩质量。

所述上部套筒2与下部套筒3的形状和大小相同。

所述圆环柱钢模5由两个半圆环柱钢模16通过凸耳17和螺栓连接而成，可拆卸。

圆环柱为中空的圆柱。

基于本实用新型所述的微型注浆钢管桩室内制备装置制备微型注浆钢管桩室内的方法是：

(1)根据微型注浆钢管桩的(简称钢管桩)成桩截面，确定钢模底座1的直径和底座环形立柱槽10的位置、支架顶板8的直径和顶板环形立柱槽18的位置、上部套筒2和下部套筒3的直径以及圆环柱钢模5的直径；

(2)将钢模底座1放置在平台上；为保证成桩质量，使钢管4位于钢管桩中轴线上，同时保护钢管桩两端头水泥浆不开裂，将下部套筒3放置在钢模底座1上，下部套筒连接座15的边缘位于底座环形立柱槽10处；钢管4下端插接在下部套筒筒体14中，下部套筒筒体14内直径与钢管4外直径大小相同；

(3)为易于拆模，鉴定钢管桩的桩身质量，将两个半圆环柱钢模16刷涂润滑油，通过其上的凸耳17和螺栓组成圆环柱钢模5；再将圆环柱钢模5的下端插接在底座环形立柱槽10内；

(4)将中心具有注浆孔19且均布有透气孔21的支架顶板8与上部套筒2的上部套筒连接座13通过螺栓固定连接；钢管4上端插接在上部套筒筒体11中，圆环柱钢模5上端插接在顶板环形立柱槽18内；上部套筒筒体11内直径与钢管4外直径大小相同；

(5)为使钢管桩整体更加稳固，钢模底座1和支架顶板8的外边缘处通过螺纹连接至少三个均布的反力杆9并用螺母固定；反力杆9整体为螺纹，下端插入钢模底座1的底座螺纹通孔12并用螺母固定，上端插入支架顶板8的顶板螺纹通孔20并用螺母固定；通过螺纹调节反力杆9与钢模底座1和支架顶板8的连接位置，即调控钢管桩的高度

(6)将注浆管6一端插入支架顶板8的注浆孔19内，直至到达钢模底座1的上方，另一端与注浆机7相连；

(7)检查装置的稳固性和密封性是否完好，启动装置开始高压注浆；浆料选用普通硅酸盐水泥42.5，筛除结块，配合比0.45；因注浆压力，水泥浆通过钢管4管壁的注浆孔溢出，流入钢管4与圆环柱钢模5间的空间，随着注浆量的增加，注浆管6端部的高度也随之提升，直至支架顶板8有水泥浆溢出，注浆完成，移除注浆管6和注浆机7并进行少量补浆抹平表面；

(8)静置凝固后(根据《通用硅酸盐水泥》(gb175-2007)规定，静置时间为24h)进行拆模，依次拆除反力杆9、支架顶板8、钢模底座1和圆环柱钢模5后，得到试样，观察试样质量并做好记录；

(9)根据《建筑砂浆基本性能试验方法标准》(jgj/t70-2009)中规定的水泥砂浆、混合砂浆的养护条件(20±2℃，相对湿度90％以上)和养护时间(28天)，对试样进行养护，得到微型注浆钢管桩。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。