一种预应力管桩后注浆装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及建筑施工领域，尤其涉及一种预应力管桩后注浆装置。


背景技术：

[0002]
预应力空心方桩和预应力管桩为工厂加工而成，采用静压、锤击方法沉桩，具有桩身强度高、施工高效、质量可靠特点。因其采用高标号混凝土、桩身抗压承载力高，而被广泛应用于工程建设中的抗压桩。但是，受制于桩身与软弱土层结合力比较弱，很多工程中地基承载力远远小于其桩身强度，从而造成资源浪费。为此工程技术人员亟需开发提高预制桩地基承载力的方法，现有的方法主要有两种：
[0003]
(一)劲性复合桩：即首先在设计桩位施工水泥土搅拌桩，然后将预制桩身植入水泥土搅拌桩中，从而形成一种劲性复合桩。该方法主要是预先对软弱土层进行水泥土搅拌桩加固，从而提高了桩身与土体的咬合力，从而提高地基承载力。
[0004]
该方法存在需要改进的缺陷：
①
增加了一个施工环节，降低了施工工效；
②
水泥土搅拌桩施工需要消耗大量水泥，费用高；
③
预制桩植入水泥土搅拌桩也会排出大量水泥土，环境影响大。
[0005]
(二)桩底后注浆：该方法是受钻孔灌注桩后注浆技术提高桩基承载力的启发，比较适合于场地土层在桩身范围内为粘性土、粉土、碎石土。主要采用预制桩带注浆器施工工艺，在静压沉桩完成后，进行桩侧后注浆和桩底后注浆，从而提高地基承载力。
[0006]
该方法主要应用于预应力管桩，其关键技术为后注浆装置，可以同时进行桩底后注浆和桩侧后注浆。其主要组成为两端均有封板的钢管，其中与预制桩底板焊接的一端焊接穿过注浆管，后续与桩身插入的注浆导管螺纹连接，从而进行注浆，另一端可焊接桩尖，以便沉桩；注浆器四周开设出浆孔，对桩底进行后注浆，出浆孔附近设置了护耳板，防止压桩过程中侧壁土方挤密后对桩底注浆压力产生影响；注浆器靠近预制桩的一侧焊接开设2根桩侧出浆管，以便桩侧后注浆；注浆器外侧焊接加劲钢板，提高注浆器的强度和刚度，确保压桩过程承载能力；注浆器内部同时用石子填充，提高注浆器的抗压强度。


