專利名稱：一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑施工領(lǐng)域，特別涉及一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備及施工 技術(shù)。
背景技術(shù)：
在軟粘土、粉土、新近沉積粘性土、砂土或地下水較豐富且滲透系數(shù)大于10_2cm/s的 土層的地質(zhì)條件下進(jìn)行灌注樁施工時(shí)，由于土體極不穩(wěn)固，或者地下水豐富，當(dāng)采用機(jī)械成孔 時(shí)，需采用泥漿護(hù)壁，當(dāng)采用人工成孔時(shí)，需采用混凝土護(hù)壁，以避免樁孔在開挖過程中發(fā)生 塌方等問題。當(dāng)采用泥漿護(hù)壁時(shí)，為了確保灌注樁混凝土澆注質(zhì)量，還必須采用水下混凝土澆 注技術(shù)。無論采用哪種方法施工，都存在施工效率低下、施工質(zhì)量難以保證的突出問題
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備及施工技術(shù)，使灌 注樁周邊土體強(qiáng)度增大、壓縮性降低，同時(shí)，土體的抗?jié)B性、穩(wěn)定性均得到大幅度提高。為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備，包括鉆機(jī)、鉆桿、高壓膠管、注漿泵和注漿管，其 特征是，注漿泵通過高壓膠管連接到注漿管上，鉆桿與鉆機(jī)相連，通過鉆機(jī)趨動(dòng)，可拆卸，鉆 桿內(nèi)部裝有注漿管，注漿管分外兩種一種為樁邊注漿管，在管壁下端自管端始1. 55m長度 范圍內(nèi)，平行于管壁方向上，有三排注漿孔，每排有六個(gè)孔，兩邊每排孔的直徑均為20mm， 稱為切向注漿孔，中間排孔的直徑均為3mm，稱為徑向注漿孔，管壁表面刻有中間徑向注漿 孔的豎向中線，相鄰兩排孔的軸心夾角為67. 5°，每排各孔孔心的垂直距離為300mm ；另一 種為樁心注漿管，在管壁下端自管端始150mm長度范圍內(nèi)，平行于管壁方向上，有八排注漿 孔，每排有兩個(gè)注漿孔，孔的直徑為20mm，兩孔孔心的垂直距離為100mm，稱為法向注漿孔， 法向注漿孔繞管壁均勻分布。一種灌注樁土體的止水加固施工技術(shù)，其主要技術(shù)方案為利用本實(shí)用新型的的 樁邊注漿管及樁心注漿管在灌注樁周邊土體內(nèi)注入符合一定要求的水泥漿，使灌注樁周邊 土體具有止水特性，并得到加固。其施工方法為通過八根(樁邊注漿管及一根樁心注漿管 分別將水泥漿注入灌注樁周邊的豎向及底部土體內(nèi)，使水泥漿以填充、滲透、擠密等方式， 與土體顆粒結(jié)合，硬化后，在灌注樁周邊的豎向及底部土體內(nèi)形成具有止水功能的、堅(jiān)固的 杯狀筒體。本實(shí)用新型的施工過程是這樣完成的1)先測(cè)放出擬開挖的灌注樁的同心圓，其直徑大于灌注樁直徑200mm 500mm，具 體數(shù)值取決于將來灌注樁挖孔時(shí)的機(jī)械類型，不同的成孔機(jī)械，對(duì)應(yīng)的成孔精度不同，成孔 精度高的可取低的數(shù)值，成孔精度低的可取高的數(shù)值，然后測(cè)放出該圓的外切正八邊形，分 別以該正八邊形各頂點(diǎn)為圓心，利用鉆機(jī)接。42地質(zhì)鉆桿，鉆八個(gè)樁邊灌漿孔，樁邊灌漿 孔要比灌注樁深200mm 400mm，具體數(shù)值可視地下水量情況適當(dāng)選擇。