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(duì)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(shí)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(jī)械、鋼筋籠起吊設(shè)備和混凝土攪拌機(jī)，施工周期長(zhǎng)，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(duì)打樁或壓樁設(shè)備的要求高，且打樁或壓樁力過(guò)大易對(duì)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(jiàn)的簡(jiǎn)易注漿裝置為，在孔壁間管樁外側(cè)對(duì)稱(chēng)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(kāi)始進(jìn)行注漿，這種注漿方式雖然簡(jiǎn)易，但存在諸多問(wèn)題，主要有通過(guò)管樁外側(cè)對(duì)稱(chēng)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(shí)，灌漿質(zhì)量難以保證；若采用多臺(tái)注漿機(jī)同時(shí)注漿，可克服管樁兩側(cè)漿液不同步上返問(wèn)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(guò)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(guò)程無(wú)法順利進(jìn)行。其他類(lèi)型的注漿裝置也有將注漿管路置于管樁內(nèi)側(cè)的實(shí)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(jì)性較差，此外，注漿管路的回收問(wèn)題也較少考慮。

針對(duì)實(shí)際工程需求，以及現(xiàn)有注漿裝置的局限性，需開(kāi)發(fā)出埋入式大直徑預(yù)制管樁相匹配的后壓漿裝置來(lái)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(shí)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(jiǎn)單、操作方便、高效經(jīng)濟(jì)的注漿裝置和相應(yīng)的注漿方法。

本發(fā)明為了實(shí)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(gè)出漿管，均勻設(shè)置在注漿緩沖腔的四周，并且每個(gè)出漿管的入漿口與注漿緩沖腔相連通，出漿口能夠穿過(guò)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(gè)逆止?jié){閥，分別安裝在各個(gè)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(dòng)，使?jié){料只沿著從入口至出漿口的方向單向流通；以及多個(gè)堵頭，分別堵塞在各個(gè)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(guò)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(gè)排漿管，排漿管與逆止?jié){閥通過(guò)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(gè)數(shù)均為4個(gè)。

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(gè)彈簧導(dǎo)軌及一個(gè)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(gè)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(gè)端部分別固定在端壁上和抵壓板上，在閥體的入口端無(wú)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(kāi)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(xiàng)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(gè)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(guò)注漿管進(jìn)入注漿緩沖腔，緩沖后均勻地進(jìn)入各個(gè)出漿管中，并通過(guò)逆止?jié){閥流向出漿口，然后沖開(kāi)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(wèn)題，通過(guò)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(guò)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(jì)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(shí)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(duì)注漿設(shè)備的要求更低，且保證了注漿過(guò)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(jì)既節(jié)省了施工耗材，又可以簡(jiǎn)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(guò)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(guò)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(jì)性良好。

附圖說(shuō)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(hào)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(shí)施方式

以下參照附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的注漿裝置和注漿方法作詳細(xì)闡述。

<實(shí)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(gè)出漿管50、四個(gè)逆止?jié){閥60、以及四個(gè)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(guò)程中樁內(nèi)樁外能夠密封不透水，防止注漿過(guò)程中水泥漿、水、土等進(jìn)入預(yù)制管樁a內(nèi)部。本實(shí)施例中，端頭板20為壁厚10mm的鋼板，與預(yù)制管樁a通過(guò)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(shí)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(guò)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(gè)排漿管33，排漿管33與注漿緩沖腔30之間通過(guò)焊接相固定連接在一起，每個(gè)排漿管33都與一個(gè)出漿管50相密封連通。這樣，注漿緩沖腔30一方面可以對(duì)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(guò)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(shí)施例中，注漿管40為一根φ30mm的高強(qiáng)耐壓軟管，采用高強(qiáng)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(gè)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(gè)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(guò)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(shí)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(gè)逆止?jié){閥60分別安裝在四個(gè)出漿管50的前端上，并通過(guò)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(dòng)，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(gè)逆止?jié){閥60都包括：一個(gè)閥體61、兩根彈簧62、兩個(gè)彈簧導(dǎo)軌63以及一個(gè)抵壓板64。閥體61為中空?qǐng)A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(gè)彈簧導(dǎo)軌63均勻設(shè)置在閥體的出口端的四周，每個(gè)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(gè)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(kāi)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(wú)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(gè)堵頭70分別堵塞在四個(gè)出漿口上，防止在沉樁過(guò)程中孔壁內(nèi)水及土進(jìn)入阻塞出漿管50。沉樁完成后，開(kāi)始注漿時(shí)，在較大的初始注漿壓力下，堵頭70會(huì)被沖開(kāi)，漿料沿出漿管50流出。

以上是本實(shí)施例所提供的注漿裝置10的具體結(jié)構(gòu)，下面對(duì)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(shuō)明：

步驟1.鉆一個(gè)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(guò)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(guò)連接螺套34連接。在整個(gè)安裝過(guò)程中：注漿緩沖腔30保持不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)注漿管40進(jìn)入注漿緩沖腔30，緩沖后均勻地進(jìn)入各個(gè)出漿管50中，并通過(guò)逆止?jié){閥60流向出漿口，然后沖開(kāi)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(guò)程中，漿料通過(guò)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(gè)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(shí)，即可停止注漿，拆卸并回收注漿管40。整個(gè)注漿過(guò)程高效便捷，漿料攪拌完成后，2至3小時(shí)即可完成整根管樁b的注漿工作。

注漿時(shí)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(shí)，初始灌漿壓力為4mpa，灌漿過(guò)程中注漿壓力為1.5～2.5mpa。本實(shí)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(jì)的配比方案。

以上實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案所做的舉例說(shuō)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(shí)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(shí)施例的基礎(chǔ)上所做的任何修改或補(bǔ)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(shí)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(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)整。

另外，在上述實(shí)施例中，出漿管的個(gè)數(shù)為四根，本發(fā)明中出漿管的個(gè)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(shí)際工程施工經(jīng)驗(yàn)，3～4根出漿管壓漿返漿效果較好。