專利名稱：一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁技術(shù)。主要適用于工業(yè)民用建筑地基處理以及沿海、沿江高速公路、鐵路軟土地基處理等工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在土木建筑深基礎(chǔ)中,樁基礎(chǔ)是最主要的基礎(chǔ)形式之一。后注衆(zhòng)預(yù)制樁，通過在樁體內(nèi)埋設(shè)注漿管，對樁側(cè)、樁端或者樁側(cè)樁端聯(lián)合注漿，以提高樁側(cè)摩阻力和樁端阻力；后注漿樁具有適應(yīng)性廣、施工方法靈活、注漿設(shè)備簡單等技術(shù)優(yōu)點，近年來在國內(nèi)得到蓬勃發(fā)展。在本發(fā)明之前，中國專利“預(yù)旋噴輔助沉樁工法”(ZL 200410092416. 7)公開了一種利用高壓水平射流旋噴水泥漿液預(yù)先在阻力土層中旋噴以降低沉樁阻力，從而提高沉樁效率、 解決沉樁中遇到不易打入土層的情況，該工法不僅提高了沉樁速率，而且旋噴也在一定程度上增加了樁側(cè)摩阻力。中國專利“同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法”(ZL 200710185371. I)； 中國專利“靜壓沉管擴底混凝土樁的施工方法”(ZL 200810055309. 5)和中國專利“壓漿內(nèi)夯擴底樁的成樁裝置及成樁方法”(ZL 200910071377. 5)分別公開了針對預(yù)制樁樁側(cè)、樁端進行后注漿的技術(shù)方案；這些工法可以不同程度的改善樁-土接觸面特性，增加樁側(cè)、樁端阻力，提高樁基整體承載力；但是這些技術(shù)方案，均采用水泥漿液進行注漿，因此其注漿強度、注漿壓力以及樁基承載力提高程度等注漿效果均受水泥漿液情況的限制；在長時期灌注濃漿時，存在射漿管在孔內(nèi)易被水泥漿凝住、水泥漿液與預(yù)制樁側(cè)之間的粘結(jié)力較?。?注漿管預(yù)先埋設(shè)在預(yù)制樁體內(nèi)，不可以回收重復(fù)利用，既不經(jīng)濟又不環(huán)保；在預(yù)制樁接頭部位，注漿管銜接技術(shù)難度高、效果不好等缺點。中國專利“水泥混凝土路面脫空識別與高聚物注漿快速維修方法”(ZL 200710054045. 7);“半剛性基層路面病害檢測與高聚物注漿維修方法”(ZL 200710054044. 2)和“路基缺陷識別、高聚物注漿快速加固方法”(ZL 200710054043. 8)公開了一種缺陷識別檢測技術(shù)和高聚物注漿方法，該法檢測速度快、加固效果好；但是高聚物注漿技術(shù)目前尚未運用到樁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域。中國專利“ 一種擴底預(yù)應(yīng)力錐形管樁及其施工工藝” (ZL 200810011854. 4)公開了一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁的施工工藝流程，通過人工或機械清理樁芯土和樁端部分土體，然后下放可收放控制鋼筋籠、澆注混凝土，形成擴底預(yù)應(yīng)力楔形管樁；該方法首次結(jié)合預(yù)應(yīng)力楔形管樁進行擴底，不僅利用楔形截面提高了樁側(cè)摩阻力， 而且利用擴大頭提高了樁端阻力；不過該工藝步驟相對較多，施工工期相對較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，優(yōu)化預(yù)制樁樁側(cè)、樁端注漿漿液和注漿裝置，提高注漿改善基樁承載力性狀的效果，提出一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁技術(shù)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁，樁體為預(yù)應(yīng)力楔形管樁，預(yù)應(yīng)力楔形管樁樁側(cè)和樁端采用高聚物材料壓力注漿；其技術(shù)特征在于預(yù)應(yīng)力楔形管樁上下兩端設(shè)置“公”、“母”接口，四壁每隔一定距離交錯開設(shè)注漿孔；注漿孔為管樁內(nèi)壁口小、外壁口大的圓臺形，并配置相應(yīng)尺寸的木塞；壓力注漿系統(tǒng)包括注漿管、含注漿孔和活瓣的鉆頭、蓋帽，注漿漿液為高聚物材料；高聚物材料漿液在注漿壓力作用下注入樁周土體，改善樁-土接觸面強度；注入樁端土體，在樁端形成擴大頭；漿液同時填滿預(yù)應(yīng)力楔形管樁中間的孔洞。