专利名称：布袋护壁微型桩及其施工方法
技术领域：
本发明属于输电线路的基础工程领域，具体涉及一种布袋护壁微型桩及其施工方法。
背景技术：
微型桩指直径在0. IOm 0. 40m之间的小直径钻孔灌注桩，如图1所示，传统的微型桩一般采用钢筋笼骨架12放入钻孔11中，再往钻孔中灌入混凝土 13形成；或者是将钢筋笼放入钻孔中，然后往钻孔中投入碎石骨料，最后再往钻孔中高压注入水泥浆形成。由于微型桩的钻孔直径较小，且放入钢筋笼和灌入混凝土等工序用时较长，容易出现图1中微型桩的塌孔14或者缩径15现象，造成桩身质量问题。因此，迫切的需要本领域技术人员开发出一款可以解决现有技术缺陷的新型微型桩。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一在于提出一种可以避免因钻孔塌孔或缩径等因素而影响微型桩质量的布袋护壁微型桩。本发明是通过如下技术方案实现的一种布袋护壁微型桩，其包括上端开口、下端封闭的布袋，所述布袋包括互相连通且一体成型的上、下口袋，所述下口袋中装有配重块，所述上口袋中装有微型桩主体，所述上口袋的底部外周沿上开设有豁口，所述上口袋的内侧或者外侧设有用于支撑布袋的布袋撑。其中，所述布袋撑采用圆形钢筋圈，其等间距的绑扎于布袋的上口袋的内侧或外侧，当布袋撑绑扎于上口袋的内侧时，所述布袋撑的外径等于上口袋的内径；当布袋撑等间距绑扎于上口袋的外侧时，所述布袋撑的内径等于上口袋外径。其中，所述布袋的下口袋内径小于上口袋的内径，所述布袋的下口袋外径小于上口袋的外径。其中，所述微型桩主体呈圆柱体，所述布袋的上口袋为与微型桩主体相适应的圆柱形，所述微型桩主体的端面直径与布袋的上口袋内径相同。其中，所述配重块的上部呈圆柱体、下部呈圆锥体；所述上口袋的上部为与配重块的上部相适应的圆柱形、下部为与配重块的下部相适应的圆锥形。其中，所述微型桩主体包括钢筋笼以及围绕在钢筋笼周围的混凝土 ；所述配重块采用混凝土预制块或碎石。本发明的另一目的在于提出一种布袋护壁微型桩的施工方法，包括如下步骤A)成孔在地基中钻出微型桩钻孔，该微型桩钻孔的深度等于微型桩主体的高度与配重块的高度之和，微型桩钻孔中残留有钻孔时留下的泥浆水；B)成孔结束后，先将配重块放入布袋的下口袋中，再将布袋撑设置于布袋的上口袋的内侧或者外侧，然后将放有配重块的布袋放入微型桩钻孔中，此时微型桩钻孔中的泥浆从上口袋底部外周沿上的豁口中流入布袋中；C)待布袋放置到位后，向布袋的上口袋中插入清孔管，然后向清孔管中注入清水进行清孔，直至微型桩钻孔的孔口返浆比重持续小于11-1. 2g/mm3时，再拔出清孔管，向布袋的上口袋中放入钢筋笼；D)待钢筋笼放置到位后，通过灌注混凝土或投石注浆的方法制成微型桩主体，即完成该布袋护壁微型桩的施工。其中，所述步骤D中，灌注混凝土的方法为待钢筋笼放置到位后，先向布袋中灌注混凝土，直至混凝土从微型桩钻孔的孔口冒出即可。其中，所述步骤D中，投石注浆的方法包括Dl)先在钢筋笼上绑扎二次注浆管，将钢筋笼连同二次注浆管一起放入布袋的上口袋中；D2)待钢筋笼放置到位后，向布袋的上口袋中插入一次注浆管；D3)向布袋中灌注碎石后，进行一次注浆；D4) 一次注浆完成后，进行二次注浆。其中，所述步骤D3中，一次注浆的过程为通过一次注浆管分次向布袋中注入水泥浆，每次停止注浆时，则上拔一段一次注浆管，直至一次注浆管全部拔出为止，每次停止注浆的标准为水泥浆从微型桩钻孔的孔口冒出；所述一次注浆的注浆压力为0. 1-0. 3MPa。