專利名稱：膠囊密封灌漿法及其密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種膠囊密封灌漿法及其密封裝置，它主要用于在軟弱地基處理中的鉆孔灌漿過程中以及隔水、止水帷幕的施工過程中。
現(xiàn)有的灌漿方法有許多種，如打花管灌漿法、套管護壁法、邊鉆邊灌法、泥漿護壁法和袖閥管法等，其中以袖閥管法最為先進。袖閥管法是法國的Soletanche公司首創(chuàng)，在這種方法中，鉆孔采用泥漿護壁;然后將帶有射漿孔的鋼管或塑料管-袖閥管插入孔中，為了避免泥漿進入袖閥管，應將射漿孔用橡皮套套住;在鉆孔和袖閥管外壁之間澆注套殼料;待套殼料具有一定的強度后，在袖閥管中放入帶雙塞的灌漿管進行灌漿。該方法具有灌漿壓力大，冒漿的可能性小、成孔容易等特點，但袖閥管被具有一定強度的套殼料膠結(jié)，難于拔出重復使用，耗費管材較多;灌漿長度不能隨地層情況調(diào)整;套殼料凝聚需要較長的時間，影響施工進度。
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種能有效地提高灌漿效果、節(jié)約經(jīng)費、縮短工期的膠囊密封灌漿法及其密封裝置。
采用上述膠囊密封灌漿法的主要原理是，當膠囊(如橡膠囊)加壓時，膠囊膨脹，同時由于在膠囊的上下兩端設(shè)置了剛性端板，從而限制了膠囊的縱向膨脹，膠囊的膨脹主要發(fā)生在側(cè)向，膠囊的側(cè)向膨脹使膠囊壁緊貼灌漿裝置的管子和鉆孔壁，在鉆孔內(nèi)形成密封圈，從而在灌漿時可以有效地防止冒漿現(xiàn)象的發(fā)生。膠囊外側(cè)壁與鉆孔壁的摩擦力和膠囊內(nèi)的壓力成正比，增加膠囊內(nèi)壓力時，灌漿壓力可以相應地增加，因而灌漿時可以采用很高的灌漿壓力;減少膠囊內(nèi)壓力時，膠囊與鉆孔壁的摩擦減小，從而可以通過灌漿壓力使膠囊向上移動，使灌漿作業(yè)可以連續(xù)進行。
用穿過膠囊的灌漿管和進水管配合作業(yè)，一方面可以清除孔底的泥漿與沉渣，另一方面，通過進水管高壓射水，灌漿管排出泥砂，可以在孔底形成擴大頭，從而提高灌漿樁的承載力。
膠囊密封裝置的基本特點是膠囊為一空心的圓柱形狀，圓柱的外直徑比鉆孔徑略大，圓柱的內(nèi)直徑根據(jù)穿越膠囊的管子直徑和數(shù)量而定。圓柱的長度根據(jù)鉆孔直徑、灌漿壓力來選擇;為了使膠囊只發(fā)生側(cè)向膨脹，在膠囊上、下兩端設(shè)置剛性端板;穿越膠囊的灌漿設(shè)備中的管子可以是1-4根，但至少有一根灌漿管，根據(jù)需要還可以設(shè)置進水管和排氣管;膠囊連接有一加壓裝置，用于給該膠囊內(nèi)加壓。對膠囊加壓可以采用注水加壓或充氣加壓辦法。為了保證穿越的管子與膠囊之間的密封性能，在穿越管子時，在管子的穿越部分粘貼上柔軟、密封性能好的材料(如橡膠海棉等);膠囊的材料采用高強、柔性好、密封性能好、耐磨的橡膠或其它非金屬材料。將灌漿設(shè)備的管子下端穿越在膠囊的內(nèi)孔，并用連接件將膠囊的上下端板與灌漿設(shè)備的管子固定牢靠，再將其插入所鉆的孔中，對膠囊內(nèi)加壓(充氣或充水)，膠囊的內(nèi)、外側(cè)壁分別和管子、鉆孔壁緊貼在一起，膠囊在鉆孔內(nèi)形成密封圈。
這種膠囊密封灌漿法的具體步聚如下(1)根據(jù)地層情況選用鉆機鉆孔，當孔壁易塌落時，采用泥漿護壁;
(2)根據(jù)設(shè)計要求選用灌漿設(shè)備和膠囊，膠囊直徑略大于樁孔直徑，將膠囊穿置在灌漿設(shè)備的管子上，并將該膠囊與一加壓裝置連接，然后將其插入所鉆孔的孔底;
