一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种增加灌注桩侧摩阻的注浆系统及方法，本发明专利技术通过注浆压力管，环形注浆管以及注浆杆对桩身采用高压注浆的方式，是桩身混凝土向桩周土土侧挤压，桩身产生环状隆起，桩身外侧形成环形混凝土结构，提高桩土之间的压力并提高桩和桩周土之间的摩擦系数，从而达到提高桩承载力的目的。其中注浆压力管设有颈缩段，可以增加注浆时的密封性；注浆杆采用特殊设计，提高注浆时的封闭性，并且增加注浆时稳定性，防止注浆杆在注浆管内由于压力而产生扭转。本发明专利技术中的注浆系统和注浆技术使用于各种土层、不同直径大小和不同桩长的灌注桩，施工工艺简单，施工方法和施工所使用的材料灵活多变，便于普及和推广。

A post grouting system and method for increasing lateral friction of cast-in-place piles

The invention discloses a grouting system and method to increase the side friction of the pile. The invention adopts the grouting pressure tube, the ring grouting pipe and the grouting rod to press the pile to the pile body, which is squeezed by the pile body concrete to the soil side of the pile, and the pile body produces a ring uplift, and the circular concrete structure is formed on the outside of the pile body. The pressure between pile and soil and the friction coefficient between the pile and the surrounding soil are increased, so as to improve the bearing capacity of the pile. The grouting pressure tube has the necking section, which can increase the sealing property of the grouting; the grouting rod adopts special design to improve the sealing of the grouting, and increases the stability of the grouting, and prevents the grouting rod from turning in the grouting pipe due to the pressure. The grouting system and grouting technology used in this invention are used in various soil layers, different diameter and different length of pile, and the construction technology is simple. The materials used in construction methods and construction are flexible and changeable, so it is easy to popularize and popularize.

【技术实现步骤摘要】
一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统及方法
本专利技术涉及桩基工程及桩基加固
，尤其涉及一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统及方法。
技术介绍
