[发明专利]超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统及方法

说明书

本发明属于桩基础加固施工技术领域。公开了一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统，包括分段式压浆管、注浆管和出浆管，在各所述分段式压浆管的长度方向上间隔布设有多个桩侧压浆头，所述桩侧压浆头上设置有单向止浆单元；所述上密封气囊和下密封气囊上下相对设置在所述分段式压浆管内，在所述上密封气囊与下密封气囊之间连接有气管，所述气管上开设有与上密封气囊和下密封气囊对应的抽排气孔，在所述气管的外端部设置有气泵。还公开了一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工方法。本申请能够进行分段式的后压注浆，从而实现超长灌注桩的桩侧高聚物注浆作业，解决了传统注浆技术无法超长距离注浆、传统水泥注浆养护时间长、早期强度低等问题。

技术领域

本发明属于桩基础加固施工技术领域，具体涉及一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工系统及方法。

背景技术

近年来，随着我国基建事业的不断发展，跨河跨海大桥越来越多，特别是在砂土、软黏土、膨胀土等软弱土地区，钻孔灌注桩后压浆技术被广泛应用于此类工程，在桩基承载力提升方面效果显著，且在一定程度上能够指导施工设计，减小桩长，具有显著的经济效益。然而，随着我国《交通强国建设纲要》的发行，国内涌现出了一批重点交通建设项目。河南省为推进交通强省建设，助推黄河流域高质量发展，推出了“13445工程”专项计划，即到2025年年底，全省高速公路通车里程达到10000公里以上，新增通车里程3000公里以上，完成投资4000亿元以上，力争通车里程居全国第4位、路网密度居全国第5位。其中，安罗高速郑州至原阳段黄河特大桥项目是“13445工程”中的重点工程，也黄河上首座双向8车道的跨河大桥。由于黄河长年黄沙淤积，河床上覆盖有超厚的砂土层，持力层较深，通常利用大直径超长灌注桩作为桥台基础。由于砂土的特殊性，在交通荷载震动、水流及风载循环作用下均会造成桩周砂土的液化，进而使桩体产生不均匀沉降，严重影响大桥的安全运行。为此，采用超长大直径后压浆技术，桩长设计为80~110m，桩径设置为2.2m。

桩体后压浆技术始于20世纪60年代，是指用压浆设备将改性浆液（通常是水泥浆液）通过桩身预埋的压浆管注到桩端（桩侧）岩土体中的一种施工技术。运用该技术可以有效改善钻孔灌注桩的桩底沉渣和桩侧泥皮等先天缺陷，以相对较低的成本较大幅度提高灌注桩的承载能力。传统的注浆浆液以水泥浆液为主，但是水泥的生产会造成环境污染，且普通水泥浆液存在凝固时间慢、与土体胶结能力差、抗渗性能弱、耐久性不足等问题，不满足黄河流域生态保护和高质量发展的要求。而随着化学注浆材料的不断发展，由于高聚物注浆材料具有凝结时间短、粘度低、耐久性好、环保、无需养护、早期强度高，且具有减震隔振的优良性能，已被广泛的应用于堤防加固、路基加固、高铁轨道板抬升及排水管道修复等领域。继续开发一种适用于大直径超长灌注桩后压浆的施工方法，特别是一种超长灌注桩桩侧高聚物分段式后压浆施工方法。

在本发明之前，发明人已公开了一项中国发明专利“一种用于土体防渗加固的渗透胶结型聚氨酯注浆材料”（ZL202010609031.2），该高聚物材料不仅在土体中具较好的渗透性能、遇水微膨胀、凝结时间可控，同时也继承了传统高聚物材料耐久性好、环保节能、早期强度高、无需养护及减震隔振等优良性能。中国发明专利“一种高聚物材料后注浆挤扩灌注桩施工方法”（ZL201210082894.4）公开了一种利用在钢筋笼上布置注浆布袋，然后注射非水反应类膨胀型高聚物材料，形成挤扩支盘、扩底灌注桩，来达到提高承载力的目的，且具有环保、耐久的特点。但是，该方法中所用高聚物为膨胀型非水反应高聚物，由于该材料反应速率过快在注浆管中的反应距离10m 左右，仅适用于短桩的承载性能的提升。此外，该方法是通过挤密和扩体的方法来提高桩体承载性能，未改善钻孔灌注桩的桩底沉渣和桩侧泥皮等先天缺陷，不利用灌注桩承载性能时效性提升。中国发明专利“海上钢管桩分布式后压浆装置与气式压浆组件及施工方法”（ZL 202010380772.8）公开了一种海上钢管桩分布式后压浆装置与气式压浆组件及施工方法，实现了超长桩分布式后压浆，但该发明中以水泥将为压浆材料，而本发明中所用的渗透型高聚物材料遇水反应会堵塞压浆管，导致压浆管不能再利用，不能实现超长桩后压浆。

发明内容