专利名称：注浆成型扩底桩及其施工方法和扩底装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑施工领域，是一种适合钻孔灌注桩的扩底施工方法及扩底装置。
背景技术：
现有的后注浆技术是，通过在桩侧不同深度处钢筋笼上埋设高压注浆软管，在钻孔灌注桩浇筑混凝土以后，通过预埋的管子将水泥砂浆注入桩侧土层中以提高桩侧摩阻力的一种技术。根据一些试验的结果，认为后压浆处理后可以达到比较好的效果，对细粒土中的单桩承载力可提高30% 70% ;对粗粒土中的桩，增幅可达60% 120%。压浆后的侧摩阻效应表现为侧摩阻力提高和桩侧土的剪切刚度提高；从而使摩阻力充分发挥时的位移值移后，这就意味着桩的韧性增大。但是桩侧后注浆技术也存在不足之处，即无法控制浆液的流动路径，易发生跑浆现象，可靠性比较差。现有的扩底桩往往需要采用特殊的机械设备进行扩底成孔，从而达到提高桩身抗拔力的目的，但是扩底的工艺复杂，施工成本高，同时由于土体扩孔后造成的塌孔现象造成成桩质量不稳定也是造成现有扩底桩难以推广的一个重要原因。虽然，于2012年07月25日公开、文献号为CN102605773的中国发明专利，公开了
注浆成型扩底钻孔灌注桩的施工方法及其挤扩装置，该一种挤扩装置，包括法兰盘，该法兰盘上竖向设置若干根呈环形分布的构造钢筋，该法兰盘上还竖向焊接一根被围在所述构造钢筋之间的钢管，紧贴所述钢管的外壁缠绕有注浆花管，在钢管外还套有一个位于钢管和构造钢筋之间的、且将注浆花管底端包裹在内的圆柱形土工布袋，该土工布袋上下两端均通过喉箍固定在钢管上。由此可见，在该技术方案中，需要一根钢管，需要先将钢管焊接在钢筋笼的底部上，然后再将土工布袋套在钢管外侧，结构比较复杂，施工工艺也比较繁琐。因此，如何提供一种施工工艺简单、方便、可以大幅度提高桩土咬合作用，提高承载力的注浆成型扩底桩及其施工方法和扩底装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注浆成型扩底桩及其施工方法和扩底装置，其施工工艺简单、可以大幅度提闻粧土叹合作用，提闻承载力。为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案:一种扩底装置，包括土工布袋和注浆管，所述土工布袋套设于钢筋笼的底部外侧，所述土工布袋的上、下端分别与所述钢筋笼的底部相固定，所述土工布袋的中间部位用若干道松紧带扎紧，所述土工布袋整体呈空心圆柱体，所述土工布袋至少是双层结构、上下封口且至少具有一用于容纳注浆液的内腔，所述注浆管的一端与所述土工布袋连接，所述注浆管的另一端外接注浆源。优选的，在上述的扩底装置中，所述土工布袋的上部开设袖口布袋，所述袖口布袋的顶端具有供所述注浆管的一端插入的开口，所述袖口布袋的底端与所述土工布袋的内腔连通。优选的，在上述的扩底装置中，所述袖口布袋的数量是两个。优选的，在上述的扩底装置中，所述注浆管的一端设置一带有注浆孔的注浆器。优选的，在上述的扩底装置中，所述袖口布袋设置于所述土工布袋的中上部。优选的，在上述的扩底装置中，所述土工布袋的直径比所述钢筋笼的直径大200-300mmo优选的，在上述的扩底装置中，所述注浆管为铁管。本发明还公开了一种注浆成型扩底桩，其由安装有如权利要求1 7中任意一项所述的扩底装置的钢筋笼浇筑而成。本发明还公开了一种注浆成型扩底桩的施工方法，包括如下步骤:步骤一，在钢筋笼的底部的外侧设置如权利要求1 7中任意一项所述的扩底装置，具体包括:步骤1-1，将所述土工布袋套设于钢筋笼的底部外侧，且所述土工布袋的底端与钢筋笼的底端(即钢筋笼的底部的底端)预留500mm的距离；步骤1-2，采用绳索5将所述土工布袋的上、下端与钢筋笼的底部相固定，所述土工布袋的中间部位采用若干道松紧带扎紧，使得土工布袋和钢筋笼的底部密贴；步骤二，将底部带有扩底装置的钢筋笼下放到位，并往里灌注混凝土 ；步骤三，混凝土养护6h 7h后，开始注浆，整个注浆过程分3次进行，每次间隔15 20分钟，扩底装置的土工布袋在水泥浆的充填下形成饱满的圆柱形注浆囊结构体，其直径随着水泥浆液的注入不断膨胀扩充，随之挤压周围混凝土并加密周围土体，最终形成桩端扩大头。优选的，在上述的注浆成型扩底桩的施工方法中，所述水泥浆采用P42.5水泥。