本實用新型屬于巖土工程領(lǐng)域，涉及錐型異形樁內(nèi)預(yù)制注漿管路裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展對樁基礎(chǔ)的承載能力和變形要求日益提高，錐型異形樁通過改變樁身縱向截面形狀，增加了樁土界面的不平直度和粗糙度，使樁身承載能力顯著提高，在工程實踐中的應(yīng)用越來越廣泛。

另一方面，現(xiàn)實中由于隧道下穿既有建筑物、橋梁等設(shè)施的工程或其他工程的影響，會對既有建筑的樁基礎(chǔ)及樁周區(qū)域產(chǎn)生不良影響。地下工程開挖會擾動樁周土體，改變樁周土體力學(xué)狀態(tài)，降低樁基側(cè)摩阻力和承載能力，加劇既有樁基礎(chǔ)的沉降和變形，對既有建筑的安全造成影響。由于樁基礎(chǔ)多為地下工程，對既有樁基礎(chǔ)改造的工程量和工程難度較大；而在樁周土體中重新打入注漿管進(jìn)行注漿加固，其技術(shù)要求與控制難度大，材料消耗大，所以針對樁周土體擾動所導(dǎo)致的樁基承載能力下降的既有異形樁進(jìn)行加固，成為地下工程下穿建、構(gòu)筑物區(qū)域時必須解決的技術(shù)難題。

申請?zhí)枮?01410396574.5的實用新型公布了一種多孔注漿管異形樁及成樁方法。該實用新型通過高壓注漿，使?jié){液硬化后形成的結(jié)石體與注漿管樁共同形成多孔注漿管異形樁，能對軟土地基加固起到顯著效果。但是該方法主要針對軟弱地基處理，并未針對提高既有異形樁承載能力的問題，無法起到在樁周土體擾動前提下補(bǔ)償既有異形樁樁側(cè)摩阻力的作用。

專利號為201020700179.9的實用新型公開了一種預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土管樁。該樁型通過改進(jìn)樁的結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力筋的布置來改善混凝土管樁性能，但是并未考慮成樁后樁體如果遇到樁周土體擾動導(dǎo)致樁側(cè)摩阻力下降時如何對樁側(cè)摩阻力進(jìn)行有效補(bǔ)償，不能解決提高既有樁基承載能力的問題。

為解決工程下穿建、構(gòu)筑物時擾動既有錐型異形樁樁周土體，導(dǎo)致樁側(cè)摩阻力和樁基承載能力下降的問題，研發(fā)一種補(bǔ)償側(cè)摩阻力式錐型異形樁內(nèi)預(yù)制注漿管路裝置及注漿方法成為客觀上的迫切需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對樁周土體擾動所導(dǎo)致的錐型異形樁樁側(cè)摩阻力下降的問題，提供一種補(bǔ)償側(cè)摩阻力式錐型異形樁內(nèi)預(yù)制注漿管路裝置。

為達(dá)到上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種補(bǔ)償側(cè)摩阻力式錐型異形樁，是在錐型異形樁預(yù)制時預(yù)埋注漿管路裝置，注漿管路裝置隨錐型異形樁打入土體。一套注漿管路裝置由縱向注漿管、環(huán)形管和注漿器組成，其中縱向注漿管沿樁體軸向設(shè)置于環(huán)形管內(nèi)側(cè)并在樁頂設(shè)注漿口，環(huán)形管垂直于樁體軸向設(shè)置并通過弧形導(dǎo)管與縱向注漿管連通，注漿器為單向閥式構(gòu)造，沿樁周環(huán)向?qū)ΨQ設(shè)置于樁側(cè)面中心位置，一側(cè)通過弧形導(dǎo)管與環(huán)形管連通，另一側(cè)與樁體外界連通，每個環(huán)形管通常連接4個注漿器。

進(jìn)一步，縱向注漿管宜采用優(yōu)質(zhì)鋼管，環(huán)形管和弧形導(dǎo)管宜采用PVC管。

進(jìn)一步，縱向注漿管和環(huán)形管應(yīng)綁扎固定或焊接在錐型異形樁鋼筋網(wǎng)加勁筋上，環(huán)形管外側(cè)混凝土厚度不宜小于30mm，注漿管路內(nèi)徑以20～30mm為宜，管路間要求平順連接，保證漿液在管路中的流動性能，避免注漿時堵管。

