本發(fā)明屬于建筑樁基工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種注漿裝置和相應(yīng)的注漿方法。

背景技術(shù)：

輸電線路桿塔樁基礎(chǔ)不僅要求承受豎向壓力，還要承受塔線、風(fēng)等因素產(chǎn)生的水平荷載和抗拔荷載，對單樁基礎(chǔ)水平承載力和抗拔承載力的要求均較高。

鉆孔灌注樁需施工時一般先鉆孔，再在樁孔中放置鋼筋籠，最后澆筑樁身混凝土；需要大型的鉆孔機械、鋼筋籠起吊設(shè)備和混凝土攪拌機，施工周期長，且樁身混凝土質(zhì)量難以得到保證。若采用預(yù)制管樁作為輸電線路桿塔基礎(chǔ)，要求樁徑不宜小于800mm，對打樁或壓樁設(shè)備的要求高，且打樁或壓樁力過大易對樁體產(chǎn)生損傷，不便于在山區(qū)的輸電線路工程中應(yīng)用。

以往常見的簡易注漿裝置為，在孔壁間管樁外側(cè)對稱位置預(yù)先埋設(shè)兩根注漿管，待沉樁到達(dá)指定標(biāo)高后，開始進(jìn)行注漿，這種注漿方式雖然簡易，但存在諸多問題，主要有通過管樁外側(cè)對稱位置的兩根注漿管注漿，不能保證管樁兩側(cè)同步返漿，導(dǎo)致灌注漿液中含有較多水泥土，灌漿層易出現(xiàn)空洞，灌漿不密實，灌漿質(zhì)量難以保證；若采用多臺注漿機同時注漿，可克服管樁兩側(cè)漿液不同步上返問題，但注漿設(shè)備投入較大，施工操作不方便且施工投入增加，此外注漿管路置于管樁外側(cè)不利于沉樁施工過程中注漿管路的保護(hù)，容易損壞注漿管路，導(dǎo)致后續(xù)注漿過程無法順利進(jìn)行。其他類型的注漿裝置也有將注漿管路置于管樁內(nèi)側(cè)的實例，但主注漿管路多為兩根以上注漿管，施工操作復(fù)雜，經(jīng)濟性較差，此外，注漿管路的回收問題也較少考慮。

針對實際工程需求，以及現(xiàn)有注漿裝置的局限性，需開發(fā)出埋入式大直徑預(yù)制管樁相匹配的后壓漿裝置來完成后壓漿工藝，以保證管樁外側(cè)壁與樁周土層之間的摩擦力，進(jìn)而保證單樁抗壓承載力、抗拔承載力和水平承載力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，目的在于提供一種施工快速、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、高效經(jīng)濟的注漿裝置和相應(yīng)的注漿方法。

本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用了以下方案。

<注漿裝置>

本發(fā)明提供一種注漿裝置，其特征在于，與預(yù)制管樁相配合，在預(yù)制管樁被放入直徑更大的樁孔中后進(jìn)行注漿，它包括：端頭板，與預(yù)制管樁的底端相匹配，用于密閉預(yù)制管樁的底端；注漿緩沖腔，位于預(yù)制管樁內(nèi)部，并且安裝在端頭板上，內(nèi)部中空；注漿管，上端設(shè)有注漿口，下端與注漿緩沖腔相連通；多個出漿管，均勻設(shè)置在注漿緩沖腔的四周，并且每個出漿管的入漿口與注漿緩沖腔相連通，出漿口能夠穿過預(yù)制管樁側(cè)壁上的預(yù)留孔并且朝向預(yù)制管樁外側(cè)的待注漿空間；多個逆止?jié){閥，分別安裝在各個出漿管上，阻止?jié){料沿著從出漿口至入漿口的方向進(jìn)行逆向流動，使?jié){料只沿著從入口至出漿口的方向單向流通；以及多個堵頭，分別堵塞在各個出漿口上。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：注漿緩沖腔為圓柱體形狀，頂端的中部設(shè)有引漿管，該引漿管與注漿管的下端通過轉(zhuǎn)換接頭相密封連通。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：注漿緩沖腔的四周設(shè)有多個排漿管，排漿管與逆止?jié){閥通過連接螺套相密封連通。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：注漿管與出漿管的內(nèi)徑之比為1:1～2：1。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：注漿管與出漿管的內(nèi)徑之比為1.5：1。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：出漿管、逆止?jié){閥的個數(shù)均為4個。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：逆止?jié){閥包括：閥體、和位于閥體內(nèi)部的多根彈簧、多個彈簧導(dǎo)軌及一個抵壓板，彈簧導(dǎo)軌均勻設(shè)置在閥體的出口端的四周，每個彈簧導(dǎo)軌的一端固定在出口端的端壁上，另一端向著閥體的入口端延伸，用于支撐和引導(dǎo)彈簧，彈簧卷繞在彈簧導(dǎo)軌上，并且彈簧的兩個端部分別固定在端壁上和抵壓板上，在閥體的入口端無漿料注入的情況下，抵壓板被彈簧抵壓至封閉入口端；在入口端有漿料注入的情況下，抵壓板被漿料往出口端方向推壓從而離開入口端。