所述的預(yù)應(yīng)力楔形管樁，平均外直徑為300-800 mm,壁厚為50-200 mm，楔形傾角為0-5°，一段預(yù)應(yīng)力楔形管樁長度為6-12 m ;每段預(yù)應(yīng)力楔形管樁兩端分別設(shè)置“公”、“母” 連接口為管樁接頭之用；沿著管樁長度方向每隔一定距離四面交錯預(yù)設(shè)注漿孔，注漿孔間距為O. 8-1. 5 m，注漿孔為圓臺形，管樁外側(cè)壁孔徑大于內(nèi)側(cè)壁孔徑，平均孔徑為5-15 mm； 注漿孔的布置與預(yù)應(yīng)力鋼筋錯開布置；注漿孔配備相應(yīng)尺寸的木塞，在沉樁過程中避免土體中水滲入管內(nèi)，在注漿時可以沖開木塞。所述的高聚物材料注漿系統(tǒng)，包括剛性注漿管、柔性注漿管、鉆頭、接頭、蓋帽、壓力表以及注漿泵等。所述的剛性注漿管為外直徑為10-30 mm、壁厚2-5 mm的鋼管，鋼管兩端設(shè)有螺紋， 剛性注漿管低端與鉆頭連接，頂端穿過蓋帽后由接頭與柔性注漿管連接。所述的柔性注衆(zhòng)管為外直徑為10-30 mm、壁厚2-5 mm的耐壓力橡皮管,其一端與剛性注漿管連接，另一端與壓力表和注漿泵連接。所述的鉆頭長為100-300 mm，直徑為10-40 mm的內(nèi)空鋼鉆，與剛性注漿管連接，鋼鉆頭中部設(shè)置帶活瓣的環(huán)形注漿孔，活瓣在下壓注漿管時在土壓力的作用下閉合，在壓力注射漿液時自動打開注漿，避免泥漿、漿液等回流問題。所述的蓋帽為中間預(yù)留注漿管孔頭、帶螺紋的鋼帽，其尺寸大小與預(yù)應(yīng)力管樁頂端尺寸相適應(yīng)，兩者通過螺紋旋鈕連接。所述的壓力表量程為0-30 MPa。所述的注衆(zhòng)泵最大壓力為30 MPa。所述的高聚物注漿材料，又稱為有機高分子材料，為聚氨酯高聚物材料。本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于通過預(yù)應(yīng)力楔形管樁側(cè)壁預(yù)留注漿孔，降低預(yù)制樁中預(yù)埋注漿管且不能重復(fù)回收利用所造成的資源浪費，避免預(yù)制管節(jié)連接時預(yù)埋注漿管的連接和密封等技術(shù)難題；利用高聚物注漿材料在樁側(cè)和樁端注射漿液，提高樁側(cè)和樁端承載力，注漿的高聚物材料防水性能優(yōu)良、膨脹成型后體積收縮小(10年內(nèi)體積收縮近似為1-3 %)、施工便捷、強度提高迅速(材料注射后15分鐘內(nèi)即可形成90 %的強度)、自重輕、體積膨脹率大，可以達到液體體積的10-20倍，同時避免水泥漿液凝結(jié)注漿管等問題；高聚物注漿材料充填預(yù)應(yīng)力楔形管樁內(nèi)孔，形成整體實心樁，且整體基樁重量輕。與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力管樁相比，壓力注漿提高樁側(cè)和樁端承載力，楔形角的存在改善了樁-土接觸面形式，提高樁側(cè)摩阻力；管樁內(nèi)孔充填高聚物材料，改善基樁整體受力性狀。與傳統(tǒng)水泥漿液注漿技術(shù)方法相比，高聚物注漿技術(shù)可以節(jié)省大量經(jīng)費和工期，有利于環(huán)境保護和能源節(jié)約，且質(zhì)量更容易控制。該方法施工工藝簡單、可操作性強，便于質(zhì)量控制，經(jīng)濟效益明顯，治理軟土地基效果顯著。


圖I為本發(fā)明的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力楔形管樁結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的注漿系統(tǒng)鉆頭結(jié)構(gòu)示意其中，I為預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，2為注漿孔，3為剛性注漿管，4為柔性注漿管，5為注漿鉆頭，6為注漿管接頭，7為注漿壓力表，8為注漿閥，9為注漿泵，10為壓力蓋帽，11為預(yù)應(yīng)力楔形管節(jié)公、母接頭，12為楔形木塞，13為鉆頭螺紋接頭，14為鉆頭注漿口活瓣，15為樁芯土，16為高聚物材料注漿液。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明的保護范圍并不僅僅局限于本實施方式的描述。