一种囊袋式注浆预制管桩及其施工方法

本发明属于预制桩，尤其是涉及一种囊袋式注浆预制管桩及其施工方法。

背景技术：

1、预制管桩在土木工程领域中被广泛用于各种基础支撑结构的建设。这些管桩通常由钢筋混凝土或钢材制成，用于稳定土壤、加固桥梁、建筑物和其他结构。然而，传统的预制管桩在特定情况下可能面临一些限制，例如软弱地基的不稳定性、抗震性能的需求等。在软弱地基上，传统预制管桩容易因为抗拔力不足而发生松动或倾斜。此外，管桩与土壤之间的粘接力也可能不足，导致整体支撑性能下降，从而影响了结构的稳定性和安全性。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种囊袋式注浆预制管桩，用于解决现有技术中的管桩抗拔力不足和粘接力不足容易导致管桩发生松动或倾斜，导致整体支撑性能下降，从而影响了结构的稳定性和安全性的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供的一种囊袋式注浆预制管桩，包括：注浆管、囊袋、固定环和收紧带，所述注浆管沿着管桩的长度方向布置，所述管桩可以为钢管桩或者phc管桩，管桩的最底端设置有桩尖，便于穿透土体。所述注浆管和所述管桩固定连接；所述囊袋呈筒状且所述囊袋两端均设置有敞口，所述囊袋可膨胀，所述囊袋套装在所述管桩上，所述管桩上设置有至少一个所述囊袋；两个所述固定环分别将所述囊袋的两端紧固在所述管桩上；所述固定环可以为抱箍，方便调节松紧，便于将囊袋固定在所述管桩上，所述注浆管和所述囊袋与所述管桩形成的空间连通；所述收紧带套在所述囊袋外表面，所述囊袋外表面套有至少一根所述收紧带，当所述囊袋中填充浆液膨胀后可将所述收紧带撑开，所述收紧带可以为扎带或者弹性胶带，如果所述收紧带为扎带时，当所述囊袋中填充浆液膨胀后扎带可以被撑断。

3、由于设置有囊袋，当整个预制管打入地下后，通过向所述囊袋中注入浆液，囊袋在浆液的压力下发生膨胀，膨胀后的囊袋可以将所述收紧带撑开，囊袋在所述管桩表面外扩形成倒刺，提高了整个预制管桩的抗拔力，囊袋往外扩，有效提高桩侧与土体接触面积，提高桩基竖向承载力，降低变形。同时由于设置有所述收紧带，当所述管桩还未插入土体时，所述收紧带将所述囊袋绑住，使得整个囊袋紧贴所述管桩的桩壁，整个囊袋在所述固定环的外轮廓线内，打桩过程中能够极大的减小土体摩擦力对整个囊袋的撕裂作用。

4、可选地，所述注浆管设置在所述管桩的桩孔内部，所述管桩上开设有注浆孔，所述注浆管和所述注浆管连通，所述注浆孔连通所述囊袋；可以同时在所述管桩的轴向均匀阵列开设多个注浆孔，所述管桩内部设置多根注浆管，多根注浆管通过多个注浆孔向所述囊袋中注浆，注浆更加均匀，效率更高。整个注浆管位于所述管桩的内部，在打桩过程中，避免的土体的注浆管的损坏。

5、可选地，所述注浆口处设置有防倒流装置，所述防倒流装置用于防止进入到所述囊袋中的浆液汇流到所述注浆管中，所述防倒流装置可以为弹性胶片，所述弹性胶片一端固定在所述注浆口，当浆液回流时，推动所述弹性胶片堵住所述注浆口；所述防倒流装置也可以为一块挡板，所述挡板和铰接在所述注浆口，所述挡板可以将所述注浆口挡住，当浆液从所述注浆管流入所述囊袋时，能够推动所述挡板，当浆液回流时，浆液会将所述挡板推向所述注浆口，所述挡板就能将所述注浆口完全堵住，防止浆液回流。

6、可选地，所述注浆管设置在所述管桩外部，所述注浆管从所述囊袋中穿过，所述注浆管上开设有注浆口，通过所述注浆口将所述囊袋和所述注浆管连通。由于所述注浆管设置在所述管桩的外部，当需要多节管桩拼接时，便于所述注浆管连接。因为如果所述注浆管设置在所述管桩的内部，带有囊袋的预制管桩地下部分不能拼接，只能是一个整体。因此将注浆管设置在所述管桩外部，管桩拼接时，注浆管也可以拼接，可以采用焊接或者螺纹连接。所述固定环上开设有管槽，所述注浆管固设置在所述管槽内。使得外部的注浆管紧贴所述管桩，同时也为了防止注浆管移动。

