灌注桩桩底桩侧一体后注浆施工工具的制作方法

本实用新型涉及建筑施工领域，特别涉及一种灌注桩桩底桩侧一体后注浆施工工具。

背景技术：

灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。目前高层建筑大多采用钻孔灌注桩基础，以求达到设计承载力及沉降的要求。钻孔灌注桩由于其施工工艺导致会产生以下缺陷：①桩底沉渣难以清理干净，降低桩端承力，加大桩沉降量；②采用泥浆护壁使桩周产生一层泥皮，从而降低了桩与土体之间的侧摩阻力。为避免上述因素影响，在现有灌注桩施工工艺中，通过桩底、桩侧后注浆技术提高桩侧摩擦阻力、桩端承载力，以达到缩短桩长、减少沉降的效果。

授权公告号为CN1072746C的中国发明专利公开了“灌注桩桩端及桩侧注浆法”，采取导管法灌注水下混凝土时，将至少带有一根注浆管的特制隔水塞沉入桩孔端部或将至少带有一根注浆管的固定装置随普通隔水塞沉入桩孔端部；将至少带有一根注浆管的桩侧注浆装置随钢筋笼一起放入桩孔中；成桩后利用注浆管对凝固前或硬化后的桩的桩侧若干深度部位进行压力注浆。该专利至少采用两根注浆管才能完成对桩底桩侧后注浆。

授权公告号为CN1138898C的中国发明专利公开了“灌注桩桩侧后注浆工艺”，采用桩侧后注浆装置对桩侧后注浆，该装置包括纵向附着在桩身钢筋笼上的注浆钢导管，注浆钢导管上端部与地面高压输浆软管连通，注浆钢导管下端部通过倒T形三通接口与加筋PVC软管连通，加筋PVC软管上分布有注浆单向阀。该专利只能对桩侧进行后注浆。

授权公告号为CN1226491C的中国发明专利公开了“钻孔灌注桩桩侧、桩底后压浆施工工艺”，通过在桩侧沿钢筋笼周圈布有至少两根桩侧注浆管，在桩底布有至少两根桩底注浆管，当初次水泥浆注浆终凝后，利用注浆管进行二次劈裂注浆，提高了桩端承载力和桩侧摩阻力。该专利至少采用四根注浆管才能完成桩底桩侧后注浆。

上述发明中的工艺中存在以下缺陷：单根注浆管只能对桩底或桩侧的其中一个进行注浆，在对桩底、桩侧进行注浆时，由于注浆位置不同，至少需要布设两次注浆管。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种灌注桩桩底桩侧一体后注浆施工工具，其通过对注浆结构的改变，使得一次布设注浆管可以完成桩底和桩侧的注浆。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种灌注桩桩底桩侧一体后注浆施工工具，包括有沿灌注桩延伸方向布置并延伸至桩底的管体，所述管体的底部设置有注浆喷头，所述管体上连通设置有至少一个三通管一，所述三通管一上连通设置有环于桩侧的环形注浆器，所述管体内部可动设置有一根注浆内管，所述注浆内管的端部设置有仅在管体内部一端区域内出浆的定向注浆器。

通过采用上述技术方案，管体延伸至灌注桩的桩底，并在管体上设置三通管一，沿管体内部活动设置的注浆内管将水泥浆带入管体内部，进行桩底注浆时，定向注浆器将水泥浆从注浆喷头喷出；底部注浆完成后，向上移动注浆内管至定向注浆器的出浆位置与三通管一的阀口相对，以将水泥浆自三通管一输出至环形注浆器内，最后由环形注浆器将水泥浆喷至桩侧。灌注桩的桩底与桩侧通过一次管体布置即可完成，无需分步注浆。

进一步地，所述环形注浆器上设置有与三通管一对接的三通管二，所述管体由至少两段管拼接形成，所述三通管一的两个直连阀口连接于两段管之间，三通管一的另一阀口与三通管二的一个阀口对接并连通。

