一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器及施工方法与流程

本发明涉及一种灌注桩施工领域，尤其涉及一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器及施工方法。

背景技术：

1、随着城市建设的发展，城市的建筑高度不断突破，超高层建筑如雨后春笋般涌现，这也对超高层建筑物基础承载能力提出了更高的要求。在软土地区建筑工程中，建筑物基础往往采用灌注桩基础，采用成孔设备钻至持力层后灌注混凝土，由于工艺的特殊性，施工时会存在孔内泥浆在压力作用下将泥浆中胶质颗粒渗透至孔壁上，形成一层泥皮，降低桩侧摩阻力，同时在涉及承压水的深基坑工程中，这层泥皮与桩侧混凝土交接处缝隙将形成渗水通道，导致土体深层承压水向上涌出，对基坑开挖造成较大风险；另外在基础持力层深度深且含砂量重，在孔底位置的沉渣无法完全清理干净，这也对建筑物基础的承载力及沉降有较大影响。

2、在传统桩基施工工艺中，针对这一状况的技术手段为采用桩端后注浆，将孔底的沉渣采用水泥浆压密固结，来提高桩基承载力。这一技术手段的常规方法为：采用两根注浆管伸至笼底，注浆管底端连接有注浆器，在注浆口位置连接压浆泵，将高压水泥浆压入桩底进行桩端注浆，对桩底土层固结加固。常规方法存在有以下几个缺点：

3、1、虽设置有两根单独的注浆管，仅在底端设置注浆器，在施工过程中如有水泥浆渗入，导致注浆器范围堵住，这将劈水开塞效果相对较差，难以劈通注浆通道，影响注浆效果。

4、2、此方法仅可进行桩底注浆，无法对桩侧进行注浆，难以解决桩侧摩阻力降低的问题。

5、3、桩端后注浆往往采用注浆总量来控制，施工过程往往存在两根注浆管注浆量不一致，这也使桩底位置注浆不均匀，注浆效果较差，影响桩端承载力。

6、因此，需要采取一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器及施工方法，通过定制螺旋注浆管、定制注浆底管以及注浆管组成的桩端及桩侧注浆器，解决桩侧注浆以及注浆不均匀的问题，来大幅提升桩基的承载能力。

技术实现思路

1、本发明是要提供一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器及施工方法，不仅能解决现有桩端后注浆工艺劈水开塞效果较差，仅可进行桩底注浆，且注浆不均匀，效果难以达到预期效果，不能保证有效提高桩基承载能力等问题，还解决能桩侧注浆的问题。通过螺旋缠绕式注浆管，可确保桩侧注浆均匀，有效提升桩侧摩阻力。同时在深基坑工程中，通过此装置进行的桩侧注浆可使泥皮与桩侧混凝土交接处缝隙被水泥浆液填充，使桩体混凝土与桩周土体结合更为紧密，有效降低承压水沿桩侧壁突涌的风险。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器，包括注浆管、螺旋注浆管、注浆底管，所述的注浆管采用无缝钢管，共设置两根，采用铁丝绑扎固定于钢筋笼内侧，顶端注浆口均伸至钢筋笼顶上部，底端分别与注浆底管、螺旋注浆管连接；所述的注浆底管位于钢筋笼最底端并伸出钢筋笼有一定的距离，两端分别与注浆管、螺旋注浆管相连；所述的螺旋注浆管及注浆底管上均匀分布有梅花形布置的注浆孔，注浆孔采用环形橡胶皮带包裹。

3、进一步，所述的螺旋注浆管，根据注浆范围采用多根模数相同半圆弧形钢管管节拼接而成。

4、进一步，所述的半圆弧形钢管管节以钢筋笼圆柱体的弧度定制加工。

5、进一步，所述的注浆底管最底端呈半圆形，与螺旋注浆管连接一段呈上弧型。

6、进一步，所述的螺旋注浆管和注浆底管采用钢花管定制加工，各钢花管管节间之间采用螺纹套筒连接，形成一个整体。

7、进一步，所述的注浆管、螺旋注浆管、注浆底管间均采用螺纹套筒连接。

8、一种采用螺旋缠绕一体式桩端注浆器的施工方法，包括以下步骤：

9、第一步：根据钢筋笼直径，定制加工螺旋注浆管、注浆底管；

10、第二步：钢筋笼加工成型后，将注浆底管、螺旋注浆管在钢筋笼外侧由钢筋笼底端依次向笼顶盘旋缠绕拼接，而后将注浆管置于钢筋笼内分别于注浆底管、螺旋注浆管连接，采用铁丝绑扎固定于钢筋笼上；