7、可选地，所述注浆管设置在所述管桩的管壁内部，所述管桩上开设有注浆孔，所述注浆管和所述注浆管连通，所述注浆孔连通所述囊袋。

8、可选地，所述囊袋上开设管口，所述注浆管从所述管口穿过，通过卡箍将所述管口紧固在所述注浆管上。

9、可选地，多节所述管桩依次拼接，多节所述注浆管依次拼接。增加插入土体管桩的长度，增强抗拔力和整个支撑的稳定性。

10、可选地，两节所述管桩的拼接的接口包裹在所述囊袋内部，增强拼接处管桩的强度。

11、本发明提供一种囊袋式注浆预制管桩的施工方法，所述方法包括如下步骤：

12、s01、采用所述收紧带将所述管桩上的囊袋收紧，使得所述囊袋紧贴所述管桩，并且所述囊袋在所述固定环的外轮廓线内；

13、s02、通过打桩设备将一节带有囊袋的管桩插入土体中；

14、s03、新增一节步骤s01中带有收紧带的管桩，调整两个所述管桩使其同轴线，采用焊接的方式将两个管桩固定连接在一起，同时将所述注浆管连接在一起；

15、s04、通过打桩设备将新增的所述管桩插入到土体中；

16、s05、重复步骤s03和步骤s04，直到整个桩基打到预定深度；

17、s06、向所述注浆管中注浆，注浆压力范围为3～4mpa，注浆过程中所述囊袋将所述收紧带撑开，所述囊袋往外扩展。

18、传统施工中，带有囊袋的管桩由于担心囊袋撕裂，需要先进行水泥土搅拌施工，将地基搅碎呈凝胶状，强度很低，方便将管桩插入，减少土体对所述囊袋的摩擦力，避免所述囊袋撕裂。施工过程中若搅拌桩的直径很大，水泥土搅拌养护形成强度后，在竖向荷载作用下，桩体破坏面是沿着水泥土与地基界面，在桩侧注浆形成囊泡对桩基承载力的提高没有效果，因此需要将水泥土搅拌的直径缩小，但是当水泥土直径太小后，如果没有将囊袋收缩，那么在沉桩过程中仍会产生较大的摩擦力，将囊袋撕裂。因此在沉桩前将囊袋绑在所述管桩上，沉桩过程中，由于固定环的外径大于所述囊袋，有效抵御了摩擦力，防止了囊袋撕裂，管桩可以直接插入土体中，不用搅拌桩周水泥土，增大了整个桩基的承载能力，提高了施工效率。

19、进一步的，步骤s04还包括：在两个所述管桩焊接前在管桩上套上一个囊袋，在管桩焊接好后，所述囊袋移动到接口处，使得所述囊袋将整个焊接的接口包裹住，同时两个所述管桩行的所述注浆管通过三通接头依次拼接连接，所述三通接头被所述囊袋包裹，拧紧所述囊袋两端的固定环，以及所述囊袋管口出的卡箍。所述注浆管通过所述三通接头可以向所述囊袋中注入浆液，结构简单，安装方便。

技术特征：

1.一种囊袋式注浆预制管桩，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的囊袋式注浆预制管桩，其特征在于：所述注浆管(2)设置在所述管桩(1)的桩孔内部，所述管桩(1)上开设有注浆孔(101)，所述注浆管(2)和所述注浆管(2)连通，所述注浆孔(101)连通所述囊袋(3)。

3.根据权利要求1所述的囊袋式注浆预制管桩，其特征在于：所述注浆管(2)设置在所述管桩(1)的外部，所述注浆管(2)从所述囊袋(3)中穿过，所述注浆管(2)上开设有注浆口，通过所述注浆口将所述囊袋(3)和所述注浆管(2)连通。

4.根据权利要求1所述的囊袋式注浆预制管桩，其特征在于：所述注浆管(2)设置在所述管桩(1)的桩壁内部，所述管桩(1)上开设有注浆孔(101)，所述注浆管(2)和所述注浆管(2)连通，所述注浆孔(101)连通所述囊袋(3)。

5.根据权利要求3所述的囊袋式注浆预制管桩，其特征在于：所述固定环(4)上开设有管槽(401)，所述注浆管(2)固设在所述管槽(401)内。

6.根据权利要求3所述的囊袋式注浆预制管桩，其特征在于：所述囊袋(3)上开设管口(302)，所述注浆管(2)从所述管口(302)穿过，通过卡箍(6)将所述管口(302)紧固在所述注浆管(2)上。

7.根据权利要求1所述的囊袋式注浆预制管桩，其特征在于：两节所述管桩(1)的拼接的接口包裹在所述囊袋(3)内部。

8.一种囊袋式注浆预制管桩的施工方法，其特征在于，适用于权利要求7所说的囊袋式注浆预制管桩，所述方法包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的囊袋式注浆预制管桩的施工方法，其特征在于，步骤s03还包括：

10.根据权利要求8所述的囊袋式注浆预制管桩的施工方法，其特征在于：步骤s06中的注浆压力范围为3～4mpa。

技术总结
本发明涉及一种囊袋式注浆预制管桩及其施工方法，属于预制桩技术领域，用于解决现有技术中的管桩抗拔力和粘接力不足容易导致管桩发生松动或倾斜，导致整体支撑性能下降，从而影响了结构的稳定性和安全性的问题；包括：注浆管、囊袋、固定环和收紧带，注浆管沿着管桩的长度方向布置，注浆管和管桩固定连接；囊袋呈筒状且囊袋两端均设置有敞口，囊袋可膨胀，囊袋套装在管桩上；两个固定环分别将囊袋的两端紧固在管桩上，注浆管和囊袋与管桩形成的空间连通；收紧带套在囊袋外表面，囊袋外表面套有至少一根收紧带，当囊袋中填充浆液膨胀后可将收紧带撑开；囊袋注浆后往外扩形成倒刺，提高了抗拔力，增强了整体结构的稳定性和安全性。

技术研发人员：罗如平,涂万年,李志丹,李洁,黄天明,朱碧堂
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16