一种用于复合桩基础桩顶空腔封灌的施工装置的制作方法

本发明涉及一种用于复合桩基础桩顶空腔封灌的施工装置，尤其是用于桩顶设置弹性支座的复合桩基础的桩顶空腔封灌。

背景技术：

随着我国基础建设的大力推进，桩基础这一古老的基础形式得到前所未有的广泛应用和发展。作为桩基础的主要表现形式之一的桩筏基础，近年来同样发展迅速，桩筏基础，顾名思义是指桩与承台共同承受上部结构荷载的基础形式，具有基础整体性好、抗弯刚度大、适应性广且便于实现桩土共同作用等优点。

常规桩筏基础桩-筏之间直接刚性连接，其整体刚度由筏板刚度和桩基支承刚度决定。如为某些原因需调节桩筏刚度，则筏板刚度可通过筏厚调整，但往往造价较高；桩基支承刚度则可通过改变桩长、桩径以及桩距等方法来调整，但不同桩径、不同桩长的布桩方式受上部结构形式和地质条件的影响较大，应用范围受到相当大的限制。复合桩基础新技术旨在在桩顶与筏板之间设置弹性支座来调整、优化桩筏的支承刚度，此举可以实现经济、有效地根据需要调整桩筏基础的整体刚度。

与常规桩筏基础相比，复合桩基础的特点仅在于在桩顶设置了可人为按需设定刚度的弹性支座。上述改进使人为有效、经济地干预桩筏基础的整体刚度提供了可能，同时极大地扩展了桩筏基础的应用领域。从目前的研究来看，复合桩基础可用于以下多种情形：①浅层地基土承载力较高，具有一定利用潜力，且桩基类型为端承型地区，需考虑桩、土共同作用的情况。此种情况又称为端承型桩复合桩基，与应用于软土地区的常规复合桩基合称为广义复合桩基；②以减小差异沉降和筏板（承台）内力为目标的变刚度调平设计；③考虑建筑物老桩基的承载潜力，新、旧桩基共同承担上部结构荷载的情况；④特殊地质条件下的桩筏基础，如建筑场地基岩面起伏较大或缺失以及土岩组合地基等地基土支承刚度严重不均匀的情况；⑤上述两种或多种情况的组合。

采用复合桩基础形式，为了增加桩顶的耐久性，在建筑物沉降稳定后需要将桩顶空腔进行注浆封闭。目前传统的注浆封闭方法主要为“上引法”，即通过在弹性支座安装时在上盖板上开孔，注浆管与盖板焊接牢固并垂直穿过筏板引出，并进行注浆。

目前传统的“上引法”为复合桩基础主要的注浆封闭方法，得到了一定范围的应用，但是工程实践的过程中存在诸多问题，主要分为以下几个方面：

1、注浆管与盖板焊接联通，必须在盖板上进行开孔并焊接接头，而盖板为一到两公分的钢板，刚度大，在其上面开孔难度大，大大增加的生产成本；焊接在盖板上的接头在运输的过程中不便于保护，容易破坏变形，且不易更换，这给后期注浆管与盖板的连接带来了极大的困难。

2、筏板内部钢筋纵横交错，数量巨大，而“上引法”是将注浆管穿过筏板引出至地面，因此带来了一个极大的难题：钢筋不易绑扎！钢筋绑扎之前，注浆管已经安装完毕，接着进行绑扎钢筋显然会与注浆管“打架”，从先前的工程案例中可以发现，诸如钢筋下放与搬运困难、注浆管被钢筋撞歪甚至撞断、为避开注浆管位置而造成钢筋布置不均匀等问题屡次出现。

3、注浆管顶部冒出筏板20cm左右，由于地下水作用，在注浆封闭之前管内地下水会源源不断往上涌，造成地下室内部积水严重，这个后期地下室车库的装修施工带来了很大的不便。

4、筏板内分布有数量众多的注浆管，虽然后期管内有浆液充填，但充填效果得不到保证，筏板的整体性得到了破坏，而建筑物使用年限一般都大于50年，长期的荷载作用下是否存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种安全可靠、技术可行、经济合理的用于复合桩基础桩顶空腔的封灌装置。

一种用于复合桩基础桩顶空腔封灌的施工装置，包括一根以上的注浆底管，以及由下至上顺次排布的基桩、盖板及筏板；所述基桩包括一次浇筑桩身与二次浇筑桩顶，所述一次浇筑桩身与二次浇筑桩顶通过主筋连接固定；所述二次浇筑桩顶与盖板之间形成的空腔为桩顶空腔，桩顶空腔内置一个以上的桩顶支座，桩顶支座的顶部连接盖板，底部连接二次浇注桩顶；所述盖板顶面与筏板底部连接，盖板的侧面由地基土层与混凝土垫层包裹，混凝土垫层、地基土层由上至下叠放排布，盖板的侧面与混凝土垫层和地基土层之间的间隙处通过填砂填实；所述注浆底管包括管身、位于管身两端的进浆口和出浆口；进浆口与外部连通，管身贯穿二次浇筑桩顶后，出浆口插入桩顶空腔内，注浆底管与主筋焊接牢固。

