一种灌注桩后加固结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种灌注桩后加固结构，包括地质钻机、万向接头、多根钻杆、螺纹管箍、注浆泵、输浆管、单向阀、花管和钻头，地质钻机上安装有升降架，升降架设于导轨上且带动钻杆运动，钻杆与注浆泵的输浆管一端通过万向接头连接，输浆管的另一端与地质钻机相连，相邻钻杆与钻杆之间、钻杆与单向阀的入浆口之间均通过螺纹管箍连接，单向阀的出浆一端及钻头根部分别与花管两端连接，花管壁上有多个锥形注浆孔，每个注浆孔都对应有与之形状相同的金属堵片，金属堵片通过金属胶点粘在注浆孔壁上将注浆孔封堵住。本发明的有益效果是：显著提高灌注桩承载力，大幅度降低灌注桩沉降量，适用于包括沉管灌注桩在内的所有灌注桩的加固施工。
【专利说明】一种灌注粧后加固结构
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种加固结构，尤其涉及一种灌注桩后加固结构，属于建筑施工领域。【背景技术】
[0002]在建筑施工领域中，为了提高灌注桩承载力或降低桩身沉降量，增加桩径或桩长是人们最容易直接想到的方法，但这种方法无疑会大大增加施工成本；而改变桩的形状，如将桩端改为扩大头形式，或将桩身改为挤扩桩，也是很常见的解决方法；此外，采用灌注桩后注浆技术也可实现上述目的，但这种方法需事先在灌注桩的钢筋骨架内埋设注浆用钢导管，当灌注桩混凝土浇注完成后再注浆加固，而且现行的后注浆加固技术并不适用于沉管灌注桩。
[0003]上述种种措施或方法都有一个共同的特点，就是在灌注桩设计阶段就已经确定需要采取相应的措施，属于事前控制措施；如果当灌注桩已按常规方法施工完成后才发现其承载能力或是桩身沉降量不能满足设计要求时，上述的事前控制措施则无能为力了，此种情况下，采取补桩、扩大承台面积等事后补救措施是不可避免的，毋庸置疑，这类措施将使施工成本增加很多。
[0004]因此，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种灌注桩后加固结构，。
[0006]本发明采用的技术方案是:
一种灌注桩后加固结构，包括地质钻机、万向接头、多根钻杆、螺纹管箍、注浆泵、输浆管、单向阀、花管和钻头，所述地质钻机上安装有升降架，所述升降架设于导轨上且带动钻杆运动，钻杆与注浆泵的输浆管一端通过万向接头连接，所述输浆管的另一端与地质钻机相连，相邻钻杆与钻杆之间、钻杆与单向阀的入浆口之间均通过螺纹管箍连接，所述单向阀的出浆一端及钻头根部分别与花管两端连接，所述花管壁上有多个锥形注浆孔，每个注浆孔都对应有与之形状相同的金属堵片，所述金属堵片通过金属胶点粘在注浆孔壁上将注浆孔封堵住。
[0007]注浆孔壁外沿直径大于内沿直径。
[0008]所述单向阀内设有单向孔道、止逆钢珠和出浆孔，所述单向孔道末端为出浆孔，内部设有止逆钢珠。
[0009]所述钻杆两端、单向阀两端及钻头根部均加工成外丝扣，花管两端和螺纹管箍内部加工有与钻杆两端、单向阀两端及钻头根部外丝扣相对应的内丝扣。
[0010]沿花管壁环向均匀设置有每排3-4个注浆孔，相邻两排注浆孔距离为25-45mm。
[0011]本发明的有益效果是:采取合理的事后加固措施，在增加较低成本的前提下，能够显著提高灌注桩承载力，大幅度降低灌注桩沉降量，适用于包括沉管灌注桩在内的所有灌注桩的加固施工； 利用地质钻机，将钻杆钻入桩身周边土层内，根据桩身周边土层实际情况，对桩底土层、桩身周边一定范围内土体注浆，加固桩底沉渣和桩身泥皮，对桩底和桩侧一定范围的土体，粗颗粒土通过渗入、细粒土通过劈裂和非饱和松散土通过压密的方式注浆起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，减少桩基沉降。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0013]图1为本发明的工作状态图。