每次停止注浆时，则将一次注浆管上拔ail。其中，所述步骤D4中，一次注浆完成后，待一次注浆的水泥浆初凝后终凝前，进行二次注浆；二次注浆的过程为在二次注浆管中插入注浆芯管，通过该注浆芯管向布袋中注入水泥浆，在逐步上拔注浆芯管的同时持续向布袋中补注水泥浆，直至注浆芯管全部拔出为止；所述二次注浆的注浆压力为0. 8-1. OMPa0其中，所述清孔管采用镀锌铜管，所述一次注浆管采用各镀锌钢管相互连接而成， 所述二次注浆管采用高压劈裂注浆管。本发明的有益效果在于1)本发明的微型桩采用布袋起到护壁的作用，使该微型桩在成桩的过程中不会因钻孔塌孔或缩径等因素而影响微型桩的质量，提高了整个微型桩的稳定性和安全性；同样， 通过本发明的施工方法制成的布袋护壁微型桩，具有安全稳定，牢固性高等优点。2)本发明通过在布袋的下口袋中(即位于微型桩主体的下端)设置配重块，来提高整个微型桩的平衡稳定性；通过在布袋的上口袋底部边缘处开设豁口，使微型桩钻孔中的泥浆流进布袋中，方便进行施工；通过在布袋的上口袋圆周上加设布袋撑，使布袋更容易定型，方便操作。3)本发明通过将布袋的下口袋外径设计成小于上口袋外径、且下口袋内径也小于上口袋内径的结构，使得豁口可以开设在最佳位置，在泥浆进入布袋时，由下至上充满整个口袋；不会出现空隙，更有利于现场施工。
图1是传统微型桩的结构示意图；其中，11-钻孔，12-钢筋笼，13-混凝土，14-塌孔，15-缩径；
图2是本发明的布袋护壁微型桩的结构示意图；图3是本发明的布袋护壁微型桩的施工流程图；其中，21-布袋的上口袋，22-布袋的下口袋，23-微型桩主体，24-配重块，25-豁口，26-布袋撑，27-微型桩钻孔，28-清孔管，29-钢筋笼，210-混凝土，211- 二次注浆管， 212- 一次注浆管，213-碎石，214-水泥浆，215-钻机。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的布袋护壁微型桩及其施工方法做进一步详细的描述。如图2所示，本发明的布袋护壁微型桩包括上端开口、下端封闭的布袋，布袋包括互相连通且一体成型的上、下口袋21、22，下口袋22中装有配重块对，上口袋21中装有微型桩主体23，上口袋的底部外周沿上开设有多个豁口 25，在施工时，通过该豁口使微型桩钻孔中的泥浆流入上口袋中，可以方便对微型桩钻孔进行清孔，使得布袋中的泥浆比重满足本发明的施工要求。布袋的上口袋21的内侧或者外侧绑扎有用于支撑布袋的布袋撑沈， 该布袋撑可采用圆形钢筋圈。当布袋撑绑扎于上口袋21的内侧时，布袋撑的外径等于上口袋的内径；当布袋撑等间距绑扎于上口袋的外侧时，所述布袋撑的内径等于上口袋外径； 本例中的布袋撑26等间距绑扎于布袋的上口袋21的内侧。为了使豁口的设计更合理，布袋的上口袋21的底端外径大于布袋的下口袋的顶端外径，同样，布袋的上口袋21的底端内径也大于布袋的下口袋的顶端内径。本例中，微型桩主体23是由钢筋笼和围绕在钢筋笼周围的混凝土 210胶结而成的圆柱体，为了与微型桩主体相配合，布袋的上口袋21为与微型桩主体相适应的圆柱形，微型桩主体的端面直径与布袋的上口袋21内径相同。配重块M采用混凝土预制块或碎石制成，其上部呈圆柱体、下部呈圆锥体；为了与配重块相配合，上口袋21的上部为与配重块的上部相适应的圆柱形、 下部为与配重块的下部相适应的圆锥形，配重块的上部外径与布袋的下口袋内径相同。