一种分段注浆的囊式螺旋桩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种分段注浆的囊式螺旋桩及施工方法，包括钢花管、锥形桩头、螺旋叶片、单向出浆阀、钢圈、封堵膜及扩体膜；钢花管的头部为锥形桩头，沿着钢花管的轴线方向，在钢花管内部不同深度的预设位置处固定有钢圈和封堵膜，钢圈的外圈焊接在钢花管的内壁上，在钢圈的内圈固定有封堵膜，钢圈和封堵膜将钢花管分成若干注浆段；在每段注浆段上均设置有若干出浆孔，且每段注浆段均设置有一个扩体膜，扩体膜通过固定件固定在钢花管的外圈，位于扩体膜内部的出浆孔上安装单向出浆阀；在相邻扩体膜之间的钢花管段外部焊接螺旋叶片。膜之间的钢花管段外部焊接螺旋叶片。膜之间的钢花管段外部焊接螺旋叶片。

【技术实现步骤摘要】
一种分段注浆的囊式螺旋桩及其施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑桩基工程及地基处理
，尤其是涉及到一种用于地基加固的分段注浆囊式螺旋桩及其施工方法。

技术介绍

[0002]随着我国工程建设不断发展，各类工程对于地基土的要求越来越高，天然地基的承载力和变形条件越来越不能满足工程需要，地基处理技术需要不断优化。注浆法加固地基主要采用压密注浆的方法对地基进行加固处理，通过注浆管在有压状态下将浆液注入土中，在注浆管周围形成浆泡和浆土结合体，并使土体得到挤压密实，对地基土起到综合加固效果。
[0003]目前，工程中常采用的注浆方法有注浆管注浆法、钢花管注浆法和袖阀管注浆法等。以上注浆方法均存在一定的问题，如需要预钻孔，容易出现出浆孔堵塞及浆液上返现象，对黄土等湿陷性土适应性差，地基加固效果不明显等问题；在现有技术中也有采用注浆囊进行分段注浆的，例如在专利202020532599.4中公开了一种囊式体分段注浆封堵设备，该设备存在以下问题：
[0004]1.该专利的内部设置至少3个管道用来注气、注浆，内部结构复杂；
[0005]2.该专利的“囊”仅用来封堵注浆段，防止冒浆；“囊”在注浆完成后会卸气，对地层的挤密加固作用是临时的。
[0006]3.该专利受到装置长度的限制，需根据待加固段的深度对装置进行专门定制，可重复利用率低，适用性受限。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种分段注浆的囊式螺旋桩及其施工方法。本装置在施工前不需要预打孔，通过螺旋叶片旋入地基土进行注浆工作，钢圈封堵膜实现自上而下分段注浆，管外扩体膜在地基土中形成扩径体，挤密压实孔周的土体，同时防止出浆孔堵塞及浆液上返，提高注浆效率及桩体承载力，注浆完成后，钢花管和叶片作为桩体一部分共同承担上部荷载。
[0008]本装置将传统注浆过程中的浆土胶结加固机理转化为以扩大桩径及挤密压实地基土作用为主，以浆土胶结作用为辅的加固机理，改善了整体加固效果，解决了传统注浆过程中如浆液上返，出浆孔堵塞等常见问题，具有分段高效、方便可控的特点，且具有更为广泛的适用性。
[0009]为能够实现上述功能，本专利技术采用了下述技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提出了一种分段注浆的囊式螺旋桩，包括钢花管、锥形桩头、螺旋叶片、单向出浆阀，卡扣、钢圈、封堵膜及扩体膜；钢花管的头部为锥形桩头，沿着钢花管的轴线方向，在钢花管内部不同深度的预设位置处固定有钢圈和封堵膜，钢圈的外圈焊接在钢花管的内壁上，在钢圈的内圈固定有封堵膜，钢圈和封堵膜将钢花管分成若干注浆段；
在每段注浆段上均设置有若干出浆孔，且每段注浆段均设置有一个扩体膜，所述的扩体膜通过固定件固定在钢花管的外圈，位于扩体膜内部的出浆孔上安装单向出浆阀；在相邻扩体膜之间的钢花管段外部焊接螺旋叶片。
[0011]作为进一步的技术方案，所述钢花管，表面预制出浆孔，前后贯穿钢花管，扩体膜内部的出浆孔在成型后焊接单向出浆阀。
[0012]作为进一步的技术方案，所述单向出浆阀，焊接在扩体膜内部的出浆孔上，防止在封堵膜刺破瞬间由于卸压作用弱化扩径体的挤土效果。
[0013]作为进一步的技术方案，所述螺旋叶片，直径约为钢花管直径的2倍，等间隔焊接在钢花管外侧，与扩体膜之间预留足够的空间，便于扩体膜在浆液的填充下膨胀变形。
[0014]作为进一步的技术方案，所述锥形桩头，可采用焊接或者螺纹与钢花管连接，目的是便于装置入土。
[0015]作为进一步的技术方案，所述卡扣，为两个半圆形的钢圈，结合处径向伸出一定宽度用以螺栓连接两个半圆卡扣。