如圖I和圖2所示，實施時，首先樁機就位，利用靜壓樁機將預(yù)制好的預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)I靜壓至設(shè)計深度，預(yù)應(yīng)力楔形管節(jié)I上帶有注漿孔2，靜壓前注漿孔2位置用楔形木塞12堵塞，木塞在壓力注漿時自動沖開；靜壓沉完一段管節(jié)I之后，基于“公”、“母”接頭11將兩根預(yù)應(yīng)力楔形管節(jié)I連接，并靜壓至設(shè)計深度；剛性注漿管3底端與注漿鉆頭5 通過鉆頭螺紋接頭13連接，注漿鉆頭5的注漿口附近設(shè)置鉆頭注漿口活瓣14，在靜壓沉管時活瓣14閉合、在壓力注漿時活瓣14打開，利用靜壓樁機將帶鉆頭5的剛性注漿管3在預(yù)應(yīng)力楔形管樁I中心穿過樁芯土 15沉入樁底，蓋好壓力蓋帽10，利用注漿管接頭6將柔性注漿管4和剛性注漿管3連接，柔性注漿管4依次連接注漿閥8、注漿壓力表7和注漿泵9 ； 連接完注漿系統(tǒng)裝置之后，先檢驗其密封性，然后接通注漿泵9對樁端進行壓力注漿，注漿 3-5分鐘之后，邊上拔剛性注漿管3邊注漿，上撥速率與注漿壓力相關(guān)，一般為I米/分鐘， 使高聚物材料漿液16在樁端、樁側(cè)形成注漿；上拔完成剛性注漿管3之后，打開壓力蓋帽 10，開挖O. 3-0. 7米深度樁芯高聚物材料，回灌混凝土填料，形成樁帽；最終完成基樁施工。
權(quán)利要求
1.一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁技術(shù)，包括預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)、注漿孔、剛性注漿管、柔性注漿管、注漿鉆頭，其特征在于注漿漿液為高聚物材料；預(yù)應(yīng)力楔形管樁的平均外直徑為300-800 mm，壁厚為50-200 mm，楔形傾角為0_5°，預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)長度為 6-12 m，每節(jié)預(yù)應(yīng)力楔形管樁兩端分別設(shè)置“公”、“母”連接口 ；沿著管樁長度方向每隔一定距離四面交錯預(yù)設(shè)注漿孔，注漿孔配備相應(yīng)尺寸的木塞；剛性注漿管為外直徑為10-30 mm、 壁厚2-5 mm的鋼管，鋼管兩端設(shè)有螺紋；柔性注漿管為外直徑為10-30 mm、壁厚2_5 mm的耐壓力橡皮管；鉆頭長為100-300 mm，直徑為10-40 mm的內(nèi)空鋼鉆，鋼鉆頭中部設(shè)置帶活瓣的環(huán)形注漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁技術(shù)，其特征在于注漿孔為圓臺形，管樁外側(cè)壁孔徑大于內(nèi)側(cè)壁孔徑，平均孔徑為5-15 mm ;注漿孔的布置與預(yù)應(yīng)力鋼筋錯開布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁技術(shù)，其特征在于注漿孔間距為O. 8-1. 5 m。
全文摘要
一種高聚物材料注漿楔形預(yù)制樁技術(shù)，通過預(yù)應(yīng)力楔形管樁側(cè)壁預(yù)留注漿孔，利用高聚物注漿材料在樁側(cè)和樁端壓力注射漿液，提高樁側(cè)和樁端承載力，注漿的高聚物材料防水性能優(yōu)良、膨脹成型后體積收縮小、施工便捷、強度提高迅速、自重輕、體積膨脹率大，同時避免水泥漿液凝結(jié)注漿管等問題。與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力管樁相比，壓力注漿提高樁側(cè)和樁端承載力，楔形角的存在改善了樁-土接觸面形式，提高樁側(cè)摩阻力。與傳統(tǒng)水泥漿液注漿技術(shù)方法相比，高聚物注漿技術(shù)可以節(jié)省大量經(jīng)費和工期，有利于環(huán)境保護和能源節(jié)約，且質(zhì)量更容易控制。該方法施工工藝簡單、可操作性強，便于質(zhì)量控制，經(jīng)濟效益明顯，治理軟土地基效果顯著。
文檔編號E02D5/50GK102587361SQ20121008289
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者孔綱強, 楊慶 申請人:河海大學(xué)