[发明专利]一种桩底扩张加固装置及加固方法

说明书

本发明公开了一种桩底扩张加固装置及加固方法，其将弹性囊体设计为多层结构，其中，最内一层的内部形成容积可控的第一腔室，内外相邻的两层之间形成容积可控的第二腔室；另外，将输油管与第一腔室通连、将注浆管与第二腔室通连。施工时，采用先注油扩张并稳定后，再注浆的方式，利用油液的良好流动性以及不易凝固的特点，能更好地扩展桩底弹性囊体的体积，减少后续注浆的阻力和时间，从而提高注浆效率并能更好地保证桩底大头的大小，提高相应的加固效果。

技术领域

本发明涉及桩基础技术领域，特别涉及一种桩底扩张加固装置及加固方法。

背景技术

沿海深厚软土区域，软土变形大，桩基础容易发生倾斜、沉降等问题。特别是特大桥、深大基坑的桩基础，在长期运营荷载和施工扰动情况下，桩基础下沉问题严重，当下沉量超出或者即将超出安全数值范围时，则急需对桩基础进行扩底加固。传统的扩底加固方式主要是采用劈裂注浆及桩底压浆等技术。但是，传统的依靠劈裂注浆及桩底压浆的技术面临着一系列技术问题，例如：跑浆、冒浆严重，注浆质量不佳，注浆效果无法检验等，特别在在富水地层、含沙地层及淤泥地层，这些问题更加严重。

为此，现有技术出现了基于球形扩张理论的桩底球形扩张注浆加固方法(如专利公布号为CN 110896645 A的发明专利申请所公开的桩底注浆腔及使用方法以及灌注桩体和灌注桩体的施工方法)，其将下端安装有桩底注浆腔的钢筋笼下沉至钻孔的底部，往钻孔灌注混凝土并凝固形成桩体后，通过注浆管往桩底注浆腔的注浆胶囊内注浆，以形成球形或类形的桩底大头并加固桩底。现有的桩底球形扩张注浆加固方法虽能有效加固桩底并避免或大幅降低跑浆、冒浆、注浆质量不佳等问题，但仍有不足之处，例如，其注浆胶囊为单层结构，施工时，直接往注浆胶囊内部注浆，而混凝土浆液流动性相对较差且相对容易出现凝固，浆液填充注浆胶囊的过程中，驱使注浆胶囊挤压周围土体以扩展桩底大小的阻力大，导致注浆过程较为缓慢，效率低且注浆过程中容易出因浆液凝固而影响注浆效果，较难保证桩底大头的大小，相应的加固效果较弱。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种桩底扩张加固装置及加固方法，旨在提高提高注浆效率和加固效果。

为实现上述目的，本发明提出一种桩底扩张加固装置，包括：

挡板，所述挡板固设于钢筋笼下端，并与钻孔相适；

弹性囊体，所述弹性囊体设于挡板底端，包括至少内外依次分布的两层，最内一层的内部形成容积可控的第一腔室，内外相邻的两层之间形成容积可控的第二腔室；

输油管，所述输油管设于钢筋笼，下端与第一腔室通连，上端用于通连外部的油泵；以及

注浆管，所述注浆管设于钢筋笼，下端与第二腔室通连，上端用于通连外部的注浆设备；。

为实现上述目的，本发明还提出一种桩底扩张加固方法，包括如下步骤：

S1、将装有桩底扩张加固装置的钢筋笼下沉至钻孔的底部，并往钻孔灌注混凝土，以凝固形成桩体；

S2、通过液泵将油液经输油管注入第一腔室，使油液驱使内层带动整个弹性囊体膨胀并挤压土体，直至第一腔室内的液压稳定大于设计值后，停止注油并保压预定时间；

S3、控制油压稳定在预定值的情况下，通过注浆设备将浆液经注浆管注入第二腔室中，并逐渐将油液挤压出第一腔室，直至第二腔室内的浆液量达到预定值；

S4、停止注浆并保压预定时间，直至浆液凝固形成桩底大头。