技术实现要素：

[0007]
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节省材料且环境友好的预应力管桩后注浆装置。
[0008]
为实现上述目的，本实用新型提供了一种预应力管桩后注浆装置，包括：出浆钢管、出浆钢管封板、肋板、桩封板、注浆器、注浆管、粗砂；
[0009]
所述出浆钢管的一端与所述桩封板的一面连接，所述出浆钢管的另一端通过所述出浆钢管封板封闭，所述出浆钢管管壁包括出浆孔，所述桩封板与所述出浆钢管相对的另一面开设通孔，所述注浆器穿过所述通孔插入所述出浆钢管中，所述出浆钢管内部灌入所述粗砂，所述注浆管与所述注浆器连接；所述肋板与所述桩封板的表面和所述出浆钢管的周边垂直连接，所述肋板为至少一个。
[0010]
进一步地，所述肋板为十字形。
[0011]
进一步地，所述出浆孔为多个。
[0012]
进一步地，所述注浆器包括止回阀。
[0013]
进一步地，所述注浆管与所述注浆器连接的一端包括连接螺纹。
[0014]
进一步地，所述肋板的角部为倒角。
[0015]
本实用新型还公开了一种使用前述预应力管桩后注浆装置的施工方法，包括：
[0016]
将所述预应力管桩后注浆装置与桩身焊接；
[0017]
将注浆管与注浆器连接；
[0018]
采用直接沉桩工艺将所述注浆挤扩预应力管桩和所述注浆管沉入土体，直至沉桩至设计标高；
[0019]
注入水泥浆，所述水泥浆通过所述注浆管及预应力管桩后注浆装置对桩底进行注浆，在桩底形成挤扩段。
[0020]
进一步地，所述水泥浆采用p42.5水泥，水灰比为0.55至0.60之间。
[0021]
进一步地，所述直接沉桩工艺为静压工艺或锤击工艺。
[0022]
本实用新型的技术效果在于：无需进行水泥土搅拌桩施工，桩底后注浆可随时进行，不占用绝对工期，施工更高效。尤其是相对于现有后注浆装置，减少了材料使用，加工简单，安装成本低。
[0023]
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
[0024]
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]
图1为本实用新型一实施例的后注浆装置的剖视图；
[0026]
图2为本实用新型一实施例的后注浆装置的俯视图；
[0027]
图3为本实用新型一实施例的施工状态剖视图。
[0028]
附图标记说明：100-后注浆装置；200-桩身；1-桩封板；2-肋板；3-出浆钢管；4-出浆钢管封板；5-注浆器；6-注浆管；7-粗砂；10-开口；20-焊接面。
具体实施方式
[0029]
以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0030]
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
[0031]
如图1和图2所示，本实用新型公开了一种预应力管桩后注浆装置，包括：出浆钢管3、出浆钢管封板4、肋板2、桩封板1、注浆器5、注浆管6、粗砂7。
[0032]
出浆钢管3为中空钢管，出浆钢管3的一端与桩封板1的一面连接，出浆钢管3的另
一端通过出浆钢管封板4封闭，出浆钢管3的管壁包括多个出浆孔30；桩封板1与出浆钢管3相对的另一面开设通孔10，注浆器5穿过通孔10插入出浆钢管3中，出浆钢管3内部灌入粗砂7，注浆管6与注浆器7连接；肋板2与桩封板1垂直连接，肋板2为至少一个。优选的，粗砂7的粒径应当大于出浆孔30的直径，避免粗砂从出浆孔30中漏出。
[0033]
出浆孔30可以为多个并分布在出浆钢管30管壁周围，用于在注浆器5注浆时，水泥浆从出浆孔30溢出进入土体，对桩周的土体进行渗透和挤密作用，由此，桩身周围的土体即在高压水泥浆的作用下发生顶压、扩挤，逐渐加固桩周，改变桩周土体的固结状态。由此增加了管桩的抗拔性以及承载力。在一个优选实施例中，出浆孔30为多个，每个出浆孔30的直径为8～10mm。
[0034]
由于出浆钢管3为中空钢管，由于出浆钢管3与土体直接接触并且受力最多，因此在沉桩时，需要进行加固。本实施例中采用粗砂7充填出浆钢管3，加强出浆钢管3的刚度，保证沉桩时不损坏，同时在注浆时，水泥浆可通过粗砂7颗粒之间的缝隙流动，也不会影响注浆压力。此外粗砂7也在沉桩时用于堵住出浆孔30，避免在沉桩过程中土体随着沉桩的进行压入出浆钢管3，因此粗砂7在出浆钢管3中应当是致密的。
[0035]
进一步地，肋板2为多个并且为十字形，以进一步破开土体，增加沉桩过程中管桩的压强。
[0036]
进一步地，出浆钢管封板4的直径大于出浆钢管3的管径。由此便于将出浆钢管封板4与出浆钢管3进行连接处理，优选为焊接。
[0037]
进一步地，注浆器5包括止回阀，以防止由注浆管7注入的水泥浆回流。
[0038]
进一步地，为了固定注浆管7与注浆器5，防止注浆管7在沉桩过程中偏离注浆器5，可在注浆管7的端部上车加工螺纹，注浆管7与注浆器5螺纹连接。
[0039]
进一步的，肋板2的角部为倒角，以减小沉桩时桩身受到土体的阻力。
[0040]
进一步地，桩身200与后注浆装置100为分离式，由此桩身200和后注浆装置100可在工厂分别制造并运输至施工地点，并在施工地点直接焊接连接，图3示出了桩身200以及与后注浆装置100的焊接面20。
[0041]
本实用新型还公开了一种使用前述预应力管桩后注浆装置的施工方法，包括：
[0042]
步骤s201：将后注浆装置100与桩身200焊接；
[0043]
步骤s202：将注浆管6与注浆器5连接；
[0044]
步骤s203：采用直接沉桩工艺将所述注浆挤扩预应力管桩和所述注浆管沉入土体，直至沉桩至设计标高；
[0045]
步骤s204：注入水泥浆，所述水泥浆沿所述注浆管向预应力管桩后注浆装置底部流动，在桩底形成挤扩段。
[0046]
水泥浆可使用高压注浆泵注入注浆管6。上述施工方法减少了常规沉桩中的混凝土灌注或泥浆置换环节，施工方法简单，并且水泥浆通过注浆管6直接注入，并且从出浆孔30溢出，减小了水泥浆的用量，并且控制了水泥浆的流动路径，减少了水泥浆的材料消耗，降低了成本，对环境影响也非常小，同时预应力管桩的抗拔性和稳定性并未受到影响，仍然具有较大的地基承载力。施工方法所采用的直接沉桩工艺包括静压或锤击工艺，施工设备简易，适应性广泛。
[0047]
进一步地，水泥浆采用p42.5水泥，水灰比为0.55至0.60之间。其中p42.5是指普通
硅酸盐水泥强度等级，即普通硅酸盐水泥的28天抗压强度标准不低于42.5兆帕。
[0048]
准备水泥浆时应注意搅拌，保证浆液不离析。使用的搅拌系统应有两个浆液桶(搅拌桶、盛浆桶)，水泥砂浆液须在搅拌桶搅拌后，通过滤网过滤后，进入专门的盛浆桶；同时盛浆桶中浆液也应设有搅拌系统，盛浆桶中浆液放置时间不应大于3小时。注浆时应严格控制注浆压力和注浆速率，终止注浆控制标准采用注浆量与注浆压力的双控制标准，注浆流量不应超过50l/min且不低于设计要求，注浆压力控制在1.0～1.8mpa。
[0049]
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。