本实用新型涉及建筑基础施工技术领域，尤其涉及一种注浆钢管桩地基加固体系。
背景技术：
已投入使用的地下室结构由于地质勘察资料不充分造成的结构设计失误、建筑功能改变、使用荷载增大、桩基施工质量缺陷等原因，需要进行地基加固，传统地基加固体系存在加固效果不稳定、作业面及作业空间大、施工进度缓慢、造价高的缺点。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术中存在或潜在的不足之处，本实用新型提供了一种注浆钢管桩地基加固体系，其施工方法简便，作业面及作用空间较小，且能够保证较好的地基加固效果。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种注浆钢管桩地基加固体系，其包括开设于建筑结构的底板上的压桩孔和埋设于所述压桩孔中的静压桩锚杆，钢管桩的桩段自所述压桩孔压入所述底板下方的地基中，所述钢管桩的下端封闭，所述钢管桩的上端固接有锚固筋，所述锚固筋与所述静压桩锚杆通过联系筋连接在一起；所述钢管桩的部分桩段开设有注浆孔且外部包覆有注浆囊套，所述钢管桩中填充有浆液且所述浆液透过部分桩段上开设的所述注浆孔进入到所述注浆囊套中，将所述注浆囊套撑开形成扩大桩身部位，所述压桩孔中填充有封桩料，所述静压桩锚杆、所述锚固筋和所述联系筋埋设于封桩料中。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，开设有所述注浆孔的部分桩段位于所述钢管桩的底部位置。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，开设有所述注浆孔的部分桩段位于所述钢管桩的底部末尾两节桩段，每节所述桩段上沿桩周均匀开设有多个所述注浆孔。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，所述注浆囊套的两端开口并无缝套接于对应桩段的外壁，所述注浆囊套的中部在注浆后呈弧形向外鼓入所述地基中。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，所述静压桩锚杆和所述锚固筋的顶部弯折，且所述静压桩锚杆和锚固筋的弯折部分位于所述压桩孔的内部位置，所述联系筋连接所述静压桩锚杆和所述锚固筋的所述弯折部分。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，相对于所述压桩孔的孔心于所述压桩孔的四周对称分布有偶数根所述静压桩锚杆，并且，相互对称的一组所述静压桩锚杆之间采用同一所述联系筋连结在一起。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，所述压桩孔具有供所述钢管柱的桩段压入的较窄孔部和用于埋设所述静压桩锚杆的较宽孔部，所述较窄孔部同孔心设于所述较宽孔部的下部。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，所述钢管桩具有多段所述桩段，且所述桩段之间采用套管接头进行连接。
本实用新型注浆钢管桩地基加固体系的实施例中，所述封装料采用无收缩灌浆料。
由于采用上述技术方案，使本实用新型具有以下有益效果：
1、通过在建筑结构的底板上埋设静压桩锚杆固定压桩反力架，以建筑结构所能发挥的自重荷载作为压桩反力，用千斤顶将钢管桩的桩段从底板中预留或开凿的压桩孔内逐段压入地基，施工方便，作业面及作业空间较小，已投入使用的地下室结构层也可采用本实用新型方法完成地基加固。
2、封桩时将锚杆弯折后用联系筋与钢管柱顶部的锚固筋连接成一体，采用无收缩灌浆料将桩头与建筑结构的底板连接在一起，达到提高地基承载力和控制沉降的目的，根据具体受力情况设计足够长度。
3、钢管桩端部采用钢板封闭，第一节、第二节桩身采用约束式注浆，注浆过程中确保注浆量及注浆压力，约束式注浆形成扩大桩身部位，增强桩身与周围土体握裹力，因此钢管桩在注浆后单桩抗拔(抗压)承载力增强，桩头与基础刚性连接组合形成整体受力。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为本实用新型施工实施例的注浆钢管桩地基加固体系的施工流程图。