(3)通過加壓裝置對膠囊加壓，使膠囊外側(cè)壁緊貼孔壁，膠囊內(nèi)側(cè)壁密封層緊貼灌漿設(shè)備的管子，從而使膠囊在孔中起密封圈作用;
(4)用灌漿管進行壓力灌漿，灌漿時壓力由小到大逐漸增加，并仔細觀察膠囊的穩(wěn)定情況，當膠囊出現(xiàn)向上移動時，加大膠囊壓力使之穩(wěn)定，達到規(guī)定的灌漿壓力后，保持灌漿壓力直至穩(wěn)定;
(5)當灌漿達到設(shè)計要求后，減小灌漿壓力，隨后緩慢減小膠囊壓力，直到膠囊出現(xiàn)緩慢的向上移動為止;
(6)膠囊移動至預定的位置后，增加膠囊壓力，使之形成密封圈;
(7)重復(4)以后的步聚，直至完成整個鉆孔的灌漿作業(yè)。
當孔底有泥漿或沉渣需要清理時，在上述步聚(3)以后，利用穿過膠囊中部的進水管和灌漿管，用進水管壓入清水，用灌漿管抽出泥漿和沉渣。當需在樁底形成擴大頭時，在上述步聚(3)后用進水管噴射高壓水流切割孔底，用灌漿管抽出泥砂，在孔底形成擴大頭。
通過加壓裝置，可以采用注水加壓或充氣加壓的辦法對所述膠囊進行加壓。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的描述。


圖1為本發(fā)明的原理和設(shè)備示意圖;
圖2為圖1中的Ⅰ-Ⅰ剖面圖。
在圖1和圖2中，1為排污池，2為漿池，3為水池，4為漿池閥門，5為水池閥門，6為排污泵，7為灌漿壓力表，8為灌漿泵，9為空氣泵，10為氣壓表，11為排污閥門，12為灌漿閥門，13為進水管閥門，14為排氣閥門，15為充氣閥門，16為排污管，17為灌漿管，18為排水閥門，19為進水管，20為充氣管，21為鉆孔壁，22為護壁泥漿，23為上端板撐桿，24為上端板，25為橡膠囊外側(cè)壁，26為橡膠囊的內(nèi)側(cè)壁與穿過它的管子之間的密封層，27為橡膠囊內(nèi)側(cè)壁，28為下端板，29為下端板撐桿，30為已灌注的漿液。
從上述圖中可看出，在鉆好孔21以后，采用泥漿護壁22。所說的灌漿設(shè)備包括排污裝置1，6，11，16，灌漿裝置2，4，7，8，12，17和給水裝置3，5，13，19。密封裝置包括一空心的圓柱形膠囊25，27，位于該膠囊的上下兩端的剛性端板24，28，該上下端板的撐桿23，29和一加壓裝置。所說膠囊的外徑25比鉆孔直徑略大，內(nèi)徑27取決于穿置于其中的灌漿設(shè)備中的灌漿管17和進水管19，其長度與所需灌漿壓力成正比，可采用高強、柔性和密封性能均較好，且耐磨的橡膠或其它材料制成。所說的加壓裝置包括空氣泵9，氣壓表10，排氣閥門14，充氣閥門15和與膠囊連通的充氣管20，通過這種加壓裝置給膠囊內(nèi)注入空氣而使其內(nèi)達到所需壓力，從而使該膠囊產(chǎn)生側(cè)向膨脹，將鉆孔密封住。除這種辦法外，也可給膠囊內(nèi)注水來產(chǎn)生所需壓力。
這種方法使鉆孔和灌漿分開作業(yè)，這樣一方面可以根據(jù)地層情況選用鉆機，另一方面可以使鉆孔設(shè)備和灌漿設(shè)備得到充分的利用;鉆孔采用泥漿護壁，避免了下套管，提高了施工工效;利用氣囊做密封塞，灌漿時可以使用很高的灌漿壓力而不會出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象;利用氣囊的升壓或降壓，氣囊可以在鉆孔中可隨意滑動或固定，這樣可以根據(jù)地層的情況，采用合理的灌漿段長度和灌漿壓力;清孔時，由于孔底和孔身被氣囊分隔開，既減少了清孔工作量，減少了排污量，又不會因傳統(tǒng)的清孔方法使泥漿變稀而致使孔身的孔壁塌落;同時還可以在不影響孔身的條件下在孔底形成擴大頭;灌漿時，泥漿和漿液始終被氣囊分開，漿液中不會混雜泥漿，保證了灌漿樁體的質(zhì)量;鉆孔和灌漿可以連續(xù)作業(yè)，縮短了施工工期。