通过采用上述技术方案，两个三通对接，管体内的注浆内管带入的水泥浆通过定向注浆器通入三通管一，再通过三通管一与三通管二的对接，将水泥浆引入三通管二，三通管二的两外两个阀口可以将水泥浆分别从环形注浆器的两端引入其内部进行侧注浆。

进一步地，所述环形注浆器4包括带有若干排浆孔的软管，以及密封固定软管的两端于三通管二上的卡环。

通过采用上述技术方案，环形注浆管需要在安装管体时一同安装至环于灌注桩的桩侧，因此，采用软管可以便于下管的过程，而采用卡环固定软管的两端，可以在保证密封性的前提下，提升环形注浆器的安装效率。

进一步地，所述管体上靠近灌注桩的桩头一端设置有单向控制阀。

通过采用上述技术方案，单向控制阀可以在桩底和桩侧注浆均完成后向外拔出内注浆管的过程中，关断管体1的上管口。

进一步地，所述注浆喷头包括与管体下端螺纹固定的接口端、布设有若干注浆孔的注浆区以及封闭所述注浆喷头的下端的封闭端。

通过采用上述技术方案，封闭端将管体的下端管口封闭，使水泥浆仅由珠江去的注浆孔喷出，而注浆喷头通过接口端与管体螺纹连接，可以便于注浆喷头的更换过程。

进一步地，所述定向注浆器包括环设于注浆内管外壁上的楔形橡胶环、密封定向注浆器最下端的橡胶塞以及位于两者之间的、管壁上布设多个穿孔的注浆部件，所述楔形橡胶环以及橡胶塞的外圈尺寸与管体内径尺寸适配以在注浆部件所处的管体的管段内形成一段封闭区域。

通过采用上述技术方案，橡胶塞封闭定向注浆器底部，且其外圈与管体内壁密封；楔形橡胶环套设在注浆内管外壁，且外圈也与管体内壁密封，这样，注浆部件内的水泥浆仅可以在被橡胶塞和楔形橡胶环密封的区域内出浆，将注浆部件移动至注浆喷头处，水泥浆喷入桩底，向上移动注浆内管以使封闭区域对准环形注浆器，则水泥浆仅进入环形注浆器进行侧注浆。

进一步地，所述注浆内管的上端设置有连通外部注浆设备与注浆内管的高压输浆软管。

通过采用上述技术方案，高压输浆软管连接注浆设备与注浆内管，注浆内管采用硬质管，可以便于注浆内管在管体内的移动。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：管体延伸至灌注桩的桩底，并在管体上设置三通管一，沿管体内部活动设置的注浆内管将水泥浆带入管体内部，进行桩底注浆时，定向注浆器将水泥浆从注浆喷头喷出；底部注浆完成后，向上移动注浆内管至定向注浆器的出浆位置与三通管一的阀口相对，以将水泥浆自三通管一输出至环形注浆器内，最后由环形注浆器将水泥浆喷至桩侧。灌注桩的桩底与桩侧通过一次管体布置即可完成，无需分步注浆。

附图说明

图1为钻孔灌注桩浇筑后的示意图；

图2为注浆管的轴测图；

图3为注浆管的爆炸图；

图4为图1中A-A方向的剖视图；

图5为图4的B部放大图；

附图标记：1、管体；11、单向控制阀；12、外螺纹；13、内螺纹；2、注浆喷头；21、接口端；22、注浆区；23、封闭端；221、注浆孔；3、三通管一；31、通口端；32、外口端；4、环形注浆器；41、三通管二；42、卡环；43、软管；431、排浆孔；5、高压输浆软管；6、注浆内管；7、定向注浆器；71、楔形橡胶环；72、注浆部件；721、穿孔；73、橡胶塞；8、基土层；81、桩孔；82、缝隙；821、桩侧缝隙；822、桩底缝隙；9、钻孔灌注桩；91、钢筋笼；911、主筋。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例

