中空桩后注浆装置及其桩底后注浆方法与流程

本发明涉及建筑桩基施工，具体涉及到一种中空桩后注浆装置及其桩底后注浆方法。

背景技术：

1、中空桩主要有混凝土预制桩和预制钢桩两大类。中空桩能承受较大的荷载、桩身质量可靠、施工速度快、工程造价经济，是桩基工程中广泛应用的桩型之一。中空桩由于施工影响小、制桩工艺成熟等因素在工程中应用较为普遍，常用的中空桩有混凝土预制管桩和钢管桩。

2、目前国内常用的中空桩由于桩身中一般没有预埋注浆管，应用过程中常由于施工或土层的原因难以充分发挥其桩身承载力，导致单桩承载力远低于桩身承载力的现象发生。究其原因，主要是因为桩侧、桩端土层强度不足，不能提供足够的桩侧摩阻力和桩端阻力，因此，中空桩的桩侧桩端注浆技术逐渐开始发展起来。但目前的中空桩后注浆技术由于设计复杂、施工难度大、实施成本高等原因难以进行大规模的推广应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述技术的不足之处，提出一种中空桩后注浆装置及其桩底后注浆方法，通过中空桩内的升降注浆机构进行注浆，升降注浆机构包含有注浆管以及可拆卸连接在注浆管底端的注浆头，桩底注浆完成后解除注浆管与注浆头的连接并单独取出注浆管，将注浆头保留在土中。采用该注浆方法减少了注浆对压桩施工的影响，同时注浆管可以重复利用。为了实现上述技术效果，本发明采取的技术方案如下：

2、一种中空桩后注浆装置，所述中空桩后注浆装置通过中空桩内的升降注浆机构进行注浆，所述升降注浆机构包含有注浆管以及可拆卸连接在所述注浆管底端的注浆头，所述注浆头内部设有注浆通道与所述注浆管相连，且在所述注浆头外表面设有出浆孔与所述注浆通道相连，