11、第三步：将钢筋笼与螺旋注浆器吊入桩孔内既定深度，下导管灌注混凝土；

12、第四步：在混凝土灌注完成一定时间后，将压浆泵与其中一根注浆管的注浆口连接，向该注浆管的注浆口注入高压水，至另一根注浆管的注浆口冲出清水后，封闭此注浆管的注浆口并安装压力表，继续加压，当压力表压力值达到一定值突然下降，此时注浆孔冲开，打开桩端注浆通道，另外，在开塞后一定时间内采用高压水在管道内进行循环，防止已经开塞成功的注浆孔重新被堵塞；

13、第五步：将压浆泵与两个注浆口分别连接，通过注浆管将高压水泥浆液通过注浆口压入桩底及桩侧，在桩底形成扩大头，使浆液对桩底土层及桩侧附近的桩周土层起到渗透、填充、压密和固结作用。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明的一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器及施工方法，施工方法简单，易于实施，即能进行桩底注浆又可进行桩侧注浆，且较传统注浆方法浆液分布均匀，注浆效果好，在有效提升桩端承载力的同时又可提升桩侧摩阻力，大幅提升桩基承载能力，在同等地质条件下，可通过优化桩基数量及桩长大大降低桩基的施工成本。本发明的另一个好处是，在涉及承压水的深基坑工程中，通过此装置进行的桩侧注浆可使泥皮与桩侧混凝土交接处缝隙被水泥浆液填充，使桩体混凝土与桩周土体结合更为紧密，有效降低承压水沿桩侧壁突涌的风险，确保基坑安全。

技术特征：

1.一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器，其特征在于：包括注浆管、螺旋注浆管、注浆底管，所述的注浆管采用无缝钢管，共设置两根，采用铁丝绑扎固定于钢筋笼内侧，顶端注浆口均伸至钢筋笼顶上部，底端分别与注浆底管、螺旋注浆管连接；所述的注浆底管位于钢筋笼最底端并伸出钢筋笼有一定的距离，两端分别与注浆管、螺旋注浆管相连；所述的螺旋注浆管及注浆底管上均匀分布有梅花形布置的注浆孔，注浆孔采用环形橡胶皮带包裹。

2.根据权利要求1所述的螺旋缠绕一体式桩端注浆器，其特征在于：所述的螺旋注浆管，根据注浆范围采用多根模数相同半圆弧形钢管管节拼接而成。

3.根据权利要求2所述的螺旋缠绕一体式桩端注浆器，其特征在于：所述的半圆弧形钢管管节以钢筋笼圆柱体的弧度定制加工。

4.根据权利要求1所述的螺旋缠绕一体式桩端注浆器，其特征在于：所述的注浆底管最底端呈半圆形，与螺旋注浆管连接一段呈上弧型。

5.根据权利要求1所述的螺旋缠绕一体式桩端注浆器，其特征在于：所述的螺旋注浆管和注浆底管采用钢花管定制加工，各钢花管管节间之间采用螺纹套筒连接，形成一个整体。

6.根据权利要求1所述的螺旋缠绕一体式桩端注浆器，其特征在于：所述的注浆管、螺旋注浆管、注浆底管间均采用螺纹套筒连接。

7.一种采用权利要求1-6任一所述的螺旋缠绕一体式桩端注浆器的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种螺旋缠绕一体式桩端注浆器及施工方法，注浆管采用无缝钢管，共设置两根，采用铁丝绑扎固定于钢筋笼内侧，顶端注浆口均伸至钢筋笼顶上部，底端分别与注浆底管、螺旋注浆管连接；注浆底管位于钢筋笼最底端并伸出钢筋笼有一定的距离，两端分别与注浆管、螺旋注浆管相连；螺旋注浆管及注浆底管上均匀分布有梅花形布置的注浆孔，注浆孔采用环形橡胶皮带包裹。本发明施工方法简单，易于实施，即能进行桩底注浆又可进行桩侧注浆，且较传统注浆方法浆液分布均匀，注浆效果好，在有效提升桩端承载力的同时又可提升桩侧摩阻力，大幅提升桩基承载能力，在同等地质条件下，可通过优化桩基数量及桩长大大降低桩基的施工成本。

技术研发人员：韩泽亮,罗干,杨祎雄,吴伟忠,付少聪,陆爻辉
受保护的技术使用者：上海市基础工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29