本发明提供的注浆成型扩底桩及其施工方法和扩底装置，通过在钢筋笼的底部的外侧设置扩底装置，将底部带有扩底装置的钢筋笼下放到位，并往里灌注混凝土，等混凝土养护后开始注浆，扩底装置的土工布袋在水泥浆的充填下形成饱满的圆柱形注浆囊结构体，其直径随着水泥浆液的注入不断膨胀扩充，随之挤压周围混凝土并加密周围土体，最终形成桩端扩大头，注浆成型扩底桩不仅体现了现有的扩底桩的优势，还在于能够适用于多种土层地区，不受塌孔等不利因素的影响，同时施工工艺简单，无需大型机械式挤扩设备，注浆稳定性好，浆液能够控制，不跑浆，承载力提高明显，是一种新型高效、经济可靠的桩型。本发明提供了一种新型桩型及其施工方法，采用现有的后注浆技术，同时利用土工布袋的边界约束控制浆液，使其能够有规律流动，既充填了桩土之间的空隙，又通过浆液对周围土体产生挤密效应和强化作用，从而达到提高桩抗拔承载力的目的，该新桩型可以适用于多种土层地区。
本发明的注浆成型扩底桩及其施工方法和扩底装置由以下的实施例及附图给出。图1是本发明的扩底装置的结构示意图2是图1的A-A剖视示意图；图3A是本发明的注浆成型扩底桩的施工方法在步骤一时的注浆成型扩底桩的结构示意图；图3B是图3A的俯视示意图；图4是本发明的注浆成型扩底桩的施工方法在步骤二时的注浆成型扩底桩的结构示意图；图5是本发明的注浆成型扩底桩的施工方法在步骤三时的注浆成型扩底桩的结构示意图；图中，1- 土工布袋、11-内层、12-外层、2-注浆管、3_袖口布袋、4_钢筋笼、5_绳索、6-松紧带、7-注浆器。
具体实施例方式下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。请参阅I和图2，并请结合图3A，本实施例提供了一种注浆成型扩底桩，其由安装有扩底装置的钢筋笼浇筑而成。所述扩底装置，设置于钢筋笼4的底部即钢筋底笼的外侧，所述扩底装置包括土工布袋I和注浆管2，所述土工布袋I套设于钢筋笼4的底部外侧，所述土工布袋的直径比所述钢筋笼的直径大200-300mm，所述土工布袋I的上、下端分别与所述钢筋笼4的底部通过绳索5 (本实施例中为铁丝)相固定，所述土工布袋I整体呈空心圆柱体，所述土工布袋I至少是双层结构、上下封口且至少具有一用于容纳注浆液的内腔，本实施例中是所述土工布袋由内层11和外层12通过上下端口封口连接组成。所述土工布袋I的中间部位用若干道松紧带6扎紧，注浆的过程中由于松紧带6有弹性，因此，土工布袋I能够胀开，所述注浆管2的一端插入所述土工布袋I内，所述注浆管2的另一端外接注浆源。较佳的，在本实施例中，所述土工布袋I的上部开设袖口布袋3，所述袖口布袋3的顶端具有供所述注浆管2的一端插入的开口，所述袖口布袋3的底端与所述土工布袋I的内腔连通。较佳的，在本实施例中，所述袖口布袋3的数量是两个，如此设置可以使得水泥浆更加均匀、平稳地流入土工布袋I内。进一步优选的，所述袖口布袋3设置于所述土工布袋的中上部。如此设置可以进一步使得水泥浆更加均匀、平稳地流入土工布袋I内。
较佳的，在本实施例中，所述注浆管2的一端设置带有注浆孔的注浆器7，以使得水泥浆均匀流入至土工布袋I内。较佳的，在本实施例中，所述注浆管2为铁管。请参阅图1至图5，本实施例还提供给了一种注浆成型扩底桩的施工方法，包括如下步骤:步骤一，在钢筋笼4的底部的外侧设置如上所述的扩底装置，如图3A和图3B所示，具体包括:步骤1-1，将所述土工布袋I套在钢筋笼4的底部上，且所述土工布袋I的底端与钢筋笼4的底端预留500mm的距离，以利于后续混凝土浇筑时顺利反衆，带出桩底沉渣；步骤1-2，采用绳索5将所述土工布袋I的上、下端与钢筋笼4的底部相固定，所述土工布袋I的中间部位采用若干道松紧带6扎紧，使得土工布袋I和钢筋笼4的底部密贴；步骤二，利用钻孔灌注桩施工工艺将底部带有扩底装置的钢筋笼4下放到位，并往里灌注混凝土，如图4所示；步骤三，混凝土养护6h 7h后，开始注浆，为防止土工布袋I被胀破，整个注浆过程分3次进行，每次间隔15 20分钟，以利于土工布袋I中的注浆压力的逐渐消散。扩底装置的土工布袋I在水泥浆的充填下形成饱满的圆柱形注浆囊结构体，其直径随着水泥浆液的注入不断膨胀扩充，随之挤压周围混凝土并加密周围土体，最终形成桩端扩大头，如图5所不，从而大幅度提闻了粧土叹合作用，提闻了抗拔粧的承载力。优选的，在上述的注浆成型扩底桩的施工方法中，所述水泥浆采用P42.5水泥。P042, 5指的是普通硅酸盐水泥强度等级，就是普通硅酸盐水泥的28天抗压强度标准不低于42.5兆帕。