一种清渣注浆装置及采用该装置的清渣注浆方法与流程

本发明涉及一种清渣注浆装置及采用该装置进行清渣注浆的方法。

背景技术：

灌注桩是建设工程的最主要桩型，桩底沉渣过厚是机械成孔灌注桩的重大质量问题，灌注桩孔底沉渣厚度的控制是冲孔灌注桩成孔质量的重要指标之一，孔底沉渣过厚往往在灌注成桩检测时才被发现，如何快速经济的解决工后灌注桩底沉渣过厚的质量问题一直是一个难点。

专利技术名称为“一种利用气举反循环清理沉渣的钻孔灌注桩施工方法”申请公布号为CN104343114A的发明专利，名称为 “一种用于清除成孔灌注桩孔底沉渣的装置及清除方法”申请公布号为CN105649559A的发明专利和名称为“灌注桩孔底沉渣清理装置”授权公告号为CN205100218U的发明专利，均是提出了一种清渣方法，但其主要使用在钻孔灌注桩灌注混凝土之前的一种清渣工艺，需要孔内有泥浆条件下才可进行，不适用于混凝土灌注后孔底沉渣有一定的固结的情况，而大多数桩底沉渣是有一定固结的情况，导致清孔效果较差。

清渣完成后通常需要对灌注桩进行加固，方法可通过压力注浆加固桩底：通过取芯孔埋设注浆管深入到沉渣部位，压力注浆加固。该方案由于桩底沉渣无法置换，桩底四周岩石封闭亦无法良好渗透，大部分达不到设计要求的承载力要求。或通过补桩：在工程桩两侧重新布桩，重新施工，加大承台，以达到设计承载力的要求。该方案需要现场具有补桩空间条件，需要设计重新验算，补桩费用很高、工期长。

技术实现要素：

本发明提供一种清渣注浆装置，解决现有技术中对灌注桩底部沉渣清理效果差，灌注桩重新加固后承载力差、费用高的问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用所提出的清渣注浆装置采用以下技术方案予以实现：

一种清渣注浆装置，包括空气压缩机和/或高压泵、低压调速泵、注浆短管，所述注浆短管上设置有可开合的阀门，所述空气压缩机和/或高压泵均与一可深入到取芯孔孔底的高压注浆管连接，所述低压调速泵上连接有一可深入到取芯孔底部的低压注浆管。

本发明还提出一种利用上述技术方案中的清渣注浆装置进行清渣注浆方法，包括如下步骤：

（1）高压水和/或气清渣：高压泵和/或空气压缩机连接高压注浆管，将高压注浆管自取芯孔内下入桩底。开启高压注浆泵注射清水和/或同时开启空气压缩机输送高压风，清水和/或高压风均通过高压注浆管输送高压注浆管，对桩底沉渣进行高压切割清洗沉渣，其它孔作为出渣孔，当出渣孔冒溢清水时，换孔进行高压切割清洗，当出渣孔冒溢清水时，继续换孔清洗，直至所有孔清洗完毕；

（2）高压喷注稀水泥浆：选其中一取芯孔作为高压注浆要喷射的水泥浆孔，使用高压泵高压喷注稀水泥浆，水泥浆水灰比1.0-1.5，高压喷射稀水泥浆在桩底沉渣范围缓慢提升，上升速度为15cm/min-20 cm/min，然后复喷一遍；

（3）低压喷注浓水泥浆置换稀水泥浆：选其中一取芯孔作为注浆孔，使用低压调速泵喷射浓水泥浆，浓水泥浆水灰比0.35-0.4，同时添加膨胀剂和减水剂，将低压注浆管插至最底部，浓水泥浆自低压注浆管底部流出，将桩底及取芯孔内稀水泥浆置换干净，孔口冒溢出浓浆后，将低压注浆管拔出；

（4）注浆短管压力注浆：选择其中一孔埋设带阀门注浆短管，与其相邻的两孔封堵密实，注浆短管和低压调速阀连接，通过短注浆管注浆，注浆终孔压力2.5-3Mpa，压力达到要求后，关闭阀门，卸下注浆胶管。