随着时代的发展，人口的增加，国内外不仅高层建筑的数量日益增多，而且高层建筑的总高度也越来越高，这就意味着推动高承载力深基础的发展在土木工程领域显得尤为重要。所以在国内外土木建筑工程中，灌注桩的应用非常普遍。但是由于我国地质条件复杂，无法做到所有灌注桩都可以设计成为端承桩或摩擦端承桩桩，尤其在沿海地区，摩擦桩和端承摩擦桩较为常用。桩的承载力由两部分组成，包括桩的侧摩擦阻力和桩端阻力，对于摩擦桩而言，桩的承载力主要由侧摩擦阻力完成，物理学上摩擦阻力的基本公式是:F-μ·N上述公式中μ这一项是由桩身的粗糙程度决定，桩身越粗糙，桩身和桩周土的相对摩擦系数μ越大；上述公式的N这一项是由桩身和桩周土之间的压力决定，压力越大，摩擦阻力越大。所谓增加灌注桩侧摩阻的注浆系统和方法是对桩身采用高压注浆的方法，使桩身混凝土向桩周土土侧挤压，桩身产生环状隆起，桩身外侧形成环形混凝土结构，提高桩土之间的压力并提高桩和桩周土之间的摩擦系数，从而达到提高桩承载力的目的。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统及方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，包括有注浆软管、注浆压力管和环形注浆管，在所述的注浆压力管上开有压力管出浆口，在注浆压力管内部安装有注浆杆，所述的注浆软管与注浆杆的顶端连接，在注浆杆上开有注浆杆出浆孔，在环形注浆管上开有注浆管进浆口和注浆管出浆口，所述的压力管出浆口与注浆管进浆口连通，所述的泥浆从注浆软管进入注浆杆内，从注浆杆出浆孔进入注浆压力管内部，再从压力管出浆口进入环形注浆管内，最后泥浆从注浆管出浆口出去。所述的注浆压力管内腔壁设有三个轴向的呈中心对称的卡槽，注浆压力管内壁每隔2m成微颈缩形，每段微颈缩形处均设有一个压力管出浆口。所述的注浆杆由出浆钢管、两个封闭头、碗状止浆塞和饼状止浆塞组成，在所述的出浆钢管上开有若干个注浆杆出浆孔，两个封闭头分别固定在出浆钢管两端，在封闭头的侧面分别通过伸缩弹簧连接有与所述的注浆压力管内壁的三个卡槽相对应的三个对称的滑轮，滑轮卡在注浆压力管的卡槽内滑动，所述的碗状止浆塞和饼状止浆塞的直径大于注浆压力微颈缩形段直径并且小于注浆压力管直径，注浆时将注浆杆放入注浆压力管后，碗状止浆塞和饼状止浆塞分别与注浆压力管微颈缩形段的内壁形成一个腔室，所述的注浆软管与出浆钢管的顶部连接。所述的封闭头是由钢制成的饼状物，所述的滑轮用橡胶材料包裹，所述的碗状止浆塞和饼状止浆塞是由高弹性橡胶材料制成的。所述的环形注浆管上有两个中心对称的注浆管进浆口和若干个等间距的注浆管出浆口，注浆管进浆口与压力管出浆口相接，在每个注浆管进浆口设有止回阀，在每个注浆管出浆口设有单向压力阀。所述的若干个单向压力阀等间距安装在注浆管出浆口上，若干个单向压力阀张口呈顺时针或者逆时针排布，单向压力阀为钢薄片，钢薄片的一端通过加固钢箍固定在环形注浆管上，另一端为根据所受的压力进线张开闭合，受外部压力的时候，单向压力阀处于封闭状态，受内部一定压力的时候处于张开状态。一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆方法，包括以下步骤：1)在所述的注浆管出浆口上安装单向压力阀，并用加固钢箍绑扎牢固；2)在钢筋笼外侧套装环形注浆管，每隔2m安装一个，并用钢丝绑扎牢固；3)将两个注浆压力管以中心对称的方式用钢丝绑扎在钢笼外侧，两个注浆压力管的压力管出浆口分别与环形注浆管的两个注浆管进浆口相连通，从注浆压力管顶部管口注入清水，测试其密封性；4)从注浆压力管底部安装注浆杆，并封闭注浆压力管底部，注浆杆上的滑轮卡在卡槽内，注浆杆的出浆钢管的顶部连接注浆软管，注浆软管的端头从注浆压力管头部伸出并封闭；5)设置导向定位护筒，钻机钻孔成桩；6)吊放钢筋笼，浇筑混凝土并配置泥浆；7)混凝土浇筑完毕12小时后，将注浆软管和注浆泵相连接；8)将注浆杆缓慢上移，让注浆杆的碗状止浆塞和饼状止浆塞与注浆压力管微颈缩形段形成的腔室对齐压力管出浆口；9)注浆泵将泥浆从泥浆池内抽出，泥浆利用高压通过注浆软管灌入注浆杆；10)注浆杆出浆孔将泥浆排出，排出的泥浆在步骤8)所述的腔室内形成压力，并通过压力管出浆口灌入环形注浆管内；11)环形注浆管上的单向压力阀受到泥浆产生的内部压力而张开；12)从单向压力阀喷出的泥浆会挤压桩身混凝土，使混凝土向外挤压土体，增加桩土之间的压力，并且在若干个单向压力阀的作用下，使得桩身周围形成环形结构，增加桩身的粗糙程度，从而改变桩和桩周土的的摩擦系数；13)在泥浆注入达到一定标准后后，继续将注浆杆上移，并继续注浆，当注浆杆到达下一个注浆压力管颈缩段时，重复步骤8)9)10)11)，注浆压力根据注浆深度和土质情况进行调整；14)桩身的所有环形注浆管注浆完毕后，从注浆压力管顶部管口继续加压注浆，使得泥浆更加密实。15)当注浆达到预定标准后，立即停止注浆，完成增加灌注桩侧摩阻后注浆工艺。