[发明专利]取芯孔内U型管后注浆加固施工设备和方法

说明书

技术领域

本申请涉及桥梁、建筑领域桩基础的后注浆加固施工设备和方法，特别涉及在桩基取芯孔内设置U型注浆管，通过多次注浆对桩基础进行加固处理的施工设备和方法。

背景技术

以往，桩底注浆在大多数情况下均为在桩基施工过程中事先预埋注浆管，待桩基浇注完成后再进行桩底或桩侧注浆，以提高地基土体的密实度的方式提高承载能力。而对于已经施工完成的桩基础，如果想要进行桩底注浆加固，那么最有效的方式是利用图1所示的设备，其中，沿着混凝土桩身1的方向由上至下钻制取芯孔3，取芯孔需要钻至桩底，然后在取芯孔内设置一长一短两根管，即长的单肢注浆管4和短的排水管8。接下来，通过注浆机9向注浆管4压注水泥浆。这种注浆工艺只能在水泥浆初凝前进行注浆操作，一旦初凝，就无法再次进行注浆。

试验表明，在注浆达到一定的压力后，浆液在地基土层2的土体中首先沿着最薄弱的方向发展，即浆液首先填充软弱夹层或孔隙率高的土体部分，如果软弱夹层范围较大，浆液将沿着软弱夹层持续发展，注浆压力很难在短时间内得到提高。如果只进行一次注浆，浆液很难均匀填充在注浆点周围，只能沿着某一薄弱方向填充，不仅不能达到预期的注浆效果，同时还将造成较大材料浪费。

发明内容

本申请的目的在于克服传统双管注浆的不足，提供一种采用取芯孔内U型注浆管的后注浆加固施工设备和方法，从而可以实现多次重复注浆。

根据本申请的一个方面，提供了一种取芯孔内U型管后注浆加固施工设备，其包括：

U型注浆管，其具有插入混凝土桩身内的取芯孔中的U型本体部分，所述U型本体部分包括底部转弯部分和由底部转弯部分向上平行延伸的进浆管段和出浆管段，所述U型注浆管还具有分别与所述进浆管段和出浆管段的上端相连的进浆端口和出浆端口；

排水管，其部分地插入取芯孔中；以及

注浆机，其连接着所述进浆端口；

其中，所述U型注浆管和排水管通过取芯孔上端部分中的密封段固定于混凝土桩身。

根据本申请的另一个方面，提供了利用上述取芯孔内U型管后注浆加固施工设备进行的后注浆加固施工方法，其中，利用所述U型注浆管进行多次循环注浆。

根据本申请的取芯孔内U型管后注浆加固施工设备和方法，与现有技术相比，本申请的有益效果是：实现多次重复注浆，使注浆液在地基土层中均匀填充，可以有效控制注浆范围、提高注浆效率、改善浆液分布的均匀性、大幅度提高了注浆后的地基密实度，从而使注浆效果得到显著提升，并且减少了材料的浪费；设备简单，不需要单独添加大型设备。

附图说明

图1是传统双管注浆设备的示意图

图2是本申请所涉及的新型取芯孔内U型管后注浆加固设备的示意图

附图标记列表：

1.混凝土桩身 2.地基土层 3.取芯孔 4.单肢注浆管

5.U型注浆管 5a.注浆孔 6.进浆端口 6a.进浆端口阀门

7.出浆端口 7a.出浆端口阀门 8.排水管 8a.排水管阀门

9.注浆机 10.密封段

具体实施方式

本申请基于对现有技术中存在的技术问题的认识，即桩基础的后注浆加固施工中，采用一次注浆，浆液的填充不理想，不能达到预期的注浆效果，还会造成材料浪费。

针对这一问题，本申请提出，在桩基础的后注浆加固施工中，实施多次注浆。为此，本申请提供了一种取芯孔内U型管后注浆加固施工设备，如图2所示。其中，在地基土层2中存在混凝土桩身1，利用钻机等机械设备在混凝土桩身1中沿着混凝土桩身1的方向即由上至下钻制取芯孔3，取芯孔3需要至少钻至桩底，即贯通混凝土桩身1的底面，并且可能钻入地基土层2中一段距离。

本申请的取芯孔内U型管后注浆加固施工设备包括U型注浆管5，其具有插入取芯孔3中的U型本体部分，该U型本体部分具有底部转弯部分和由底部转弯部分向上平行延伸的两肢，即两个竖直管段。该底部转弯部分插入到靠近取芯孔3的下端，竖直管段的上端靠近地面(优选从地面伸出一小段距离)。U型注浆管的两肢分别构成进浆管段和出浆管段，可起到水泥浆液循环作用。

所述两个竖直管段的长度至少等于、优选大于取芯孔3的深度，以使得底部转弯部分至少是位于桩底附近，优选延伸超出桩底而插入位于地基土层2中的取芯孔部分中。

U型注浆管5还具有分别与所述两个竖直管段的上端相连的进浆端口6和出浆端口7。进浆端口6和出浆端口7分别带有进浆端口阀门6a和出浆端口阀门7a。进浆端口6和出浆端口7优选水平设置且位于地面上方。