在本发明的技术方案中，还包括如下附加技术特征：

进一步的，所述空气压缩机上连接一空压胶管，所述高压泵上连接一高压泵胶管，所述空压胶管、所述高压泵胶管均和所述高压注浆管连通。

进一步的，所述高压泵上设置有高压泵压力表，所述低压调速泵上设置有低压泵压力表，所述空气压缩机上设置有空压压力表。

进一步的，所述高压注浆管端部设置有喷嘴。

进一步的，所述低压调速泵通过一低压泵胶管和所述低压注浆管连接。

进一步的，所述高压注浆管上设置有清渣手柄，所述低压注浆管上设置有注浆手柄。

进一步的，所述高压注浆管和低压注浆管材质均为不锈钢或钢。

本发明存在以下优点和积极效果：

本发明提出一种清渣注浆装置，包括有空气压缩机和/或高压泵、低压调速泵和注浆短管，在进行清渣时通过空气压缩机和高压泵配合，或仅仅采用高压泵或空气压缩机进行清理，在高压泵内部注射清水，通过高压作用对灌注桩桩底沉渣进行清理，通过高强度切割清洗可对应对灌注桩桩底的有固结的沉渣进行清理，清理效果好，在清理完成后可通过高压泵先进行喷注稀水泥浆将桩底的清水进行置换，然后再通过浓水泥浆将稀水泥浆进行置换，最后通过注浆短管进行压力注浆，通过不断的置换，使桩底的沉渣被完全置换出来，且同时将浓水泥浆灌注到桩体内，实现了对桩体的加固，无需另外进行补桩，相应的降低了加固费用，缩短了工期。

附图说明

图1为现有本发明清渣注浆装置的结构示意图；

图2为进行清渣注浆前进行取芯检测结构示意图；

图3为采用本发明清渣注浆方法中步骤(1)中将高压注浆管自取芯孔内下入桩底的结构示意图；

图4为本发明清渣注浆方法中步骤(1)中高压水和气切割清渣操作结构示意图；

图5为本发明清渣注浆方法中步骤(1)中换孔高压水和气切割清渣的结构示意图；

图6为本发明清渣注浆方法中步骤(1)中切割清渣完毕的结构示意图；

图7为本发明清渣注浆方法中步骤(2)中高压喷注稀水泥浆结构示意图；

图8为本发明清渣注浆方法中步骤(2)中高压喷注稀水泥浆反复填充结构示意图；

图9为本发明清渣注浆方法中步骤(3)中低压喷注浓水泥浆的结构示意图；

图10为本发明清渣注浆方法中步骤(3)中喷注浓水泥浆拔注浆管的结构示意图；

图11为本发明清渣注浆方法中步骤(4)中封孔埋设注浆短管的结构示意图；

图12为本发明清渣注浆方法中步骤(4)中压力注浆的结构示意图；

图13为本发明清渣注浆方法中步骤(4)中压力注浆完毕的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，本发明提出一种清渣注浆装置的实施例，参照图1所示，包括空气压缩机1和/或高压泵2、低压调速泵3和注浆短管4，所述注浆短管4上设置有可开合的阀门41，所述空气压缩机1和/或高压泵2均与一可深入到取芯孔孔底的高压注浆管5连接，所述低压调速泵3上连接有一可深入到取芯孔底部的低压注浆管6。

本实施例中的清渣注浆装置，在进行清渣时可通过空气压缩机1和高压泵2配合，对应和高压注浆管5连接。优选的，若同时采用高压气和高压水进行清渣则可在空气压缩机1上连接一空压胶管7，在高压泵2上连接一高压泵胶管8，使空压胶管7、高压泵胶管8均和高压注浆管5连通，将高压注浆管5插入到取芯孔底部，使高压水和高压气同时进入到高压注浆管5内对桩底沉渣作用，通过高压水气共同切割冲洗对桩底沉渣进行清渣。当然，对于桩径较小的灌注桩可仅仅采用空气压缩机1或高压泵2即可，对应的，只采用高压泵2时可通过高压泵胶管8与高压注浆管5连通，只采用空气压缩机1时则通过空压胶管7和高压注浆管5连通。清渣完成后则通过高压泵2进行喷注稀水泥浆，高压泵2注浆完成后再通过低压调速泵3喷注浓水泥浆置换稀水泥浆，最后通过带阀门41的注浆短管4进行压力注浆。