3、所述中空桩压桩完成后将所述升降注浆机构底部压至所述中空桩下端部以下进行桩底注浆，桩底注浆完成后回收所述注浆管。

4、进一步的，所述注浆管和/或所述注浆头内设有单向阀。

5、进一步的，所述注浆头侧壁在不同高度处设有至少一个所述出浆孔。

6、进一步的，所述注浆头的外表面密封安装有注浆囊袋，所述注浆囊袋的内部腔体与至少一所述出浆孔相连。

7、进一步的，所述中空桩的下端面连接有桩尖，所述桩尖设有供所述注浆管以及所述注浆头穿过的桩尖孔洞，所述桩尖孔洞部配置有桩尖保护端。

8、进一步的，所述注浆头和/或所述桩尖为上宽下窄的锥形、十字形、半球形或纺锤形。

9、进一步的，所述注浆管所述注浆头之间通过螺纹连接或者旋转卡扣实现连接，通过旋转和/或上提所述注浆管解除与所述注浆头之间的连接，或者

10、所述注浆管所述注浆头之间通过机械开关实现连接，所述机械开关在所述注浆管内配置有解锁机构，所述解锁机构通过拉绳与外部解锁驱动机构相连；

11、桩底注浆完成后解除所述注浆管与所述注浆头的连接并回收所述注浆管。

12、进一步的，将底部安装有所述注浆头的所述注浆管直接压入所述中空桩内的土层中，或者

13、由搅拌桩预先在土层中钻孔后将底部安装有所述注浆头的所述注浆管压入钻孔中。

14、一种基于上述中空桩后注浆装置的注浆方法，包括如下步骤：

15、s1、将所述中空桩压入至设计深度；

16、s2、将底部安装有所述注浆头的所述注浆管压入所述中空桩中直至所述注浆头位于所述中空桩以下；

17、s3、所述注浆管内的浆液持续注入所述注浆通道并从所述出浆孔中流出用于形成注浆体；

18、s4、桩底注浆完成后停止注浆；

19、s5、将所述注浆管从所述中空桩中取出，进行下一根桩的注浆施工。

20、进一步的，步骤s1具体包括：

21、s11、采用搅拌桩施工设备进行水泥搅拌施工，在压桩位置形成水泥浆与土混合体；

22、s12、将所述中空桩压入水泥浆与土混合体中至设计深度。

23、进一步的，在步骤s3中，待水泥浆初凝时，再利用所述注浆管进行桩底注浆，形成注浆体；

24、在步骤s4中，待所述注浆体固结后与所述注浆头一体连接，旋转所述注浆管以解除和所述注浆头之间的连接。

25、进一步的，当所述注浆头的外表面密封安装有注浆囊袋时，采用多次慢速注浆，通过控制注浆流量达到设计控制值或所述注浆囊袋的极限饱和值，最终形成所述注浆体。

26、由于本发明采用了上述的技术方案，其优点在于：

27、(1)通过桩底注浆可有效提升预制桩的承载力，进而提升工程安全度，节约材料与工程资金投入，构造设计可靠性高，实施便利，注浆成功率高，有利于大面积推广应用；

28、(2)注浆头连同注浆管一起压入土中，随后进行注浆，桩底注浆不影响预制桩压桩施工，可在压桩施工完成后进行注浆，提升预制桩施工效率，此外在注浆完成后，反向旋转注浆管即可解除与注浆头的连接，取出注浆管可继续使用，注浆头保留在桩底作为桩底结构固件提升承载力；

29、(3)注浆管可重复使用，节约材料，降低工程资金投入；

30、(4)通过创新设计使注浆囊袋在完成压桩施工后从桩端露出，减少了囊袋在压桩过程中可能损坏的可能，囊袋内注浆，加固效果可靠，可显著提升预制桩的单桩承载力；

31、(5)通过采用特定形态的注浆囊袋，注浆囊袋撑开后的形状可控，注入的浆液撑开注浆囊袋撑开后，能够维持在我们需要的形状(例如椭圆形、半圆形等)，从而根据施工环境的不同进一步有效提升承载力；

32、(6)注浆管或者注浆头内可以设置单向阀，避免浆液回流，提升注浆效果，节约注浆材料。

技术特征：

1.一种中空桩后注浆装置，所述中空桩后注浆装置通过中空桩(1)内的升降注浆机构进行注浆，其特征在于，所述升降注浆机构包含有注浆管(6)以及可拆卸连接在所述注浆管(6)底端的注浆头(2)，所述注浆头(2)内部设有注浆通道与所述注浆管(6)相连，且在所述注浆头(2)外表面设有出浆孔(24)与所述注浆通道相连，

2.如权利要求1所述的中空桩后注浆装置，其特征在于，所述注浆管(6)和/或所述注浆头(2)内设有单向阀(7)。

3.如权利要求1所述的中空桩后注浆装置，其特征在于，所述注浆头(2)侧壁在不同高度处设有至少一个所述出浆孔(24)。

4.如权利要求1所述的中空桩后注浆装置，其特征在于，所述注浆头(2)的外表面密封安装有注浆囊袋(23)，所述注浆囊袋(23)通过囊袋锁紧件(22)密封固定安装在所述注浆头(2)的下表面，且所述注浆囊袋(23)的内部腔体与所述出浆孔(24)相连。

5.如权利要求1所述的中空桩后注浆装置，其特征在于，所述中空桩(1)的下端面连接有桩尖(3)，所述桩尖(3)设有供所述注浆管(6)以及所述注浆头(2)穿过的桩尖孔洞(5)；

6.如权利要求5所述的中空桩后注浆装置，其特征在于，所述注浆头(2)和/或所述桩尖(3)为上宽下窄的锥形、十字形、半球形或纺锤形。

7.如权利要求1所述的中空桩后注浆装置，其特征在于，所述注浆管(6)所述注浆头(2)之间通过螺纹连接或者旋转卡扣实现连接，通过旋转和/或上提所述注浆管(6)解除与所述注浆头(2)之间的连接，或者

8.一种基于权利要求1-7任意一项所述中空桩后注浆装置的注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的注浆方法，其特征在于，步骤s1具体包括：

10.如权利要求9所述的注浆方法，其特征在于，

11.如权利要求8所述的注浆方法，其特征在于，当所述注浆头(2)的外表面密封安装有注浆囊袋时，采用多次慢速注浆，通过控制注浆流量达到设计控制值或所述注浆囊袋的极限饱和值，最终形成所述注浆体(8)。

技术总结
本发明提供了一种中空桩后注浆装置及其桩底后注浆方法，中空桩后注浆装置通过中空桩内的升降注浆机构进行注浆，升降注浆机构包含有注浆管以及可拆卸连接在注浆管底端的注浆头，注浆头内部设有注浆通道与注浆管相连，且在注浆头外表面设有出浆孔与注浆通道相连，桩底注浆完成后解除注浆管与注浆头的连接并回收注浆管。本发明采用升降注浆机构进行桩底注浆，桩底注浆完成后回收注浆管。采用该注浆方法减少了注浆对压桩施工的影响，同时注浆管可以重复利用。

技术研发人员：路家峰,杨石飞,邱晓烨,张晗,高靖轩,张凯,李鸣洲
受保护的技术使用者：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11