[0014]图2为图1中钻杆孔位布置图。
[0015]图3为图1中万向接头的结构示意图，其中a为平面图，b为侧立面图，c为A-A剖面图。
[0016]图4为图1中钻杆的结构示意图，其中a为平面图，b为侧立面图，c为B-B剖面图。
[0017]图5为图1中螺纹管箍的结构示意图，其中a为平面图，b为侧立面图，c为C-C剖面图。
[0018]图6为图1中单向阀的结构示意图，其中a为平面图，b为侧立面图，c为D-D剖面图。
[0019]图7为图1中花管的结构示意图，其中a为平面图，b为侧立面图，c为E-E剖面图。
[0020]图8为图1中金属堵片的结构示意图，其中a为平面图，b为F-F剖面图。
[0021]图9为图1中钻头的结构示意图，其中a为平面图，b为侧立面图，c为G-G剖面图。
[0022]图10为本发明各部件的连接图。
[0023]其中:1、万向接头，2、钻杆，3、螺纹管箍，4、单向阀，5、花管，6、钻头，7、地质钻机，8、注浆泵，9、水泥浆，10、灌注桩，11、单向孔道，12、止逆钢珠，13、出浆孔，14、注浆孔，15、金属堵片，16、电机,17、导轨,18、升降架，19、输衆管,20、钻杆孔位。
【具体实施方式】
[0024]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明的作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
[0025]如图1-10所示，本发明的一种灌注桩后加固结构，包括地质钻机7、万向接头1、多根钻杆2、螺纹管箍3、注浆泵8、输浆管19、单向阀4、花管5和钻头6，地质钻机7上安装有升降架18,升降架18设于导轨17上且带动钻杆2运动,钻杆2与注衆泵8的输衆管19 一端通过万向接头I连接，输浆管19的另一端与地质钻机7相连，相邻钻杆2与钻杆2之间、钻杆2与单向阀4的入浆口之间均通过螺纹管箍3连接，单向阀4的出浆一端及钻头6根部分别与花管5两端连接，花管5壁上有多个锥形注浆孔14，每个注浆孔14都对应有与之形状相同的金属堵片15，金属堵片15通过金属胶点粘在注浆孔壁上将注浆孔14封堵住；
注浆孔14壁外沿直径大于内沿直径；
如图6所示，单向阀4内设有单向孔道11、止逆钢珠12和出浆孔13，单向孔道11末端为出浆孔13，内部设有止逆钢珠12 ；
钻杆2两端、单向阀4两端及钻头6根部均加工成外丝扣，花管5两端和螺纹管箍3内部加工有与钻杆2两端、单向阀4两端及钻头6根部外丝扣相对应的内丝扣；
如图7所示，沿花管5壁环向均匀设置有每排3-4个注浆孔14，相邻两排注浆孔14距离为 25_45mm。
[0026]本发明的有益效果是:采取合理的事后加固措施，在增加较低成本的前提下，能够显著提高灌注桩承载力，大幅度降低灌注桩沉降量，适用于包括沉管灌注桩在内的所有灌注桩的加固施工；
利用地质钻机，将钻杆钻入桩身周边土层内，根据桩身周边土层实际情况，对桩底土层、桩身周边一定范围内土体注浆，加固桩底沉渣和桩身泥皮，对桩底和桩侧一定范围的土体，粗颗粒土通过渗入、细粒土通过劈裂和非饱和松散土通过压密的方式注浆起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，减少桩基沉降。
[0027]本发明的工作过程:根据拟加固的灌注桩10直径大小布置钻杆孔位20，在钻杆孔位20垂直上方架设地质钻机7，利用金属堵片15通过金属胶点粘在花管5的注浆孔壁上，将注浆孔14封堵住，再将花管5两端分别拧在钻头6根部及单向阀4出浆口端，然后单向阀4入浆口端与首根钻杆2连接，最后将首根钻杆2穿过地质钻机7的穿心式电机16上并拧紧，调整钻机位置，使钻头6准确对准孔位20中心，同时使钻杆2处于垂直状态；