图2为本实用新型实施例的注浆钢管桩地基加固体系的结构示意图。
图3为本实用新型实施例的注浆钢管桩地基加固体系中的压桩反力架的正面结构示意图。
图4为本实用新型实施例的注浆钢管桩地基加固体系中的压桩反力架的侧面结构示意图。
图5为图4的A-A剖面结构示意图。
图6为本实用新型实施例的注浆钢管桩地基加固体系中钢管桩的结构示意图。
图7为本实用新型实施例的注浆钢管桩地基加固体系的封孔节点的平面结构示意图。
图8为本实用新型实施例的注浆钢管桩地基加固体系的封孔节点的剖面结构示意图。
图9为本实用新型实施例的注浆钢管桩地基加固体系中的上下节桩段的接桩结构示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
建筑结构的底板1；压桩孔2；钢管桩的桩段3；扩大桩身部位4；钢管桩封闭桩端5；地基6；钢管桩预留的注浆孔7；套管接头8；注浆囊套9；压桩反力架10；压桩反力架的横向支撑11；压桩反力架的竖向支撑111；压桩反力架的顶板112；插销12；插销孔121；压桩反力架底座13；压桩反力架的高度调节结构14；静压桩锚杆15；锚固筋16；联系筋17；电动葫芦18；千斤顶19。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
首先参阅图1所示，本实用新型采取的技术方案是提供了一种注浆钢管桩地基加固体系，施工该加固体系的施工方法主要包括以下步骤：
步骤101：于建筑结构的底板上设置钢管桩的压桩孔，并于压桩孔的周围埋设静压桩锚杆；步骤102：于静压桩锚杆上固定压桩反力架，该压桩反力架包括连接于静压桩锚杆的竖向支撑及安装于竖向支撑上的横向支撑；
步骤103：利用压桩反力架的横向支撑作为千斤顶的顶部支顶，千斤顶的底部支抵于钢管桩的桩段，将钢管桩的桩段从压桩孔内逐段压入底板下方的地基，进行钢管桩的沉桩；其中，钢管桩的下端封闭，钢管桩的上端固接有锚固筋，钢管桩的部分桩段开设有注浆孔且外部包覆有注浆囊套；
步骤104：待完成钢管桩的沉桩后，于静压桩锚杆上拆除压桩反力架，采用联系筋将静压桩锚杆和锚固筋连接在一起；
步骤105：向钢管桩的内部进行注浆，浆液在填充钢管桩的内部的同时，透过部分桩段上开设的注浆孔进入到注浆囊套中，注浆囊套被撑开而形成扩大桩身部位；以及
步骤106：待完成钢管桩的注浆后，于压桩孔中填补封桩料，进行封桩，并将静压桩锚杆、锚固筋和联系筋埋设于封桩料中。
采用上述步骤，施工得到本实用新型的一种注浆钢管桩地基加固体系，如图2、图7和图8所示，该注浆钢管桩地基加固体系主要包括开设于建筑结构的底板1上的压桩孔2和埋设于该压桩孔2中的静压桩锚杆15，钢管桩的桩段3自压桩孔2压入底板1下方的地基6中，钢管桩的下端封闭(桩端采用钢板封闭)，形成钢管桩封闭桩端5，避免压桩过程中土体中泥浆进入桩身。钢管桩的上端内壁焊接有锚固筋16，锚固筋16与静压桩锚杆15通过联系筋17焊接在一起；钢管桩的部分桩段开设有注浆孔7且外部包覆有注浆囊套9，钢管桩的内部填充有混凝土浆液且浆液透过部分桩段上开设的注浆孔7可进入到注浆囊套9中，将注浆囊套9撑开形成扩大桩身部位4，压桩孔2中填充封桩料进行封桩，静压桩锚杆15、锚固筋16和联系筋17埋设于封桩料中。
采用上述实施例的地基加固施工方法及其得到的地基加固体系，可达到以下较佳效果：
1、通过在建筑结构的底板上埋设静压桩锚杆固定压桩反力架，以建筑结构所能发挥的自重荷载作为压桩反力(压桩反力架固定在结构基础上，千斤顶压桩时，结构基础提供固定压桩反力架的力)，用千斤顶将钢管桩的桩段从底板中预留或开凿的压桩孔内逐段压入地基，施工方便，作业面及作业空间较小，已投入使用的地下室结构层也可采用本实用新型方法完成地基加固。
2、封桩时将锚杆弯折后用联系筋与钢管柱顶部的锚固筋连接成一体，采用无收缩灌浆料将桩头与建筑结构的底板连接在一起，达到提高地基承载力和控制沉降的目的，根据具体受力情况设计足够长度。