如图3所示，本发明的布袋护壁微型桩的施工方法，主要通过成孔、清孔、吊放钢筋笼、制备微型桩主体，最后完成成桩，具体步骤如下A)成孔如图3a所示，用钻机215在地基中钻出微型桩钻孔27，该微型桩钻孔的深度等于微型桩主体23的高度与配重块M的高度之和，微型桩钻孔中残留有钻孔时留下的泥浆水；B)如图北所示，成孔结束后，先将配重块M放入布袋的下口袋22中，再将布袋撑沈设置于布袋的上口袋21的内侧或者外侧，本例中布袋撑沿着上口袋21的轴线方向、 等间距绑扎于布袋的上口袋内侧，并且最下端的布袋撑位于豁口 25的稍上部；然后将放有配重块的布袋放入微型桩钻孔27中，此时微型桩钻孔27中的泥浆从上口袋21底部外周沿上的豁口 25中流入布袋中；C)如图3c所示，待布袋放置到位后，向布袋的上口袋中插入清孔管观；该清孔管可以采用镀锌钢管；然后向清孔管中注入清水进行清孔，直至微型桩钻孔的孔口返浆比重持续小于11-1. 2g/mm3时，再拔出清孔管，向布袋的上口袋21中放入钢筋笼四；清孔的主要目的是清除微型桩钻孔的孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响微型桩承载能力的主要因素之一。清孔是利用清孔管向微型桩钻孔中注水，泥浆在流动时所具有的动能冲击孔底的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的玄幻流动被带出微型桩钻孔，最终将钻孔内的沉渣清干净。直至通过泥浆比重计测得微型桩钻孔的孔口返浆比重持续小于ll-1.2g/mm3时，再拔出清孔管(最好在返浆比重满足条件后，也使测得孔底沉渣厚度小于50mm后，再拔出清孔管，吊放钢筋笼)OD)待钢筋笼四放置到位后，通过灌注混凝土(图3中步骤<1>)或投石注浆(图 3中步骤<2>)的方法制成微型桩主体23，即完成该布袋护壁微型桩的施工。如图3d、图!Be所示，灌注混凝土的方法为待钢筋笼放置到位后，先向布袋中灌注混凝土 210，直至混凝土从微型桩钻孔27的孔口冒出即可。如图3f_图3i所示，投石注浆的方法包括下述步骤Dl)若采用投石注浆的方法成桩，首先要在步骤C向布袋的上口袋中放入钢筋笼 29之前，先在钢筋笼四上绑扎有二次注浆管211，然后将钢筋笼连同二次注浆管一起放入布袋的上口袋21中；D2)待钢筋笼放置到位后，向布袋的上口袋中居中插入一次注浆管212 ；该一次注浆管采用分段的镀锌钢管连接而成；每段镀锌钢管的两端外表面均设有外螺纹，每两段镀锌钢管之间通过带有内螺纹的螺母进行螺纹连接形成一次注浆管；D3)插入一次注浆管后，向布袋中灌注碎石213，再通过一次注浆管212进行一次注浆；一次注浆的具体过程为先通过一次注浆管向布袋中进行压力注浆，每当水泥浆214从微型桩钻孔27的孔口冒出后，便停止注浆；停止注浆时，将一次注浆管212上拔 2m(由于一次注浆管由多段镀锌钢管连接而成，所以每当一次注浆管上拔an时，便卸下一段镀锌钢管)，然后再补注水泥浆，待微型桩钻孔27的孔口冒浆后，停止注浆，再将一次注浆管212上拔2m，反复进行上述步骤，直至一次注浆管全部拔出为止；一次注浆的注浆压力为 0. 1-0. 3MPa ；D4)待一次注浆的水泥浆初凝后终凝前，进行二次注浆，二次注浆完成后即完成成桩；二次注浆的具体过程为在二次注浆管211中插入注浆芯管，二次注浆管可采用 PVC材料制成的高压劈裂注浆管；注浆芯管可采用双向密封注浆芯管；采用劈裂注浆法通过注浆芯管向布袋中注入水泥浆214，在逐步上拔注浆芯管的同时也要向布袋中补注水泥浆，直至注浆芯管全部拔出为止，二次注浆的注浆压力为0. 