本专利技术的优点是：(1)本专利技术采用的注浆系统和注浆技术和别的技术相比，能更有效的增加桩和桩周土之间的压力和摩擦系数，可以有效的提高灌注桩尤其是摩擦灌注桩的承载力；(2)本专利技术中的环形注浆管上的单向压力阀，张口呈顺时针或者逆时针等距离排布在环形注浆管上，增加了喷射泥浆时的均匀性，并且在环形注浆管内部压力大于外部压力的时候自动张开，开合大小可以通过注浆压力控制，在内部压力小于外部压力时自动闭合，可以防止停止注浆后，由于管内压力的丧失而导致的泥浆回流以及防止桩身混凝土流入管内阻塞管道，增加注浆质量和效率；(3)本专利技术中的环形注浆管进浆口内设有止回阀，在环形注浆管有泥浆注入的时候张开，无泥浆注入的时候，由于环形注浆管的内部压力而自动闭合，从而防止环形注浆管内的泥浆回流进注浆压力管内，保证了注浆效率；(4)本专利技术的注浆压力管颈缩段的直径略小于注浆杆的止浆塞直径，可以更好的提高止浆塞的封闭性，易于控制注浆压力；(5)本专利技术的注浆杆的止浆塞略直径小于注浆压力管的普通段直径，在完成注浆压力管颈缩段的注浆后，注浆杆继续上移的同时可以继续注浆，泥浆通过止浆塞的和注浆压力管的普通段之间的缝隙向下喷射，进行补偿灌浆，保证施工过程中连续注浆，提高整个后注浆系统的工作效率，提高施工质量。(6)本专利技术中的注浆杆封闭头上设置的滑轮由于使用弹簧连接，在注浆杆(图8)通过注浆压力管颈缩段的时候滑轮可以向内挤压，在注浆杆通过注浆压力管普通段的时候滑轮又可以弹开，由于注浆杆封闭头上设有滑轮并卡在槽内，可以避免注浆时由于压力作用和提升注浆杆产生的振动导致注浆软管扭转而引起的注浆软管损坏；(7)本专利技术中的注浆压力管沿桩长方向开有多个出浆口并连通环形注浆管，利用注浆杆在两注浆压力管中的移动注浆即可完成灌注桩不同深度要求的后注浆施工，和传统后注浆系统相比，无需根据不同深度的注浆需求而埋设多根长短不一的注浆管，减少预埋注浆管对桩身的影响；(8)本专利技术中的钢制封闭头可以在高压注浆时用于固定高弹力橡胶的止浆塞，避免在高压注浆时，两个止浆塞和注浆压力管颈缩段形成的腔室内压力而导致的止浆塞变形上翻，提高密闭性；(9)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，其特征在于：包括有注浆软管、注浆压力管和环形注浆管，在所述的注浆压力管上开有压力管出浆口，在注浆压力管内部安装有注浆杆，所述的注浆软管与注浆杆的顶端连接，在注浆杆上开有注浆杆出浆孔，在环形注浆管上开有注浆管进浆口和注浆管出浆口，所述的压力管出浆口与注浆管进浆口连通，所述的泥浆从注浆软管进入注浆杆内，从注浆杆出浆孔进入注浆压力管内部，再从压力管出浆口进入环形注浆管内，最后泥浆从注浆管出浆口出去。

【技术特征摘要】
1.一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，其特征在于：包括有注浆软管、注浆压力管和环形注浆管，在所述的注浆压力管上开有压力管出浆口，在注浆压力管内部安装有注浆杆，所述的注浆软管与注浆杆的顶端连接，在注浆杆上开有注浆杆出浆孔，在环形注浆管上开有注浆管进浆口和注浆管出浆口，所述的压力管出浆口与注浆管进浆口连通，所述的泥浆从注浆软管进入注浆杆内，从注浆杆出浆孔进入注浆压力管内部，再从压力管出浆口进入环形注浆管内，最后泥浆从注浆管出浆口出去。2.根据权利要求1所述的一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，其特征在于：所述的注浆压力管内腔壁设有三个轴向的呈中心对称的卡槽，注浆压力管内壁每隔2m成微颈缩形，每段微颈缩形处均设有一个压力管出浆口。3.根据权利要求2所述的一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，其特征在于：所述的注浆杆由出浆钢管、两个封闭头、碗状止浆塞和饼状止浆塞组成，在所述的出浆钢管上开有若干个注浆杆出浆孔，两个封闭头分别固定在出浆钢管两端，在封闭头的侧面分别通过伸缩弹簧连接有与所述的注浆压力管内壁的三个卡槽相对应的三个对称的滑轮，滑轮卡在注浆压力管的卡槽内滑动，所述的碗状止浆塞和饼状止浆塞的直径大于注浆压力微颈缩形段直径并且小于注浆压力管直径，注浆时将注浆杆放入注浆压力管后，碗状止浆塞和饼状止浆塞分别与注浆压力管微颈缩形段的内壁形成一个腔室，所述的注浆软管与出浆钢管的顶部连接。4.根据权利要求3所述的一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，其特征在于：所述的封闭头是由钢制成的饼状物，所述的滑轮用橡胶材料包裹，所述的碗状止浆塞和饼状止浆塞是由高弹性橡胶材料制成的。5.根据权利要求3所述的一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，其特征在于：所述的环形注浆管上有两个中心对称的注浆管进浆口和若干个等间距的注浆管出浆口，注浆管进浆口与压力管出浆口相接，在每个注浆管进浆口设有止回阀，在每个注浆管出浆口设有单向压力阀。6.根据权利要求5所述的一种增加灌注桩侧摩阻的后注浆系统，其特征在于：所述的若干个单向压力阀等间距安装在注浆管出浆口上，若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家骐，胡明明，华建兵，段园煜，司大雄，孙爱琴，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34