[0016]作为进一步的技术方案，所述管外扩体膜，采用橡胶材质，具有较高强度，外膜可防止在钻进过程中出浆孔堵塞的情况，保证出浆顺利，并且在浆液的填充下形成扩径体，防止浆液上返并且对孔壁四周的土体发挥挤压密实作用；扩体膜和卡扣及钢花管的接触面上可采用钢化胶粘结，防止扩体膜在过大的注浆压力下脱离钢花管。
[0017]作为进一步的技术方案，所述钢圈，其结构为上下两个圆环，接触面按照梯形凹槽进行扣合。
[0018]作为进一步的技术方案，所述封堵膜，采用橡胶材质，具有一定强度，与钢圈用胶粘结成一个整体固定在管内，形成不同的注浆段。该膜在一定的浆液压力作用下会被刺穿，保证分段注浆的高效、可控。
[0019]基于上述分段注浆的囊式螺旋桩，本专利技术还提出了其配套的施工方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1、预制钢花管，在预设位置处焊接钢圈封堵膜，焊接单向出浆阀，用卡扣固定管外扩体膜，焊接螺旋叶片；
[0021]步骤2、测量放样，根据地基处理要求，使用全站仪确定孔位和地面高程；
[0022]步骤3、采用人工或者螺旋钻机，将装置垂直旋入土中，到达指定深度，将管口遮盖，防止杂物进入管中影响注浆质量；
[0023]步骤4、启动注浆设备对钢花管进行自上而下逐段注浆工作，选取适当的注浆压力，至该段扩径体形成，增大注浆压力刺穿封堵膜进入下一段注浆；
[0024]步骤5、适当调整注浆压力，重复4步骤，顺次完成全深度范围内的注浆工作；
[0025]步骤6、待注浆量或注浆压力达到设计值后，停止注浆并将管口密封，使浆液自然凝固。
[0026]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0027](1)钢花管既作为桩体又作为注浆通道，可旋入土体直接注浆，便于施工；成桩后在地基中发挥加筋作用共同承担上部荷载，节省钢筋笼，节约工程成本；
[0028](2)通过封堵膜和注浆压力控制的分段注浆方法，能保证管内维持相对稳定的注浆压力环境，达到良好的注浆加固效果；
[0029](3)在管外扩体膜的保护下，出浆孔不易堵塞，保证注浆质量，注浆质量，扩体膜膨胀形成扩径体极大提高了桩体的承载力，且对桩周土体发挥挤密压实作用，提高复合地基承载能力，同时避免了传统注浆过程中的浆液上返现象，提高注浆效率，减少浆液浪费；
[0030](4)相比传统注浆工艺，本专利技术具有分段可控、高效方便的特点，且具有更广泛的适用性，可满足大部分地基处理要求。
[0031](5)本专利技术的“囊”不仅用来封堵注浆段，防止冒浆，其内部被浆液充填，形成分段扩径体与桩体共同承载，极大提高桩体承载力。
[0032](6)本专利技术的“囊”在注浆形成扩径体后对桩周土体有持续的挤压作用，地基加固效果更优。
[0033](7)本专利技术的钢管既为桩体又作注浆管，内部只设置封堵膜，结构简单，制作方便。
附图说明
[0034]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0035]图1：本专利技术根据一个或多个实施方式的囊式螺旋桩整体结构图；
[0036]图2：本专利技术根据一个或多个实施方式的囊式螺旋桩注浆后示意图；
[0037]图3：本专利技术根据一个或多个实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段注浆的囊式螺旋桩，其特征在于，包括钢花管、锥形桩头、螺旋叶片、单向出浆阀、钢圈、封堵膜及扩体膜；钢花管的头部为锥形桩头，沿着钢花管的轴线方向，在钢花管内部不同深度的预设位置处固定有钢圈和封堵膜，钢圈的外圈焊接在钢花管的内壁上，在钢圈的内圈固定有封堵膜，钢圈和封堵膜将钢花管分成若干注浆段；在每段注浆段上均设置有若干出浆孔，且每段注浆段均设置有至少一个扩体膜，所述的扩体膜通过固定件固定在钢花管的外圈，位于扩体膜内部的出浆孔上安装单向出浆阀；在相邻扩体膜之间的钢花管段外部焊接螺旋叶片。2.如权利要求1所述的分段注浆的囊式螺旋桩，其特征在于，所述单向出浆阀焊接在扩体膜内部的出浆孔上。3.如权利要求1所述的分段注浆的囊式螺旋桩，其特征在于，所述螺旋叶片等间隔焊接在钢花管外侧，与扩体膜之间预留扩体膜在浆液的填充下膨胀变形的空间。4.如权利要求1所述的分段注浆的囊式螺旋桩，其特征在于，所述的固定件为卡扣。5.如权利要求4所述的分段注浆的囊式螺旋桩，其特征在于，所述扩体膜采用橡胶材质，所述的扩体膜和卡扣、钢花管的接触面上采用钢化胶粘结。6.如权利要求1所述的分段...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乾青，王茂林，赵伊华，刘桂海，王绍磊，马彬，陈迪杨，刘善伟，
申请(专利权)人：山东大学齐河新材料与智能装备研究院，
类型：发明
国别省市：