8-1. OMpa0劈裂注浆加固主要用于软土地基的整体或局部加固，大坝的防渗及深基坑在施工过程中出现地面沉降的加固，基坑渗水的堵漏。在土壤渗透系数小于10-4cm/s时，一般采用单向阀管的劈裂注浆。实际证明，在地面以下一定深度的土层加固和跟踪注浆加固中，劈裂注浆具有施工方便、效果较好的优点，特别是对土体深部的定点、定量注浆，一孔多次、重复注浆。本例中，劈裂注浆法的施工过程如下a) 二次注浆管211(采用高压劈裂注浆管，一般用内径为040 60的PVC管)事先绑扎于钢筋笼四上一起放入钻孔27中，沿着二次注浆管的轴线方向、在其管壁上每隔 33 50cm钻出一组射浆孔(即每米2 3组)，在射浆孔的外部包裹有橡皮套。b)在一次注浆水泥浆达到一定初凝后，在二次注浆管211内插入注浆芯管进行分层注浆。注浆芯管的下部套设有间隔一定距离(大约为50cm)的上、下胶皮封，在上、下胶皮封之间的注浆芯管上开设有一些孔；上、下胶皮封的外径基本与二次注浆管的内径一致 (实际操作时，二次注浆管的内径应略大于上、下胶皮封的外径，由于胶皮封有弹性，如果硬塞入注浆芯管会使上、下胶皮封与二次注浆管内壁接触紧密)，这样在二次注浆管内，注浆芯管外和上、下胶皮封之间就形成密闭空间，在注浆时，水泥浆在压力作用下通过注浆芯管上开设的孔进入上述密闭空间，随着压力逐渐增大，即可顶开二次注浆管外面的胶皮套，通过二次注浆管的射浆孔使水泥浆压入桩身，当水泥浆没过上口袋底部时，通过上口袋底部的豁口 25流入周围土体中，持续214，二次注浆管211留在注浆后的土层中，即完成二次注浆。初凝是指当水泥凝结时间测定仪(可采用维卡仪)的试针沉入水泥浆中距底板 (本例中底板指代布袋的上口袋底端)0. 5 1. Omm时，则认为水泥浆达到初凝。终凝是指当水泥凝结时间测定仪(可采用维卡仪)的试针沉入水泥浆中不超过 Imm时，则认为水泥浆达到终凝。所以，本发明要通过水泥凝结时间测定仪测得水泥浆的状态已经达到初凝，但尚未达到终凝的这段时间内，开始进行二次注浆。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种布袋护壁微型桩，其特征在于该微型桩包括上端开口、下端封闭的布袋，所述布袋包括互相连通且一体成型的上、下口袋01、22)，所述下口袋0 中装有配重块(M)， 所述上口袋中装有微型桩主体(23)，所述上口袋的底部外周沿上开设有豁口(25)，所述上口袋的内侧或者外侧设有用于支撑布袋的布袋撑06)。
2.如权利要求1所述的布袋护壁微型桩，其特征在于所述布袋撑06)采用圆形钢筋圈，其等间距的绑扎于布袋的上口袋的内侧或外侧，当布袋撑绑扎于上口袋的内侧时，所述布袋撑的外径等于上口袋的内径；当布袋撑等间距绑扎于上口袋的外侧时，所述布袋撑的内径等于上口袋外径。
3.如权利要求1所述的布袋护壁微型桩，其特征在于所述布袋的下口袋02)内径小于上口袋的内径，所述布袋的下口袋02)外径小于上口袋的外径。
4.如权利要求1所述的布袋护壁微型桩，其特征在于所述微型桩主体03)呈圆柱体，所述布袋的上口袋为与微型桩主体相适应的圆柱形，所述微型桩主体的端面直径与布袋的上口袋内径相同。
5.如权利要求1所述的布袋护壁微型桩，其特征在于所述配重块04)的上部呈圆柱体、下部呈圆锥体；所述上口袋的上部为与配重块的上部相适应的圆柱形、下部为与配重块的下部相适应的圆锥形。
6.如权利要求1所述的布袋护壁微型桩，其特征在于所述微型桩主体03)包括钢筋笼09)以及围绕在钢筋笼周围的混凝土 010)；所述配重块04)采用混凝土预制块或碎石。