地質(zhì)鉆桿同時(shí)有套管功能，地質(zhì)鉆桿內(nèi)套一整根0 38樁邊注漿管，當(dāng)樁邊灌漿孔鉆到設(shè)計(jì)深度后，調(diào)整樁邊 注漿管角度，使樁邊注漿管壁上的徑向孔中位刻線正對(duì)灌注樁圓心，然后逆轉(zhuǎn)地質(zhì)鉆桿，使 之抽出地面，將樁邊注漿管留在灌漿孔內(nèi)，準(zhǔn)備注漿。同理，在灌注樁圓心位置，利用鉆機(jī)接 0 42地質(zhì)鉆桿(內(nèi)套樁心注漿管)鉆樁心灌漿孔，孔深比灌注樁深200mm 400mm，具體數(shù) 值可視地下水量情況適當(dāng)選擇；2)將飲用淡水與強(qiáng)度等級(jí)為32. 5 (當(dāng)灌注樁的直徑不大于1. 2m或深度不大于 15m時(shí))或42.5 (當(dāng)灌注樁的直徑大于1.2m或深度大于15m時(shí))的普通硅酸鹽水泥拌和 成水泥漿，水泥漿的水灰比(拌和水與水泥的質(zhì)量比)可在8 1到1 1之間靈活選擇 (以保證每段注漿完成時(shí)間不超過1小時(shí)為宜)。利用注漿泵，將水泥漿通過注漿管逐個(gè)注 入灌注樁周邊或底部的土層孔隙中；注漿泵的注漿壓力控制在0. 3 0. 6MPa,以保證每個(gè) 樁邊注漿管上的法向注漿孔的注漿長度在0. 5m 1. 5m內(nèi)、徑向注漿孔的徑向注漿長度在 0. 3m 0. 5mm、樁心注漿管上的注漿孔的注漿長度在0. 5m 1. 5m內(nèi)對(duì)應(yīng)控制；3)整個(gè)注漿過程自下而上分段連續(xù)進(jìn)行，每根樁邊注漿管的一段注漿量控制值 為ji (0. 150m)2 (外接正八邊形邊長+0. 3m)，將注一段漿所的水泥漿加入注漿泵中，先 自樁邊灌漿孔底開始注漿，直至水泥漿該段水泥漿注完，利用鉆機(jī)提升樁邊注漿管到下一 注漿段，提升高度為1500mm，以保證下段水泥漿與前一段結(jié)合起來，然后進(jìn)行下一段注漿， 直到最后提升并注漿到孔口位置為止；樁心注漿管一次性完成樁心灌漿孔底的一段注漿即 可，注漿量為d [灌注樁半徑+(0.2 0.5m，按實(shí)際所取值定)]2* 0.2m;4)樁邊灌漿孔完成注漿后，利用水泥漿堵住灌漿孔；5)隨著各灌漿孔注漿及封孔的完成，由各灌漿孔注入的水泥漿連為一體，硬化后， 在灌注樁周邊的豎向及底部土體內(nèi)形成具有止水功能的、堅(jiān)固的圓形杯狀筒體。在理論上，外切正多邊形可以從五邊一直到十邊，但綜合考慮現(xiàn)場測(cè)量放線的便 利性、水泥漿體的最佳受力形式以及施工過程的經(jīng)濟(jì)性等原則，正八邊形是優(yōu)選。從測(cè)量放 線角度講，四邊形或八邊形最容易精確、快捷地測(cè)放出來；從受力角度講，邊數(shù)越多，多邊形 越接近圓形，其受力形式越科學(xué)，因漿體主要承受壓力，其承載能力得到最優(yōu)利用；但如果 邊太多，鉆孔數(shù)量就增多了，增加了工作量，邊太少，漿體外形與圓形誤差太大，漿體在承受 壓力的同時(shí)，內(nèi)壁中間段還要承受拉力，這是素水泥漿受力的薄弱環(huán)節(jié)。綜合經(jīng)濟(jì)因素和承 載能力因素來考慮，八邊形為最佳選擇。同樣道理，樁心注漿管上的注漿孔的排數(shù)可以為六至十排，稱為法向注漿孔，法向 注漿孔繞管壁均勻分布。根據(jù)灌注樁直徑的大小調(diào)整法向注漿孔的排數(shù)，灌注樁直徑大，可 以適當(dāng)增加注漿孔的排數(shù)；灌注樁直徑小，可以適當(dāng)減少注漿孔的排數(shù)，以達(dá)到可以使水泥 漿布滿杯狀筒體的底部為目的。其中八排為最佳選擇。根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)狀況不同，可以按照實(shí)際需要對(duì)正多邊形的頂點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，并不 一定要求是完全的正多邊形；多邊形也可以在五邊至十邊形之中進(jìn)行選擇。