启动地质钻机7，使钻头6钻入土层内，随着钻杆2不断钻入土层，钻机7的穿心式电机16降至电机导轨17的最下端，完成一个钻进行程，此时，拧松穿心电机16上的钻杆2，提升电机16至导轨17最高处，将另一根钻杆2穿过电机16，通过螺纹管箍3与先前的钻杆2根部连接，然后将后接的钻杆2拧紧在电机16上，启动钻机7，继续钻进作业，如此重复，直至钻头6钻入到灌注桩10桩底以下不少于0.5 m为止；
将注浆泵8输浆管19的出口固定在钻机7的升降架18上，并将该出口与末端钻杆2通过万向接头I连接，然后启动注浆泵8，使水泥浆9依次流过钻杆2、单向阀4的单向孔道
11、出浆孔13注入花管内5，由于注浆孔壁为外沿直径大于内沿直径的锥形，金属堵片15形状与之相同，因此，金属堵片15能很好地承受来自外界的压力，保证花管5在钻土过程中，其管壁上的注浆孔14不会被泥土堵塞，当水泥浆9注入花管5后，来自花管5内的高压水泥浆9很容易冲掉金属堵片15，使水泥浆9顺利注入桩底、桩侧及其一定范围内的土体中，可实现两个目的，一是对桩底沉渣和桩身泥皮的加固，二是对桩底和桩侧一定范围的土体粗颗粒土通过渗入、细粒土通过劈裂和非饱和松散土通过压密的方式注浆起到加固作用。
[0028]根据事先确定的施工参数，对桩底和桩侧自下而上的分段注浆加固的施工过程进行控制，当每段注浆的水泥量达到事先确定的量后，即可认为此段注浆工作完成。此时，关闭注浆泵8，因花管壁外界水泥浆9通过注浆孔14与花管5内的水泥浆9连通，受注浆挤压作用，产生返流压力，返流的水泥浆9推动单向阀4内的止逆钢珠12逆向移动并堵住单向孔道11，使水泥浆9不会发生逆流。启动钻机7逆向转动，带动钻头5叶片在挤压水泥衆一土体混合物的同时产生提升的反作用力，通过提升电机16使钻杆2向上提升至下一个注浆段(升降架18与电机16同步提升)，停止提升电机16，然后启动注浆泵8，开始下新一段的注浆作业。当电机16提升量超过一根钻杆2长度时，将末端钻杆2拆下来清理干净，降下电机16并重新穿过钻杆2后拧紧，调整电机16位置使花管5处于需注浆位置，然后将钻杆2末端与输浆管19的万向接头I连接，继续注浆。如此循环，直至此孔位20最后注浆段作业完成。注浆结束时，按设计最大压力稳压持荷Smin后，当注浆总量及压力均达到设计要求，或注浆总量达设计75%的同时，注浆压力超过设计压力，或桩身招高量超过3_，注浆作业质量认定合格。再将钻机7移至其它孔位20，重复上述步骤作业，直到所有孔位注浆完成。
[0029]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。
【权利要求】
1.一种灌注桩后加固结构，其特征在于:包括地质钻机、万向接头、多根钻杆、螺纹管箍、注浆泵、输浆管、单向阀、花管和钻头，所述地质钻机上安装有升降架，所述升降架设于导轨上且带动钻杆运动，钻杆与注浆泵的输浆管一端通过万向接头连接，所述输浆管的另一端与地质钻机相连，相邻钻杆与钻杆之间、钻杆与单向阀的入浆口之间均通过螺纹管箍连接，所述单向阀的出浆一端及钻头根部分别与花管两端连接，所述花管壁上有多个锥形注浆孔，每个注浆孔都对应有与之形状相同的金属堵片，所述金属堵片通过金属胶点粘在注浆孔壁上将注浆孔封堵住。
2.根据权利要求1所述的一种灌注桩后加固结构，其特征在于:注浆孔壁外沿直径大于内沿直径。
3.根据权利要求1所述的一种灌注桩后加固结构，其特征在于:所述单向阀内设有单向孔道、止逆钢珠和出浆孔，所述单向孔道末端为出浆孔，内部设有止逆钢珠。
4.根据权利要求1所述的一种灌注桩后加固结构，其特征在于:所述钻杆两端、单向阀两端及钻头根部均加工成外丝扣，花管两端和螺纹管箍内部加工有与钻杆两端、单向阀两端及钻头根部外丝扣相对应的内丝扣。
5.根据权利要求1所述的一种灌注桩后加固结构，其特征在于:沿花管壁环向均匀设置有每排3-4个注浆孔，相邻两排注浆孔距离为25-45mm。
【文档编号】E02D15/04GK103953051SQ201410201022
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】魏勇, 杜勇, 陈杨, 许芬 申请人:江苏南通三建集团有限公司