[发明专利]成孔施工时用于加强钢护筒稳定性的装置和方法

说明书

本发明公开了一种成孔施工时用于加强钢护筒稳定性的装置和方法，该装置包括钢护筒，钢护筒的外侧壁焊接有多根用于对土体灌注水泥浆的注浆导管，每根注浆导管上设有多个不同高度的输浆孔；该装置还包括多根用于连通注浆导管上开口的输浆分管；每根注浆导管设有用于测量该注浆导管底部受力的压力传感器；该装置还包括与注浆导管一一对应的多个放线长度可调的绳轮，每个绳轮引出一根钢丝绳，该钢丝绳末端设有一个用于坠入对应注浆导管以控制该注浆导管注浆高度的堵头；该方法的关键在于根据各个注浆导管的压力传感器的读数，补偿式设定各个绳轮的放线长度，进而获得不同的加固高度。该装置和方法能避免钢护筒发生横竖向位移。

技术领域

本发明涉及桩基成孔施工技术领域，具体讲是一种成孔施工时用于加强钢护筒稳定性的装置和方法。

背景技术

随着我国经济的发展，大型桥梁、大型风电、大型跨江跨海隧道等大型市政公用工程的数量日益增多。上述项目均会涉及工程桩基的成孔施工，而工程桩基成孔施工时，往往需要预设钢护筒，即将钢护筒的主体由静压桩机或振动锤等置入土体而钢护筒顶部30cm左右露出地面，以起到定位桩基中心、护壁防止塌孔、稳定孔内泥浆液面高度、防止地面异物掉入孔口等作用。

而现有技术成孔施工时钢护筒护壁存在以下缺陷：由于钢护筒自重大，故钢护筒对其底端持力土体的稳定性依赖很大，且土体难免存在非均匀性，即钢护筒不同周向位置的土体强度、承载力均不同，况且钻头钻进时震动也较剧烈，上述震动会导致护筒底口土体稳定性变差，尤其是钻头通过钢护筒底口时，对底口周边土体存在强烈的冲刷与扰动；上述因素均会导致钢护筒同时发生横向和竖向的位移，使得钻机桩位失准，钻头下钻与钢护筒发生干涉导致两者受损，甚至无法继续钻进，或者即便已经下钻出钢护筒底口，也会由于钢护筒横竖向位移导致钻头无法拔出。一旦发生上述事故，就会浪费大量的人力物力财力去处理。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能避免钢护筒发生横竖向位移的成孔施工时用于加强钢护筒稳定性的装置。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种成孔施工时用于加强钢护筒稳定性的装置，它包括钢护筒，钢护筒的外侧壁焊接有多根用于对土体灌注水泥浆的注浆导管，每根注浆导管上设有多个不同高度的输浆孔；该装置还包括多根用于连通注浆导管上开口的输浆分管；每根注浆导管设有用于测量该注浆导管底部受力的压力传感器；该装置还包括与注浆导管一一对应的多个放线长度可调的绳轮，每个绳轮引出一根钢丝绳，该钢丝绳末端设有一个用于坠入对应注浆导管以控制该注浆导管注浆高度的堵头。

本发明成孔施工时用于加强钢护筒稳定性的装置与现有技术相比，具有以下优点。

首先，待钢护筒主体部分沉入土体后，经各个输浆分管、注浆导管和输浆孔，将水泥浆注入钢护筒周边土体中，待其粘结初凝，加固其周边土体，使钢护筒和周边土体共同形成大水泥土加固体，改善了周边土体强度承载力等持力性能，降低了横向和竖向位移发生的概率；避免出现桩位失准、钻头与钢护筒干涉受损、钻头无法下钻或起拔的弊端；而且，由于各注浆导管上均设置了压力传感器，可以根据其读数来判断钢护筒不同周向位置的土体的持力性能，并针对性的进行补偿，通过控制放线长度，以限定堵头在各个注浆导管内的下限位置，堵塞阻止浆液继续下降，进而使得各个不同的周向位置获得与放线长度吻合的加固高度，使得沿钢护筒周向各个节点承载力均匀，极富针对性的进一步降低水平位移或竖向不均匀沉降发生的概率。基本杜绝上述事故的发生，极大的节省了人力物力财力。

作为优选，每个注浆导管内设有一根用于填充管腔防止土体进入的实心杆；这样，有效避免下沉钢护筒时，土体并阻塞各个注浆导管，保证灌浆顺畅。

作为进一步优选，注浆导管底部为尖锐部，且该尖锐部内低外高，这样，能减少注浆导管底端的下沉阻力，提高其下沉效率。