3、钢管桩端部采用钢板封闭，第一节、第二节桩身采用约束式注浆，注浆过程中确保注浆量及注浆压力，约束式注浆形成扩大桩身部位，增强桩身与周围土体握裹力，因此钢管桩在注浆后单桩抗拔(抗压)承载力增强，桩头与基础刚性连接组合形成整体受力。
下面结合附图对本实用新型实施例中的注浆钢管桩地基加固施工方法做进一步展开，详细阐述在具体施工工艺中的注意事项，参见如下：
一、施工准备：
可参考图2和图3所示，底板施工，按照设计图纸确定在建筑结构的底板1上提前预留压桩孔2的位置及直径，并在压桩孔2周围的底板1上同时预埋有锚杆孔，如图7所示，压桩孔2具有供钢管柱的桩段3压入的较窄孔部和用于埋设静压桩锚杆15的较宽孔部，该较窄孔部与该较宽孔部同孔心设置，且该较窄孔部位于该较宽孔部的正下方，两者上下贯通。锚杆孔深入底板，静压桩锚杆15可穿入锚杆孔内并固定在锚杆孔内，锚杆孔在施工时填满沙子，待施工前再进行清除。
二、安装压桩反力架10：
首先将静压桩锚杆15穿入锚杆孔内并固定，压桩反力架10要保持垂直，同时顶部必须与建筑结构中上层楼层结构的楼层梁体11进行支顶，如图3～5所示，静压桩锚杆15与压桩反力架10使用螺栓或直接焊接进行锚固，确保牢固稳定。本实施例中的压桩反力架10包括连接于静压桩锚杆15的竖向支撑111及安装于竖向支撑111上的横向支撑11，在本实施例中，在压桩孔的两侧对称设置4根静压桩锚杆，每根静压桩锚杆的上方连接一根竖向支撑111，在竖向支撑上沿其高度方向间隔开设有多个插销孔121，插销孔121的间距与横向支撑的宽度一致，在每一侧的两根竖向支撑111的相对应的上下相邻的两组插销孔121中分别插入插销12，使插销12水平连接在每一侧的两根竖向支撑111之间，上下两根插销之间构成横向支撑11的限位区间，压桩反力架10的横向支撑11水平限位与两侧的竖向支撑上的插销12所构成的限位区间中，横向支撑11的底部搁置在位于下方的插销之上，横向支撑11的顶部抵在位于上方的插销之下，利用插销12将横向支撑11定位在竖向支撑111上，从而将横向支撑11安装于竖向支撑111上，并且，通过改变插销12的高度位置(插销通过插入不同高度的插销孔中来改变其高度位置)，可以改变横向支撑11的高度位置，满足不同工况下的钢管柱沉桩施工的要求。进一步地，可将压桩反力架10的多根竖向支撑111的顶部采用顶板112连接在一起，构成门字型框架体系，整体性好。横向支撑11通过电动葫芦18挂在顶板112的下方，便于通过电动葫芦18调节横向支撑11的高度，待横向支撑11高度调节到位后，再将插销12插入对应位置的竖向支撑111上的插销孔121中，对横向支撑11进行限位，利用横向支撑11作为千斤顶的顶部支抵。
更进一步地，本实施例中的压桩反力架10为高度可调节的反力架，其竖向支撑111为高度可调结构，包括设置在底部的反力架底座13，该反力架底座13的底部设置锚杆孔，静压桩锚杆15竖直向上，插入反力架底座13底部的锚杆孔，并且使用螺栓或直接焊接进行锚固。反力架底座13的上部连接竖向支撑111的立柱部分，立柱部分的底部通过高度调节结构14高度可调地连接于反力架底座13上，该高度调节结构14可包括沿高度方向间隔开设在反力架底座13上的多排第一孔体、沿高度方向间隔开设在立柱部分底部的多排第二孔体以及用于连接相对准的第一孔体和第二孔体的螺栓连接件。反力架的主架体呈“门”字型，两侧的立柱部分固定在下方的反力架底座13上，上方的横向支撑111通过插销12固定在两侧的立柱部分之间，在立柱部分上沿高度方向设置多处插销孔，以供不同楼层高度使用。千斤顶19采用液压千斤顶，该液压千斤顶固定安装在压桩反力架10的横向支撑11的底部，千斤顶19的下端对准待压入地基的钢管柱对的桩段。
三、起吊桩段就位桩孔：
管桩运输要根据运输工具做好管桩捆绑工作，管桩堆放不允许超出二层，并做好底层管桩的搁支和垫支工作，以防管桩滚落影响管桩质量或发生安全事故。
四、压桩：