7.一种布袋护壁微型桩的施工方法，其特征在于该施工方法包括如下步骤A)成孔在地基中钻出微型桩钻孔(27)，该微型桩钻孔的深度等于微型桩主体03)的高度与配重块04)的高度之和，微型桩钻孔中残留有钻孔时留下的泥浆水；B)成孔结束后，先将配重块04)放入布袋的下口袋0 中，再将布袋撑06)设置于布袋的上口袋的内侧或者外侧，然后将放有配重块的布袋放入微型桩钻孔(XT)中，此时微型桩钻孔(XT)中的泥浆从上口袋底部外周沿上的豁口 0 中流入布袋中；C)待布袋放置到位后，向布袋的上口袋中插入清孔管( )，然后向清孔管中注入清水进行清孔，直至微型桩钻孔的孔口返浆比重持续小于11-1. 2g/mm3时，再拔出清孔管，向布袋的上口袋中放入钢筋笼09)；D)待钢筋笼放置到位后，通过灌注混凝土或投石注浆的方法制成微型桩主体(23)，即完成该布袋护壁微型桩的施工。
8.如权利要求7所述的布袋护壁微型桩的施工方法，其特征在于所述步骤D中，灌注混凝土的方法为待钢筋笼放置到位后，先向布袋中灌注混凝土 010)，直至混凝土从微型桩钻孔07)的孔口冒出即可。
9.如权利要求7所述的布袋护壁微型桩的施工方法，其特征在于所述步骤D中，投石注浆的方法包括Dl)先在钢筋笼09)上绑扎二次注浆管011)，将钢筋笼连同二次注浆管一起放入布袋的上口袋中；D2)待钢筋笼放置到位后，向布袋的上口袋中插入一次注浆管012)；D3)向布袋中灌注碎石(21 后，进行一次注浆；D4) 一次注浆完成后，进行二次注浆。
10.如权利要求9所述的布袋护壁微型桩的施工方法，其特征在于所述步骤D3中， 一次注浆的过程为通过一次注浆管(21 分次向布袋中注入水泥浆014)，每次停止注浆时，则上拔一段一次注浆管(21 ，直至一次注浆管全部拔出为止，每次停止注浆的标准为水泥浆014)从微型桩钻孔07)的孔口冒出；所述一次注浆的注浆压力为0. 1-0. 3MPa。
11.如权利要求9所述的布袋护壁微型桩的施工方法，其特征在于所述步骤D4中，一次注浆完成后，待一次注浆的水泥浆初凝后终凝前，进行二次注浆；二次注浆的过程为在二次注浆管011)中插入注浆芯管，通过该注浆芯管向布袋中注入水泥浆014)，在逐步上拔注浆芯管的同时持续向布袋中补注水泥浆，直至注浆芯管全部拔出为止；所述二次注浆的注浆压力为0. 8-1. OMPa0
12.如权利要求9所述的布袋护壁微型桩的施工方法，其特征在于所述清孔管08) 采用镀锌铜管，所述一次注浆管(21 采用各镀锌钢管相互连接而成，所述二次注浆管 (211)采用高压劈裂注浆管。
全文摘要
本发明属于输电线路的基础工程领域，具体涉及一种布袋护壁微型桩及其施工方法。该布袋护壁微型桩包括上端开口、下端封闭的布袋，布袋包括互相连通且一体成型的上、下口袋，下口袋中装有配重块，上口袋中装有微型桩主体，上口袋的底部外周沿上开设有豁口，上口袋的内侧或者外侧设有用于支撑布袋的布袋撑。该微型桩的施工方法通过成孔、清孔、吊放钢筋笼、制备微型桩主体，最后完成成桩。本发明的布袋护壁微型桩及其施工方法，不会因钻孔塌孔或缩径等因素而影响微型桩的质量，具有安全稳定，牢固性高等优点。
文档编号E02D5/60GK102409674SQ20111026299
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者刘华清, 程永锋, 苏荣臻, 鲁先龙 申请人:中国电力科学研究院