進(jìn)一步，一套注漿管路裝置中的環(huán)形管及其連接的注漿器對應(yīng)一個環(huán)形注漿斷面，一根錐型異形樁中可設(shè)置多套注漿管路裝置從而形成不同標(biāo)高的多個環(huán)形注漿斷面，注漿斷面可結(jié)合樁側(cè)土層分布和土體性質(zhì)進(jìn)行針對性布置，其中首道注漿斷面宜在樁頂5m以下，相鄰注漿斷面間距宜為5～9m。

一種補(bǔ)償側(cè)摩阻力式錐型異形樁注漿方法，是指當(dāng)樁周土體擾動導(dǎo)致錐型異形樁樁側(cè)摩阻力下降時，可利用注漿管路裝置進(jìn)行樁側(cè)加壓注漿。注漿前先用高壓水疏通注漿管路，形成注漿管路與樁周土體間的注漿通路；然后進(jìn)行樁側(cè)加壓注漿，單一注漿斷面在注漿時先通過注漿口向縱向注漿管內(nèi)壓入漿液，漿液流經(jīng)環(huán)形管后由注漿器擴(kuò)散到周圍土體并在樁周形成結(jié)石體，從而提高樁側(cè)摩阻力。

進(jìn)一步，注漿順序宜自上而下間歇注漿，各斷面注漿間隔時間不宜小于1h，要避免注漿時堵管，保證漿液能充分填充并滯留在樁側(cè)有效空間范圍內(nèi)。

進(jìn)一步，注漿漿液宜采用水泥單液漿，要求流動性好，結(jié)石率高，可添加外加劑改善漿液性能，漿液水灰比可結(jié)合工況確定：對于飽和土，水灰比宜在0.45～0.65之間；對于非飽和土，水灰比宜在0.7～0.9之間；對于松散碎石土、砂礫土，水灰比宜在0.5～0.6之間。

進(jìn)一步，注漿施工時要控制好注漿壓力、注漿流量等要素并加強(qiáng)監(jiān)測，注漿壓力宜為1.5～4Mpa，注漿流量宜為30～50L/min，可結(jié)合具體工況與監(jiān)測信息不斷調(diào)整注漿方案與參數(shù)設(shè)定，保證注漿效果。

當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計要求時，可停止注漿；當(dāng)樁體沉降、變形等監(jiān)測指標(biāo)達(dá)到控制要求或注漿施工區(qū)域地面冒漿時，也可停止注漿。

由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下有益效果：

1)既能發(fā)揮錐型異形樁優(yōu)勢，又能利用預(yù)埋管路裝置實現(xiàn)樁側(cè)注漿，可以解決錐型異形樁由于樁側(cè)摩阻力下降導(dǎo)致樁基承載能力不足的問題。

2)可根據(jù)不同工程環(huán)境，結(jié)合具體工況進(jìn)行有針對性的注漿斷面布置、注漿方案選擇和參數(shù)設(shè)計，適應(yīng)性、靈活性較強(qiáng)。

3)本實用新型易于實施、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，能提高錐型異形樁樁側(cè)摩阻力儲備，降低為提高異形樁承載能力所進(jìn)行的二次施工的難度，節(jié)約施工成本。

附圖說明

圖1為本實用新型注漿管路裝置構(gòu)造示意圖。

圖2為本實用新型一種錐型異形樁實施例構(gòu)造示意圖。

圖3為本實用新型一種實施例工程斷面示意圖。

圖例說明：1-縱向注漿管；2-環(huán)形管；3-注漿器；4-注漿口；5-第一弧形導(dǎo)管(連通縱向注漿管與環(huán)形管)；6-第二弧形導(dǎo)管(連通環(huán)形管與注漿器)；7-錐型異形樁；8-承臺；9-結(jié)石體。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖所示實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，一套注漿管路裝置包括縱向注漿管1、環(huán)形管2和注漿器3，縱向注漿管1和環(huán)形管2通過第一弧形導(dǎo)管5連通，環(huán)形管2和注漿器3通過第二弧形導(dǎo)管6連接。