如图1所示，为钻孔灌注桩9浇筑后的示意图，为了提高桩底承载力和桩侧摩阻力，采用如下工具：

一种灌注桩桩底桩侧一体后注浆施工工具，结合图2和图3，包括若干根直线连接在一起的管体1，管体1采用规格为Φ38×2.5的不锈钢管制作，管体1的一端设有外螺纹12、另一端设有内螺纹13，一根管体1端口的外螺纹12与另一根管体1端口的内螺纹13相配合，从而使得两根管体1连接在一起，根据需要，可以将若干根管体1连接组成不同长度的注浆管。

位于最下方管体1的底端通过螺纹连接有注浆喷头2，注浆喷头2为采用与管体1相同规格、长度300mm的不锈钢管制作，注浆喷头2包括：用于与管体1螺纹连接的接口端21、中间用于向外注浆的注浆区22、末尾的封闭端23，注浆区22长200mm、其上设有若干注浆孔221，注浆孔221沿母线方向均匀布设4排，每排4个，共计16个注浆孔221，注浆孔221是直径5mm的圆孔。

在注浆管的中间位置设有三通管一3，三通管一3为含有两个通口端31、一个外口端32组成T形的不锈钢接头水管，三通管一3的三个端口设有与管体1上外螺纹12相配合的内螺纹13，中间相邻的两根管体1通过端头的外螺纹12分别与两个通口端31的内螺纹13配合，使得中间相邻的两根管体1通过三通管一3直线连接。三通管一3的外口端32通过螺纹连接有环形注浆器4，环形注浆器4包括三通管二41，三通管二41与三通管一3的不同之处在于：外口端32设有外螺纹12，两个通口端31设有卡环42。三通管二41的外口端32与三通管一3的外口端32通过螺纹连接，三通管二41的直通部分与三通管一3的直通部分垂直。在三通管二41上连接有一根软管43，软管43为PVC钢丝软管，软管43的两端分别与三通管二41上的两个通口端31连接形成环形结构，并被三通管二41上的两个通口端31的卡环42卡紧固定，保证软管43与三通管二41的接口具有良好的密封性，并且可方便安装拆卸，根据钻孔灌注桩9所用的钢筋笼91的圆周直径可以选择相应长度的软管43。在软管43的四周设有若干排浆孔431。随着注浆管的长度增加，可以在注浆管的中部的管体1之间均匀地增设若干三通管一3与等量的环形注浆器4，以便满足不同深度的桩侧注浆需求。

位于最上方的管体1上设有单向控制阀11，以实现注浆通道的启闭。为避免注浆喷头2上的注浆孔221和软管43上的排浆孔431被灌注桩的砼堵死，在注浆孔221和排浆孔431上安放图钉，并在外侧包覆一层防护膜，防护膜为防水胶带，也可以是其他材质的密封布。

参考图3和图4，在注浆管内的空腔中设有注浆内管6，注浆内管6为1米长的热镀锌4分管，注浆内管6的顶端外接等径的高压输浆软管5、底端连接定向注浆器7。结合图3和图5，定向注浆器7包括：顶端双层的楔形橡胶环71、中间的注浆部件72、底端的橡胶塞73，注浆部件72由100mm长的热镀锌4分管制成，在注浆部件72沿其母线方向分布有若干穿孔721，且每个穿孔721沿注浆部件72的径向穿透管壁，注浆部件72与注浆内管6通过螺纹连接。楔形橡胶环71套设固定在注浆部件72的端头，楔形橡胶环71的边缘与注浆管接触并密封，使得注浆部件72与上方的注浆管空腔隔离；橡胶塞73套设固定在注浆部件72的末端，橡胶塞73的边缘与注浆管接触并密封，使得注浆部件72与下方的注浆管空腔隔离，从而定向注浆器7流出的浆液被限制在注浆部件72所在的空间以实现定向注浆。通过向外拔出或向内放入高压输浆软管5的长度可以控制注浆内管6沿注浆管的长度方向上下滑移，从而使得定向注浆器7停留在注浆管的不同位置进行注浆。