應該明白，在不脫離本發(fā)明基本構(gòu)思的基礎(chǔ)上，還會有許多不同的具體的實施例，但它們都應該包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種膠囊密封灌漿法，該方法包括以下步驟(1)根據(jù)地層情況選用鉆機鉆孔，對孔壁易塌落的地方，鉆孔采用泥漿護壁；(2)根據(jù)設(shè)計要求選用灌漿設(shè)備和密封裝置，將灌漿設(shè)備中的管子穿置在密封裝置中的膠囊上，再將其插入所鉆孔的孔底；(3)用加壓裝置對膠囊加壓，使膠囊內(nèi)外壁緊貼灌漿設(shè)備中的管子及鉆孔壁，膠囊在鉆孔中起密封塞作用；(4)用灌漿管進行壓力灌漿，灌漿時灌漿壓力由小到大逐漸增加，并仔細觀察膠囊的穩(wěn)定情況，當膠囊出現(xiàn)向上移動時，加大膠囊壓力使之穩(wěn)定，達到規(guī)定的灌漿壓力后，保持灌漿壓力直至穩(wěn)定；(5)當灌漿達到設(shè)計要求后，減小灌漿壓力，隨后緩慢減小膠囊壓力，直到膠囊出現(xiàn)緩慢的向上移動為止；(6)膠囊移動至預定的位置后，增加膠囊壓力，使之固定于孔中；(7)重復(4)以后的步驟，直至完成整個孔的灌漿作業(yè)。
2.如權(quán)利要求1所述的膠囊密封灌漿法，其特征在于，在上述步聚(3)以后，利用穿過膠囊中部的灌漿管和進水管，用進水管壓入清水，用灌漿管抽出孔底的泥漿和沉渣。
3.如權(quán)利要求1所述的膠囊密封灌漿法，其特征在于在上述步聚(3)以后，用進水管噴射高壓水流切割孔底，用灌漿管抽出泥砂，在孔底形成擴大頭。
4.在權(quán)利要求1所述方法中所使用的密封裝置，其特征是，該裝置包括一空心的圓柱形膠囊(25，27)，位于該膠囊上下兩端的剛性端板(24，28)及其撐桿(23，29)，和一加壓裝置，所說膠囊的外徑(25)比鉆孔直徑略大，其內(nèi)徑(27)取決于穿置于其中的灌漿設(shè)備中的管子(17，19)的大小，其長度與所需灌漿壓力成正比。
5.如權(quán)利要求4所述的密封裝置，其特征是，所述膠囊(25，27)采用高強，柔性和密封性均較好，且耐磨的橡膠制成。
6.如權(quán)利要求4或5所述密封裝置，其特征是，所述加壓裝置包括空氣泵(9)、氣壓表(10)、排氣閥門(14)，充氣閥門(15)和與膠囊(25，27)連通的充氣管(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膠囊密封灌漿法及其密封裝置，它的主要特征是將一膠囊穿置在灌漿裝置的管子上，然后將其插入所鉆的孔內(nèi)，通過對膠囊加壓，使膠囊緊貼灌漿裝置的管子和鉆孔壁，膠囊在鉆孔中起密封塞作用，從而可以保證灌漿時所需要的灌漿壓力，有效地防止冒漿。這種方法操作簡單、適用經(jīng)濟、施工效率高、周期短，而且能保證灌漿的質(zhì)量，提高灌漿的效果，這種密封裝置具有密封效果好、操作方便、成本低，強度高、使用壽命長的特點。
文檔編號E02D7/00GK1085981SQ9311878
公開日1994年4月27日 申請日期1993年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月26日
發(fā)明者涂正武 申請人:涂正武