<注漿方法>

本發(fā)明還提供一種注漿方法，采用權(quán)利要求1至6中任意一項的注漿裝置進(jìn)行注漿，其特征在于，包括如下步驟：步驟1.鉆一個比預(yù)制管樁外徑大一定尺寸的樁孔；步驟2.將安裝有注漿裝置的預(yù)制管樁放置在樁孔中間位置；步驟3.向注漿裝置中注漿管上的注漿口灌注漿料，使?jié){料通過注漿管進(jìn)入注漿緩沖腔，緩沖后均勻地進(jìn)入各個出漿管中，并通過逆止?jié){閥流向出漿口，然后沖開堵塞在出漿口上的堵頭從而流入位于預(yù)制管樁外側(cè)的待注漿空間，待地面出現(xiàn)返漿現(xiàn)象則停止灌漿，其中，注漿裝置中的出漿管與預(yù)制管樁側(cè)壁上的預(yù)留孔密封連接。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：一定尺寸為10～20cm。

本發(fā)明所涉及的注漿裝置，還可以具有這樣的特征：漿料包括水泥、水、膨脹劑和減水劑，水泥、水、膨脹劑、減水劑的質(zhì)量比為1.0∶0.5∶0.12∶0.01。

發(fā)明的作用與效果

(1)有效解決了埋入式預(yù)制管樁的后壓漿施工問題，通過注漿使管樁樁身與樁周土體膠結(jié)為一體，增大了管樁樁身的摩擦力，可有效提高單樁承載力；

(2)只需一根注漿管即可完成整根樁的注漿工作，注漿管與出漿管間通過注漿緩沖腔連接，注漿腔外連多根出漿管，注漿緩沖腔的設(shè)計可以起到緩沖作用，使多根出漿管出漿更加均勻，確保灌漿時樁周漿液同步上返，以保證灌漿質(zhì)量，使灌漿效果更好，較之傳統(tǒng)注漿工藝，對注漿設(shè)備的要求更低，且保證了注漿過程的均勻連續(xù)性，注漿質(zhì)量更有保障，這樣的注漿管路設(shè)計既節(jié)省了施工耗材，又可以簡便高效地完成注漿工藝，并且便于施工安裝與拆卸，保證注漿質(zhì)量，使灌漿效果更好；

(3)出漿管上設(shè)置逆止?jié){閥可防止?jié){液回流，且便于注漿管路的拆卸回收；

(4)注漿管路均設(shè)置于管樁內(nèi)部，可在沉樁、壓漿過程中有效保護(hù)注漿管路，防止注漿管路變形，導(dǎo)致注漿管阻塞；

(5)出漿管的出漿口上設(shè)置有堵頭，可有效地防止在沉樁過程中孔壁內(nèi)水及土進(jìn)入、阻塞注漿管路；

(6)注漿管路系統(tǒng)在注漿完畢后，可進(jìn)行回收，經(jīng)濟性良好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明涉及的注漿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明涉及的注漿裝置的正視圖；

圖3是本發(fā)明涉及的注漿裝置的俯視圖；

圖4(a)是本發(fā)明涉及的注漿緩沖腔的正視圖，圖4(b)是本發(fā)明涉及的注漿緩沖腔的俯視圖；

圖5是本發(fā)明涉及的連接螺套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明涉及的出漿管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7(a)是本發(fā)明涉及的逆止?jié){閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7(b)是圖7(a)的i-i方向剖視圖；

圖8是本發(fā)明涉及的逆止?jié){閥的工作狀態(tài)示意圖；以及

圖9(a)是本發(fā)明涉及的堵頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9(b)是圖9(a)的ii-ii方向剖視圖。