本发明通过设置下行型的注浆底管，无需在盖板上打洞，节约了成本，也保证了盖板的完整性；此外，注浆底管的位置发生变化，不会与筏板内部的钢筋结构发生安装上的冲突，不但使得工程更易推进，也解决了排布不均的问题；再次，注浆底管不再位于筏板之上，在注浆封闭之前，不再会产生管内地下水会源源不断往上涌，造成地下室内部积水严重的问题，方便后续施工；最后，填充效果也比较稳定。盖板的侧面由地基土层与混凝土垫层包裹，也是为了便于安装注浆底管，降低施工难度，保证施工的质量。本发明方案在施工时，建筑的基础形式采用复合桩基础，桩顶支座位于空腔内部，后期沉降稳定后需对空腔进行封灌。与现有的“上引法”相比，采用本发明方式填充效果的稳定性能提高了32%，而成本降低了约50%。

作为优选，所述一次浇筑桩身顶面位于混凝土垫层下20cm-30cm，所述二次浇筑桩顶面位于混凝土垫层下5cm-10cm；所述注浆底管管身位于二次浇筑桩顶下部5cm-15cm，所述注浆底管出浆口插入空腔内部5cm-10cm。

作为优选，所述注浆底管内径为2.5cm、3.2cm或4.0cm。

作为优选，所述注浆底管管身还贯穿地基土层，并由筏板侧面引出至地面与外部连通。

有益效果：本发明公开的一种用于复合桩基础桩顶空腔封灌的施工装置，经济合理地实现对桩顶空腔的注浆封闭工作，可在确保注浆效果的同时，保证筏板的整体性不受破坏及钢筋绑扎工作的顺利展开，降低工程成本提高工作效率。

附图说明

图1是传统“上引法”的灌封装置的结构示意图。

图2是本发明一种用于桩顶空腔的封灌装置的剖面结构示意图。

图3是本发明一种用于桩顶空腔的封灌装置的平面结构示意图。

图中：1、筏板，2、桩顶空腔，3、弹性支座，4、注浆底管，5、混凝土垫层，6、地基土层，7、填砂，8、主筋，9、二次浇筑桩顶，10、基桩，11、一次浇筑桩身，12、盖板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，现有“上引法”的灌封装置中，注浆底管4由上至下依次贯穿筏板1、盖板12后伸入位于盖板12和二次浇筑桩顶9之间的桩顶空间2中，其问题在于：

1、注浆底管4要贯穿盖板12，必须在盖板12上进行开孔并焊接接头，而盖板12为一到两公分的钢板，刚度大，在其上面开孔难度大，大大增加的生产成本；焊接在盖板12上的接头在运输的过程中不便于保护，容易破坏变形，且不易更换，这给后期注浆底管4与盖板12的连接带来了极大的困难。

2、筏板1内部钢筋纵横交错，数量巨大，而“上引法”是将注浆底管4穿过筏板1引出至地面，因此带来了一个极大的难题：钢筋不易绑扎！钢筋绑扎之前，注浆底管4已经安装完毕，接着进行绑扎钢筋显然会与注浆底管4“打架”，从先前的工程案例中可以发现，诸如钢筋下放与搬运困难、注浆底管4被钢筋撞歪甚至撞断、为避开注浆底管4位置而造成钢筋布置不均匀等问题屡次出现。

3、注浆底管4顶部冒出筏板1约20cm，由于地下水作用，在注浆封闭之前管内地下水会源源不断往上涌，造成地下室内部积水严重，这给后期地下室车库的装修施工带来了很大的不便。

4、筏板1内分布有数量众多的注浆底管4，虽然后期管内有浆液充填，但充填效果得不到保证，筏板1的整体性得到了破坏，而建筑物使用年限一般都大于50年，长期的荷载作用下是否存在一定的安全隐患。

如图2-3所示：为本发明封灌装置，包括一根以上的注浆底管4，以及由下至上顺次排布的基桩10、盖板12及筏板1。

所述基桩10包括一次浇筑桩身11与二次浇筑桩顶9，所述一次浇筑桩身11与二次浇筑桩顶9通过主筋8连接固定；所述二次浇筑桩顶9与盖板12之间形成的空腔为桩顶空腔2，桩顶空腔2内置一个以上的桩顶支座3，桩顶支座3的顶部连接盖板12，底部连接二次浇注桩顶9；所述盖板12顶面与筏板1底部连接，盖板12的侧面由地基土层6与混凝土垫层5包裹，混凝土垫层5、地基土层6由上至下叠放排布，盖板12的侧面与混凝土垫层5和地基土层6之间的间隙处通过填砂7填实；所述注浆底管4包括管身、位于管身两端的进浆口和出浆口；进浆口与外部连通，管身贯穿二次浇筑桩顶9后，出浆口插入桩顶空腔2内，注浆底管4与主筋8焊接牢固。

建筑的基础形式宜采用复合桩基础，桩顶支座3为弹性支座，后期沉降稳定后需对桩顶空腔2进行封灌。

所述一次浇筑桩身11顶面位于所述混凝土垫层5的面下20cm-30cm，所述二次浇筑桩顶9的顶面面位于所述混凝土垫层5的面下5cm-10cm。

所述注浆底管4管身位于二次浇筑桩顶9面下5cm-15cm，注浆底管4的出浆口插入桩顶空腔2内部5cm-10cm。。

所述注浆底管4的内径为2.5cm、3.2cm或4.0cm，所述基桩10外部的注浆底管位于地基土6浅层，并由筏板1的侧面引出至地面。

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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。