在選擇不同邊 數(shù)的時(shí)候，樁邊注漿管上注漿孔的位置需要做相應(yīng)的調(diào)整，樁邊注漿管上的切向注漿孔需 要正對(duì)著兩個(gè)相鄰的多邊形頂點(diǎn)。本實(shí)用新型的工作原理是，利用注漿泵、注漿管，圍繞灌注樁外輪廓位置，將水泥 漿均勻地注入軟粘土、粉土、新近沉積粘性土、砂土或地下水較豐富且滲透系數(shù)大于10_2cm/ s的土體中，以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走土顆粒間的水分和氣體，并填充其位置，硬化后形成一個(gè)強(qiáng)度大、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性良好的杯狀水泥漿加固土體，將灌注樁土 體包裹在其中，為灌注樁進(jìn)一步施工創(chuàng)造良好的條件。較目前采用泥漿護(hù)壁或混凝土護(hù)壁，甚至進(jìn)一步需采用水下混凝澆注技術(shù)而言， 本實(shí)用新型完全省略了泥漿護(hù)壁或混凝土護(hù)壁工序，可確保灌注樁孔開挖質(zhì)量，大大降低 成孔的施工難度；避免水下混凝土澆注施工，降低灌注樁身混凝土澆注難度，確保灌注樁身 混凝土澆注質(zhì)量。在總體上，加快施工進(jìn)度，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。

圖1是本實(shí)用新型的注漿工作狀態(tài)圖圖2是本實(shí)用新型的0 42地質(zhì)鉆桿立面及側(cè)剖圖(內(nèi)套注漿管)圖3是本實(shí)用新型的樁邊注漿管立面及橫剖圖圖4是本實(shí)用新型的樁心注漿管立面及橫剖圖圖5是本實(shí)用新型的灌漿孔點(diǎn)位測(cè)放圖圖6是本實(shí)用新型的注漿平面布置圖圖7是本實(shí)用新型的注漿完成后灌注樁開挖工作狀態(tài)圖
形具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。由圖1-7可知，先測(cè)放出擬開挖的灌注樁的同心圓，其直徑大于灌注樁直徑 200mm，然后測(cè)放出該圓的外切正八邊形，分別以該正八邊形各頂點(diǎn)為圓心，利用鉆機(jī)1接 O 42地質(zhì)鉆桿5，鉆八個(gè)樁邊灌漿孔4，樁邊灌漿孔4要比灌注樁深200mm，地質(zhì)鉆桿兼做套 管用，地質(zhì)鉆桿5內(nèi)套一整根0 38樁邊注漿管6，當(dāng)樁邊灌漿孔4鉆到設(shè)計(jì)深度后，調(diào)整樁 邊注漿管6角度，使樁邊注漿管壁上的徑向孔中位刻線9正對(duì)灌注樁圓心，使徑向注漿孔7 及切向注漿孔8對(duì)準(zhǔn)擬注漿位置，然后逆轉(zhuǎn)地質(zhì)鉆桿5將其抽出地面，將樁邊注漿管6留在 灌漿孔內(nèi)，準(zhǔn)備注漿。同理，在灌注樁圓心位置，利用鉆機(jī)1接042地質(zhì)鉆桿5(內(nèi)套樁心 注漿管11)鉆樁心灌漿孔10，孔深也要求比灌注樁深200mm。成孔后，將飲用淡水與強(qiáng)度等級(jí)為32. 5或42. 5的普通硅酸鹽水泥拌和成水泥漿 13，水泥漿的水灰比(拌和水與水泥的質(zhì)量比)可在8 1到1 1之間靈活選擇(以保 證每段注漿完成時(shí)間不超過1小時(shí)為宜)。通過高壓膠管3將注漿泵2與樁邊注漿管6或 樁心注漿管11連接，準(zhǔn)備注漿。整個(gè)注漿過程自下而上分段連續(xù)進(jìn)行，先自樁邊灌漿孔4底開始注漿，當(dāng)樁邊注 漿管6的第一段注漿量達(dá)到事先計(jì)算的結(jié)果后，自徑向注漿孔7及切向注漿孔8注出的 水泥漿13達(dá)到設(shè)計(jì)位置。