进一步的，所述高压泵2上设置有高压泵压力表9，所述低压调速泵3上设置有低压泵压力表10，所述空气压缩机1上设置有空压压力表11。通过设置在各个设备上的压力表可实时观测到压力情况。

优选的，所述高压注浆管5端部设置有喷嘴12。所述喷嘴12为耐高压喷嘴。

进一步的，所述低压调速泵3通过一低压泵胶管14和所述低压注浆管6连接。

为便于将高压注浆管5和低压注浆管6插入到取芯孔内，在高压注浆管5上设置有清渣手柄15，在低压注浆管6上设置有注浆手柄16。

优选的，所述高压注浆管5和低压注浆管6材质均为不锈钢或钢。

灌注成桩后，小应变进行桩身完整性和桩长检测。

如果小应变检测桩长不足、静载下沉过大或大直径无法做静载的桩，进行取芯检测，取芯孔要钻至沉渣以下的原状基岩，检验桩底沉渣厚度，超过规范要求的50mm视为缺陷桩，需要进行处理，缺陷桩根据桩径大小，取芯孔布设2-3眼。检测出灌注桩为缺陷桩时则对应采样清渣注浆装置进行清渣注浆。

本实施例中的清渣注浆方法，主要包括如下步骤，参照图3-图13所示：

（1）高压水和/或气清渣：高压泵2和/或空气压缩机1连接高压注浆管5，优选的，可通过高压泵胶管8和空压胶管7对应和高压注浆管5连接，高压注浆管5选用高压厚壁无缝的钢管，可承受高压力作用，将高压注浆管5自取芯孔内下入桩底，为方便将高压注浆管5放入到取芯孔内，可在高压注浆管5上设置一清渣手柄15。开启高压注浆泵5注射清水和/或同时开启空气压缩机1输送高压风，清水和/或高压风均通过高压注浆管5输送高压风或高压水，可在高压注浆管5的底部设置一喷嘴12，对桩底沉渣进行高压切割清洗，其它孔作为出渣孔，据桩径大小，高压泵2处清水压力为20-40Mpa，由高压泵压力表9观测，空气压缩机1处的高压风压力为0.7-1.0MPa，由空压压力表11观测当出渣孔冒溢清水时，换孔进行高压切割清洗，当出渣孔冒溢清水时，继续换孔清洗，直至所有孔清洗完毕。对于桩经较小的灌注桩，可只采用空气压缩机1或高压泵2进行清渣即可，在此不做具体限制。

（2）高压喷注稀水泥浆：选其中一取芯孔作为高压注浆要喷射的水泥浆孔，使用高压泵2高压喷注稀水泥浆，水泥浆水灰比1.0-1.5，高压喷射稀水泥浆在桩底沉渣范围缓慢提升，上升速度为15cm/min-20 cm/min，然后复喷一遍；

（3）低压喷注浓水泥浆置换稀水泥浆：选其中一取芯孔作为注浆孔，使用低压调速泵3喷射浓水泥浆，浓水泥浆水灰比0.35-0.4，同时添加膨胀剂和减水剂，抗压强度不低于原桩混凝土强度，优选的，低压调速泵3通过低压泵胶管14和低压注浆管6连接，低压注浆管6为无缝注浆管，为便于注浆，可在低压注浆管6上设置一注浆手柄16，通过注浆手柄16将低压注浆管6插至最底部，注浆的浓水泥浆自低压注浆管6底部流出，将桩底及取芯孔内稀水泥浆置换干净，孔口冒溢出浓浆后，将低压注浆管6拔出；

（4）注浆短管4压力注浆：选择其中一孔埋设带阀门41注浆短管4，与其相邻的两孔封堵密实，封堵时采用材质为：水玻璃和水泥浆或其它速凝材料。注浆短管4和低压调速阀3连接，通过低压调速阀3给注浆短管4注压，通过注浆短管4注浆，注浆终孔压力2.5-3Mpa，压力达到要求后，关闭阀门41，卸下注浆短管4。

待水泥浆凝固后，一般7天以上龄期，重新选点取芯观察芯样，采用声测或影像等手段测桩的完整性，芯样养护达到龄期后检测抗压强度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。