上述圖1至9中，各部件標(biāo)號如下：

10.注漿裝置：20.端頭板、30.注漿緩沖腔、40.注漿管、50.出漿管、60.逆止?jié){閥、70.堵頭；

31.引漿管、32.轉(zhuǎn)換接頭、33.排漿管、34.連接螺套；

a.樁孔、b.預(yù)制管樁；

61.閥體、62.彈簧、63.彈簧導(dǎo)軌、64.抵壓板。

具體實施方式

以下參照附圖對本發(fā)明所涉及的注漿裝置和注漿方法作詳細(xì)闡述。

<實施例>

如圖1至3所示，注漿裝置10與預(yù)制管樁a相配合，用于在預(yù)制管樁被放入直徑大20cm的樁孔b中后進(jìn)行注漿，它包括：端頭板20、注漿緩沖腔30、注漿管40、四個出漿管50、四個逆止?jié){閥60、以及四個堵頭70。

端頭板20與預(yù)制管樁a的底端相匹配，用于密閉預(yù)制管樁a的底端，以保證沉樁及漿料灌注過程中樁內(nèi)樁外能夠密封不透水，防止注漿過程中水泥漿、水、土等進(jìn)入預(yù)制管樁a內(nèi)部。本實施例中，端頭板20為壁厚10mm的鋼板，與預(yù)制管樁a通過焊接形式密封連接。

如圖1至5所示，注漿緩沖腔30位于預(yù)制管樁a內(nèi)部，并且安裝在端頭板20上，它的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)。本實施例中，注漿緩沖腔30為圓柱體形狀，采用φ200mm，壁厚10mm，高100mm鋼管制作而成。注漿緩沖腔30頂端的中部設(shè)有引漿管31，該引漿管31與注漿管40的下端通過轉(zhuǎn)換接頭32相密封連通。注漿緩沖腔30的四周設(shè)有四個排漿管33，排漿管33與注漿緩沖腔30之間通過焊接相固定連接在一起，每個排漿管33都與一個出漿管50相密封連通。這樣，注漿緩沖腔30一方面可以對注漿管40流出的漿料起到緩沖作用，另一方面可以有效保證四根出漿管50同步出漿，進(jìn)而使?jié){料沿預(yù)制管樁a樁周同步上返，從而確保了灌漿質(zhì)量。

注漿管40的上端設(shè)有注漿口，下端通過轉(zhuǎn)換接頭32與注漿緩沖腔30相連通，構(gòu)成主注漿管路。本實施例中，注漿管40為一根φ30mm的高強耐壓軟管，采用高強耐壓軟管可使施工安裝更加便捷，且利于回收。

如圖1～4和6所示，四個出漿管50均勻設(shè)置在注漿緩沖腔30的四周，構(gòu)成分注漿管路。每個出漿管50的入漿口與注漿緩沖腔30相連通，它的出漿口則穿過預(yù)制管樁a側(cè)壁上的預(yù)留孔并且朝向預(yù)制管樁a外側(cè)的待注漿空間(預(yù)制管樁a外壁與預(yù)鉆孔之間的空隙)；注漿管40與出漿管50的內(nèi)徑之比為1:1～2：1，本實施例中，注漿管40與出漿管50的內(nèi)徑之比為最佳比1.5：1，出漿管40采用φ25mm，壁厚2.5mm的鋼管制作而成。

如圖1至3所示，四個逆止?jié){閥60分別安裝在四個出漿管50的前端上，并通過連接螺套34與排漿管33相密封連接，為單向封堵結(jié)構(gòu)，能夠阻止?jié){料沿著從出漿口至入漿口的方向進(jìn)行逆向流動，使?jié){料只沿著從入口至出漿口的方向單向流通。如圖7所示，每個逆止?jié){閥60都包括：一個閥體61、兩根彈簧62、兩個彈簧導(dǎo)軌63以及一個抵壓板64。閥體61為中空圓柱體形狀，彈簧62、彈簧導(dǎo)軌63和抵壓板64都位于閥體61的內(nèi)部。兩個彈簧導(dǎo)軌63均勻設(shè)置在閥體的出口端的四周，每個彈簧導(dǎo)軌63的一端固定在出口端的端壁上，另一端向著閥體的入口端延伸，用于支撐和引導(dǎo)彈簧62。彈簧62卷繞在彈簧導(dǎo)軌63上，并且彈簧62的兩個端部分別固定在端壁上和抵壓板64上。抵壓板64與閥體61內(nèi)部形狀相匹配，為圓形。