然后，利用鉆機(jī)1提升樁邊注漿管6到下一注漿段，提升高度為 1500mm，然后進(jìn)行下一段注漿，直到最后提升并注漿到孔口位置為止。樁邊灌漿孔6完成注 漿后，利用水泥漿13堵住灌漿孔。樁心注漿管11直接插入樁心灌漿孔10底，當(dāng)自法向注 漿孔12注出的水泥漿13達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量時(shí)，水泥漿13恰好注滿灌注樁底土體，并與樁邊 灌漿孔4所注的水泥漿13連為一體，這樣，就一次性完成樁心灌漿孔10底的注漿。隨著各灌漿孔注漿及封孔的完成，由各灌漿孔注入的水泥漿連為一體，硬化后，在 灌注樁周邊的豎向及底部土體內(nèi)形成具有止水功能的、堅(jiān)固的圓形杯狀筒體。
權(quán)利要求一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備，包括鉆機(jī)、鉆桿、高壓膠管、注漿泵和注漿管，其特征是注漿泵通過高壓膠管連接到注漿管上，鉆桿與鉆機(jī)相連，可拆卸，鉆桿內(nèi)部裝有注漿管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備，其特征是所述注漿管分 外兩種一種為樁邊注漿管，在管壁下端自管端始1. 55m長度范圍內(nèi)，平行于管壁方向上， 有三排注漿孔，每排有六個(gè)孔，兩邊每排孔的直徑均為20mm，稱為切向注漿孔，中間排孔的 直徑均為3mm，稱為徑向注漿孔，管壁表面刻有中間徑向注漿孔的豎向中線，相鄰兩排孔的 軸心夾角為67. 5°，每排各孔孔心的垂直距離為300mm ；另一種為樁心注漿管，在管壁下 端自管端始150mm長度范圍內(nèi)，平行于管壁方向上，有八排注漿孔，每排有兩個(gè)注漿孔，孔 的直徑為20mm，兩孔孔心的垂直距離為100mm，稱為法向注漿孔，法向注漿孔繞管壁均勻分 布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備，其特征是擬開挖的灌注 樁的同心圓的外切正八邊形也可以為五邊至十邊形的其他多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備，其特征是樁心注漿管上 的注漿孔的排數(shù)可以為六至十排，繞管壁均勻分布，其中八排為最佳選擇。
專利摘要本實(shí)用新型涉及建筑施工領(lǐng)域，特別涉及一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備及施工技術(shù)。一種灌注樁土體的止水加固設(shè)備，包括鉆機(jī)、鉆桿、高壓膠管、注漿泵和注漿管，其特征是，注漿泵通過高壓膠管連接到注漿管上，鉆桿與鉆機(jī)相連，通過鉆機(jī)趨動(dòng)，可拆卸，鉆桿內(nèi)部裝有注漿管，利用本實(shí)用新型的樁邊注漿管及樁心注漿管在灌注樁周邊土體內(nèi)注入符合一定要求的水泥漿，使灌注樁周邊土體具有止水特性，并得到加固。本實(shí)用新型完全省略了泥漿護(hù)壁或混凝土護(hù)壁工序，可確保灌注樁孔開挖質(zhì)量，大大降低成孔的施工難度；避免水下混凝土澆注施工，降低灌注樁身混凝土澆注難度，確保灌注樁身混凝土澆注質(zhì)量。在總體上，加快施工進(jìn)度，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E02D5/34GK201605578SQ20102001028
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者魏勇 申請(qǐng)人:魏勇