灌注桩桩底桩侧后注浆工艺包括以下步骤：

S1：结合图1和图4，钻孔灌注桩9施工：

（1）钻孔并清孔：首先在基土层8的桩位处使用钻孔机钻取桩孔81，在钻孔过程中保证孔的垂直度符合设计要求，当钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即使用吸泥机进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。

（2）预制钢筋笼91和绑扎注浆管：按照设计要求预制好灌注桩所需的钢筋笼91，将注浆管的管体1沿着钢筋笼91的主筋911长度方向捆扎牢固，并使得底部端头的注浆喷头2长出钢筋笼91底部、顶部端头的管体1高出待制的灌注桩顶面，并且顶部的管体1端头和单向控制阀11采用聚乙烯膜覆盖以防止堵塞。然后按照要求在钢筋笼91上待制灌注桩的中部位置准确安装环形注浆器4，使得软管43套设在钢筋笼91的外周，软管43沿着钢筋笼91的圆周设置且用铁丝固定，以防止软管43位移。

（3）安放钢筋笼91和砼导管：把捆扎注浆管的钢筋笼91吊放到桩孔81中，安放过程中注意保护注浆管不被损坏，然后从钢筋笼91顶部安放砼导管。

（4）灌注桩体：通过砼导管浇筑砼，砼进入钢筋笼91后，砼上升不宜过快，砼导管在砼内埋深不宜过大，严格按照规范控制在2-6m之间，提升砼导管时，不宜过快，防止砼导管钩住钢筋笼91并将其带上来。由于砼与基土层8不能完全的结合，因此钻孔灌注桩9与基土层8之间会存在缝隙82。

S2：待灌注桩完成3天后注浆：

（1）准备工作：去掉用来保护管体1顶部端口和单向控制阀11的聚乙烯膜，并打开单向控制阀11开关；将高压输浆软管543与注浆内管6连接并确保接口密封性，把注浆内管6及定向注浆器7插入到注浆管并深入到底部，使得定向注浆器7抵至注浆喷头2。

（2）桩底注浆：通过高压输浆软管543输送高压水泥浆液，高压水泥浆液经注浆内管6流至定向注浆器7，在楔形橡胶环71的作用下可保证此时水泥浆液只充满注浆管底部。由于注浆喷头2的不锈钢管壁呈刚性，包覆在注浆孔221外的防护膜具有弹性，因此水泥浆液在高压下穿过注浆孔221并冲破防护膜流至桩底缝隙822中。待桩底注浆量达到设计要求或注浆压力达到设计值时，桩底注浆工作完成。

（3）桩侧注浆：桩底注浆完成后，向外提拉高压输浆软管543使得注浆内管6提升至桩侧注浆区域，定向注浆器7的注浆部件72与注浆管上的三通管一3在同一密闭空间，开始对桩侧进行定向注浆，此时水泥浆液充满环形注浆器4，由于软管43的抗压性能较防护膜好，水泥浆液在高压下冲破防护膜对灌注桩表层的混凝土进行二次劈裂，从而流至桩侧缝隙821中。由于软管43是环绕钢筋笼91设置，因此水泥浆液可以均匀地填补灌注桩桩侧周围的缝隙82，待桩侧注浆量达到设计要求或注浆压力达到设计值时，桩侧注浆工作完成。停止水泥浆液的输送，将注浆内管6拔出，关闭单向控制阀11以封堵注浆管，完成整个注浆工作。

综上，通过上述灌注桩桩底桩侧后注浆工艺，可以实现单根注浆管完成对灌注桩桩底、桩侧的后注浆工作，提高了桩侧摩擦阻力、桩端承载力，达到缩短桩长、减少沉降的效果。由于注浆管的中部位置可以根据注浆管的长度增加环形注浆器的数量，因此可以对灌注桩桩侧的不同深度进行分别注浆，提高桩侧注浆效果。同时，由于减少了注浆管的数量，在施工时减少捆扎注浆管的工作量，提高了施工效率，并且节约耗材。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。