综上所述，本发明提供的注浆成型扩底桩及其施工方法和扩底装置，通过在钢筋笼的底部的外侧设置扩底装置，将底部带有扩底装置的钢筋笼下放到位，并往里灌注混凝土，等混凝土养护后开始注浆，扩底装置的土工布袋在水泥浆的充填下形成饱满的圆柱形注浆囊结构体，其直径随着水泥浆液的注入不断膨胀扩充，随之挤压周围混凝土并加密周围土体，最终形成桩端扩大头，注浆成型扩底桩不仅体现了现有的扩底桩的优势，还在于能够适用于多种土层地区，不受塌孔等不利因素的影响，同时施工工艺简单，无需大型机械式挤扩设备，注浆稳定性好，浆液能够控制，不跑浆，承载力提高明显，是一种新型高效、经济可靠的桩型。本发明提供了一种新型桩型及其施工方法，采用现有的后注浆技术，同时利用土工布袋的边界约束控制浆液，使其能够有规律流动，既充填了桩土之间的空隙，又通过浆液对周围土体产生挤密效应和强化作用，从而达到提高桩抗拔承载力的目的，该新桩型可以适用于多种土层地区。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种扩底装置，其特征在于，包括土工布袋和注浆管，所述土工布袋套设于钢筋笼的底部外侧，所述土工布袋的上、下端分别与所述钢筋笼的底部相固定，所述土工布袋的中间部位用若干道松紧带扎紧，所述土工布袋整体呈空心圆柱体，所述土工布袋至少是双层结构、上下封口且至少具有一用于容纳注浆液的内腔，所述注浆管的一端与所述土工布袋连接，所述注浆管的另一端外接注浆源。
2.根据权利要求1所述的扩底装置，其特征在于，所述土工布袋的上部开设袖口布袋，所述袖口布袋的顶端具有供所述注浆管的一端插入的开口，所述袖口布袋的底端与所述土工布袋的内腔连通。
3.根据权利要求2所述的扩底装置，其特征在于，所述袖口布袋的数量是两个。
4.根据权利要求2所述的扩底装置，其特征在于，所述注浆管的一端设置一带有注浆孔的注浆器。
5.根据权利要求2所述的扩底装置，其特征在于，所述袖口布袋设置于所述土工布袋的中上部。
6.根据权利要求1所述的扩底装置，其特征在于，所述土工布袋的直径比所述钢筋笼的直径大200-300mm。
7.根据权利要求1所述的扩底装置，其特征在于，所述注浆管为铁管。
8.一种注衆成型扩底桩，其特征在于，其由安装有如权利要求1 7中任意一项所述的扩底装置的钢筋笼浇筑而成。
9.一种注浆成型扩底桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，在钢筋笼的底部的外侧设置如权利要求1 7中任意一项所述的扩底装置，具体包括: 步骤1-1，将所述土工布袋套设于钢筋笼的底部外侧，且所述土工布袋的底端与钢筋笼的底端预留500mm的距离； 步骤1-2，采用绳索将所述土工布袋的上、下端与钢筋笼的底部相固定，所述土工布袋的中间部位采用若干道松紧带扎紧，使得土工布袋和钢筋笼的底部密贴； 步骤二，将底部带有扩底装置的钢筋笼下放到位，并往里灌注混凝土 ； 步骤三，混凝土养护6h 7h后，开始注浆，整个注浆过程分3次进行，每次间隔15 20分钟，扩底装置的土工布袋在水泥浆的充填下形成饱满的圆柱形注浆囊结构体，其直径随着水泥浆液的注入不断膨胀扩充，随之挤压周围混凝土并加密周围土体，最终形成桩端扩大头。
10.根据权利要求9所述的注浆成型扩底桩的施工方法，其特征在于，水泥浆采用P42.5水泥。
全文摘要
本发明公开了一种扩底装置，包括土工布袋和注浆管，所述土工布袋套设于钢筋笼的底部外侧，所述土工布袋的上、下端与钢筋笼的底部相固定，所述土工布袋的中间部位用若干道松紧带扎紧，所述注浆管的一端插入所述土工布袋内。还公开了一种注浆成型扩底桩和一种注浆成型扩底桩的施工方法。通过在钢筋笼的底部的外侧设置扩底装置，将底部带有扩底装置的钢筋笼下放到位，并往里灌注混凝土，等混凝土养护后开始注浆，扩底装置的土工布袋在水泥浆的充填下形成饱满的圆柱形注浆囊结构体，其直径随着水泥浆液的注入不断膨胀扩充，随之挤压周围混凝土并加密周围土体，最终形成桩端扩大头，从而大幅提高了桩土咬合能力和桩的承载力。
文档编号E02D5/44GK103114578SQ20131004826
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者胡玉银, 孔德志, 陈建兰, 朱小军 申请人:上海市建工设计研究院有限公司, 上海建工四建集团有限公司