桩段就位并检验正确后便可进行压桩，桩段就位必须保持垂直，使千斤顶与桩段轴线保持在同一垂直线上，不得偏斜。在压桩时桩顶应垫2cm～3cm厚的麻袋和2cm厚的钢板，施工期间，压桩力不得超过底板及上层楼层结构所能承受的自重，以防止底板和上层楼层结构造成破坏，压桩施工不得中途停顿，应一次到位，如果必须中途停顿时，桩尖应停留在软土层中，且停歇时间不宜超过24小时，压桩施工的控制标准应以设计最终桩力为主，桩入土深度约10m(穿过砂层)加以控制，控制标准最终压力为单桩承载力，稳压30分钟，沉降量小于2mm即可终桩。
五、记录钢管桩入土深度的压力表读数：
采用读取仪器读取钢管桩压入地基的压力，来判断钢管桩的压入深度。读取仪器上的压力表读数，对照设计图纸要求是否满足，如满足要求便可进行封桩处理，不满足便进行下一步接桩再压桩。
六、接桩：
配合图9所示，采用套管接头8接桩，必须使上下两段桩段3在套管接头8内完全接触，套管接头8与桩段3间必须焊接饱满，接桩时须分层均匀地将套管接头8和桩段3的套箍位置对焊的焊缝填满，为加快施工速度，减少接桩时间，可设2名焊工同时施焊，焊接完成后应停歇4～5分钟，等焊处冷却后方可进行压桩，如此反复以上三步工序，直到桩入土深度压力表读数满足图纸设计要求后便可进行最后一道工序收桩(此工序在桩段达不到设计要求时才需要)；
七、灌桩：
配合图2、图6～8所示，待完成钢管桩的沉桩后，于静压桩锚杆15上拆除压桩反力架，采用联系筋17将静压桩锚杆15和钢管桩顶部的锚固筋16连接在一起，进行桩头处理。在采用联系筋17焊接静压桩锚杆15和锚固筋16连接之前，先将静压桩锚杆15和锚固筋16的顶部进行弯折，并使静压桩锚杆15和锚固筋16的弯折部分位于压桩孔的内部位置，再采用联系筋17对静压桩锚杆15和锚固筋16的弯折部分进行连结。进一步地，相对于压桩孔的孔心于压桩孔的四周对称分布有偶数根静压桩锚杆15，在本实施例中为4根静压桩锚杆15，4根静压桩锚杆15两两对称分布，并且，相互对称的一组静压桩锚杆15之间采用同一根联系筋17连结在一起，两根联系筋17交叉设置焊接连接两侧的静压桩锚杆15和锚固筋16，起到固定钢管桩顶部的作用。
待钢管桩的顶部固定牢固后，开始向钢管桩的内部浇注混凝土，进行注浆。由于钢管桩的部分桩段3开设有注浆孔7且外部包覆有注浆囊套9，当向钢管桩的内部浇注混凝土时，混凝土会透过部分桩段3上开设的注浆孔7进入到注浆囊套9中，注浆囊套9为约束外形的弹性囊套，注浆囊套9被混凝土撑开而形成扩大桩身部位4，增强桩身与周围土体握裹力。因此钢管桩在注浆后单桩抗拔(抗压)承载力增强。
其中，在本实施例中，开设有注浆孔7的部分桩段3位于钢管桩的底部末尾两节桩段，且该每节桩段3上沿桩周均匀开设有4个注浆孔7，该每节桩段3上沿上下设置两处该注浆孔7。注浆囊套9包覆在注浆孔7的外部，且每节桩段3设置一个该注浆囊套9，如图6所示，注浆囊套9的两端开口并无缝套接于对应桩段3的外壁，注浆囊套9的中部在注浆后呈弧形向外鼓入地基6的土层中。
八、封桩：
配合图2、图7和图8所示，在钢管桩注浆完成后，进行钢管桩桩头的封桩施工。必须认真进行，把钢管桩桩头的桩孔内的杂物清理干净，排除积水，清洗孔壁以增加粘结力，新旧界面进行界面处理(如地下水涌水大时必须将其止住)，采用联系筋17把静压桩锚杆15和锚固筋16交叉连接为一体，然后与原底板一起浇注C30砼封桩料，该封桩料填充满压桩孔及静压桩锚杆，并予以捣实。较佳地，封装料采用无收缩灌浆料，桩头与基础底板刚性连接组合形成整体受力。
采用本实用新型的注浆钢管桩地基加固体系及其施工方法，可以根据工程实际地质条件、地下水位及结构设计文件，进行基础加固计算及验算，确定注浆钢管桩加固设计，保证地基加固效果。本实用新型注浆钢管桩加固体系的施工方法简便，沉桩采用锚杆静压桩施工工艺，作业面及作业空间较小，已投入使用的地下室结构层也可完成地基加固。采用本实用新型技术，钢管桩沉桩施工速度快，钢管桩注浆简便，主要施工器具包含BZ63－6液压泵、千斤顶、自制压桩架、金刚石薄壁钻机，可多套设备同时施工，对基础底板破坏较小，易恢复，兼具施工效率高、造价低的特点。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。