圖2為本實用新型一種錐型異形樁實施例構(gòu)造示意圖。一般情況下，注漿斷面可結(jié)合樁側(cè)土層分布和土體性質(zhì)進(jìn)行針對性布置，首道注漿斷面宜在樁頂5m以下，相鄰注漿斷面間距宜為5～9m。本實施例在考慮工程范圍內(nèi)地質(zhì)條件的情況下，錐型異形樁7在預(yù)制時預(yù)埋三套注漿管路裝置，能形成三個注漿斷面，首道注漿斷面在樁頂以下5m，相鄰注漿斷面間距為6m。

圖2中每套注漿管路裝置中的縱向注漿管1沿樁體軸向設(shè)置于環(huán)形管2內(nèi)側(cè)并在樁頂設(shè)注漿口4，環(huán)形管2垂直于樁體軸向設(shè)置并通過第一弧形導(dǎo)管5與縱向注漿管1連通，注漿器3為單向閥式構(gòu)造，沿樁周環(huán)向?qū)ΨQ設(shè)置于樁側(cè)面中心位置，一側(cè)通過第二弧形導(dǎo)管6與環(huán)形2管連通，另一側(cè)與樁體外界連通；每個環(huán)形管通常連接四個注漿器。

本實用新型實施例中縱向注漿管1采用優(yōu)質(zhì)鋼管；環(huán)形管3和第一、第二弧形導(dǎo)管5、6采用PVC管，縱向注漿管1和環(huán)形管3在樁體預(yù)制時綁扎固定在錐型異形樁鋼筋網(wǎng)加勁筋上。一般情況下，環(huán)形管外側(cè)混凝土厚度不宜小于30mm，注漿管路內(nèi)徑以20～30mm為宜，本實施例中環(huán)形管外側(cè)混凝土最小厚度為50mm，管路內(nèi)徑為30mm。在不同實施例中，可以根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整、改變各種參數(shù)以實現(xiàn)較好的效果，此不贅述。

圖3為本實用新型一種實施例工程斷面示意圖。該實施例為某地道路下穿高鐵橋墩工程，其中高鐵橋墩間距32m，承臺8尺寸為10m×5m×2.5m，每個承臺下方與10根縱向變截面錐型異形樁7連接。錐型異形樁7的樁長為22m，樁頂面為1m×1m正方形，底面為0.8m×0.8m正方形；由于樁體上方連接承臺，所以每根縱向注漿管1在承臺施作時均通過鋼管連接延伸到承臺表面并在承臺表面設(shè)注漿口，以此來方便后續(xù)樁側(cè)注漿。

在本實施例中，為提高道路通行能力，需要拓寬既有道路，挖方產(chǎn)生的卸載引起了既有錐型異形樁樁周土體擾動，導(dǎo)致樁側(cè)摩阻力下降，引起橋墩沉降與變形，影響列車運(yùn)營安全。

為補(bǔ)償樁側(cè)摩阻力，提高錐型異形樁承載能力，需要利用異形樁中預(yù)埋的注漿管路裝置進(jìn)行樁側(cè)加壓注漿。注漿施工時的具體步驟如下：

(1)設(shè)計注漿方案：漿液采用水泥單液漿，水灰比為0.5；單一斷面注漿量設(shè)計值為0.5t。

(2)注漿前先用高壓水疏通注漿管路，形成注漿管路與樁周土體間的注漿通路；然后進(jìn)行樁側(cè)加壓注漿，單一注漿斷面在注漿時從注漿口向縱向注漿管1內(nèi)壓入漿液，漿液流經(jīng)環(huán)形管2后由注漿器3擴(kuò)散到周圍土體并在樁周形成結(jié)石體9，從而提高樁側(cè)摩阻力。圖3中箭頭方向表示加壓注漿時漿液流動方向。

(3)注漿施工時要控制好注漿壓力、注漿流量等要素并加強(qiáng)監(jiān)測，注漿壓力控制在1.5～4Mpa，注漿流量控制在30～50L/min，并結(jié)合具體工況與監(jiān)測信息不斷調(diào)整注漿方案與參數(shù)設(shè)定，保證注漿效果。

(4)當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計要求時，停止注漿；當(dāng)樁體沉降、變形等監(jiān)測指標(biāo)達(dá)到控制要求或注漿施工區(qū)域地面冒漿時，也停止注漿。

本實用新型能顯著改善既有錐型異形樁樁身和樁周土的接觸面特性，有效補(bǔ)償樁側(cè)摩阻力，提高既有錐型異形樁承載能力，減小樁基沉降和變形。

上述對本實用新型實施方式的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，不脫離本實用新型范疇所做出的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。