如圖8所示，在入口端有漿料注入的情況下，抵壓板64和彈簧62被漿料往出口端方向推壓，彈簧62被壓縮，抵壓板64離開入口端，使得漿料從入口端的四周流入；在閥體61的入口端無漿料注入的情況下，彈簧62恢復(fù)形變，將抵壓板64抵壓至封閉住入口端，防止?jié){料回流，并且便于注漿管路的拆卸回收。

如圖1至3和9所示，四個堵頭70分別堵塞在四個出漿口上，防止在沉樁過程中孔壁內(nèi)水及土進(jìn)入阻塞出漿管50。沉樁完成后，開始注漿時，在較大的初始注漿壓力下，堵頭70會被沖開，漿料沿出漿管50流出。

以上是本實施例所提供的注漿裝置10的具體結(jié)構(gòu)，下面對使用該注漿裝置10進(jìn)行注漿的方法的具體步驟進(jìn)行說明：

步驟1.鉆一個比預(yù)制管樁a外徑大20cm的樁孔；

步驟2.將安裝有注漿裝置10的預(yù)制管樁a放置在樁孔b中間位置；注漿裝置10的具體安裝方法如下：

首先，將逆止?jié){閥60及相連的出漿管50安裝到位，出漿管50末端分別穿過管樁b樁身上的預(yù)留孔；再將注漿緩沖腔30與出漿管50通過連接螺套34連接。在整個安裝過程中：注漿緩沖腔30保持不動，轉(zhuǎn)動逆止?jié){閥60及出漿管50；注漿緩沖腔30安裝完畢后，將出漿管50與管樁b樁身預(yù)留孔處通過焊接密封，保證管樁b內(nèi)外不透水；再將逆止?jié){閥60與注漿緩沖腔30的排漿管33通過連接螺套34相連，使注漿緩沖腔30與逆止?jié){閥60構(gòu)成整體；安裝到位后，再通過轉(zhuǎn)換接頭32安裝主注漿管40；然后安裝端頭板20，采用焊接形式連接，保證沉樁及注漿過程中樁內(nèi)樁外間密封不透水，沉樁之前安裝好堵頭70，防止水和土進(jìn)入注漿管路，導(dǎo)致注漿管路阻塞，注漿管路系統(tǒng)安裝完畢。

步驟3.采用注漿裝置10進(jìn)行注漿：向注漿管40上的注漿口灌注漿料，使?jié){料通過注漿管40進(jìn)入注漿緩沖腔30，緩沖后均勻地進(jìn)入各個出漿管50中，并通過逆止?jié){閥60流向出漿口，然后沖開堵塞在出漿口上的堵頭70從而流入位于預(yù)制管樁a外側(cè)的待注漿空間(水泥漿從四根出漿管50流到管樁b外壁與預(yù)鉆孔之間的空隙)。

在注漿過程中，漿料通過注漿緩沖腔30的緩沖，能較均勻的從四根出漿管50出流，從而保證漿料沿樁周四個出漿口均勻同步的上返，當(dāng)觀察到明顯的地面返漿現(xiàn)象時，即可停止注漿，拆卸并回收注漿管40。整個注漿過程高效便捷，漿料攪拌完成后，2至3小時即可完成整根管樁b的注漿工作。

注漿時可選灌注水泥漿及水泥砂漿兩種形式的漿材，滿足不同工程需求。灌注水泥漿時，初始灌漿壓力為4mpa，灌漿過程中注漿壓力為1.5～2.5mpa。本實施例中，采用的漿料包括水泥、水、膨脹劑和減水劑，水泥、水、膨脹劑、減水劑的質(zhì)量比為1.0∶0.5∶0.12∶0.01，通常情況下水灰比為0.50～0.60，這是較為經(jīng)濟的配比方案。

以上實施例僅僅是對本發(fā)明技術(shù)方案所做的舉例說明。本發(fā)明所涉及的注漿裝置和注漿方法并不僅僅限定于在以上實施例中所描述的結(jié)構(gòu)，而是以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在該實施例的基礎(chǔ)上所做的任何修改或補充或等效替換，都在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。

在上述實施例中，樁孔的直徑比預(yù)制管樁大20cm，本發(fā)明中不限于此，可根據(jù)實際施工情況進(jìn)行調(diào)整。

另外，在上述實施例中，出漿管的個數(shù)為四根，本發(fā)明中出漿管的個數(shù)也可以是三根或者四根以上，只要保證均勻設(shè)置在注漿緩沖腔的外壁所圍成的圓周上即可，根據(jù)實際工程施工經(jīng)驗，3～4根出漿管壓漿返漿效果較好。