一种定向灌浆的管桩

1.本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种定向灌浆的管桩。


背景技术：

2.管桩即为预应力高强度混凝土管桩，目前管桩广泛应用于实际工程中。然而当前的管桩在打桩和压桩过程中，管桩往往存在因为某些软弱土层承载力不足导致管桩倾斜，桩身承载力不足等问题。
3.现有的解决办法之一是在打桩之前进行钻孔灌浆，进行土层固化作业，提升土层承载能力。当前的土层灌浆作业主要存在灌浆步骤复杂，灌浆效率低等问题。


技术实现要素：

4.针对现有的灌浆技术或灌浆装置施工流程复杂，漏浆情况较多，无法定向灌浆等缺陷，本发明的目的在于提供一种定向灌浆的管桩。为了解决上述问题，本发明采用方案为：
5.一种定向灌浆的管桩，包括一种预留有灌浆孔组的新型管桩、普通管桩、地质钻杆、固定架和灌浆塞；所述新型管桩在桩身预留灌浆孔，灌浆孔中安装有单向止浆塞；所述固定架固定于桩顶，固定架有四根支撑杆，顶部有一个固定套筒，地质钻杆固定于固定套筒中；所述灌浆塞预留有三组灌浆孔道组，其中上部和下部灌浆孔道组外围固定一圈聚氨酯堵漏带；所述灌浆塞中间预留一个直径和地质钻杆相同的圆柱形空腔，空腔顶部设置一个接口连接地质钻杆端口进行灌浆；所述水泵安置于地面，水泵连接地质钻杆往灌浆塞灌水使得聚氨酯堵漏带膨胀，聚氨酯堵漏带充分膨胀后移除水泵；所述灌浆泵安置于地面，聚氨酯堵漏带充分膨胀后将灌浆泵连接地质钻杆进行灌浆。
6.优选的，所述新型管桩除预留有灌浆孔以外，其他方面均和普通管桩保持一致，可实现两种管桩之间互相替换和接桩；所述两种管桩在压桩完成后新型管桩灌浆孔处于软弱土层深度范围。
7.优选的，所述新型管桩的在每一米范围至少设置一组灌浆孔组；所述灌浆孔道中轴线所在平面垂直于管桩竖向中轴线，每个灌浆孔组至少沿桩身均匀对称布置4个灌浆孔。
8.优选的，所述灌浆塞高度为50cm，灌浆塞直径比管桩内壁直径小scm；所述灌浆塞内部空腔高度是从灌浆塞顶部至灌浆塞下部灌浆孔道底部。
9.优选的，所述上部灌浆孔道组设置于灌浆塞顶部下方10cm位置，中部灌浆孔道组设置于灌浆塞顶部下方25cm位置，下部灌浆孔道组设置于灌浆塞底部上方10cm位置。
10.优选的，上部灌浆塞孔道和下部灌浆塞孔道直径均为5mm，中部灌浆孔道直径均为10mm，三组灌浆孔道长度均为从灌浆塞内部空腔至灌浆塞外壁。
11.优选的，所述灌浆塞每组灌浆孔道组，所有的灌浆孔道的中轴线均处于同一平面且该平面垂直于灌浆塞竖向中轴线，每组灌浆孔道组至少沿灌浆塞均匀对称设置至少4个灌浆孔道。
12.优选的，所述调节地质钻杆的总长度可以增加或者减少地质钻杆的数量进行调节，使得灌浆塞中部灌浆塞孔道应对准需要进行灌浆的管桩灌浆孔。
13.优选的，所述上部和下部灌浆孔道组的聚氨酯堵漏带厚度至少为15mm，堵漏带外径比管桩内壁小10mm，堵漏带高度至少为30mm。
14.优选的，所述地质钻杆搭接处连接处需要套上固定扣防止地质钻杆之间的相对转动，第一节地质钻杆外螺纹端连接灌浆塞顶部接口，最后一节地质钻杆内螺纹端连接水泵或灌浆泵。
15.优选的，应遵循由深至浅的土层顺序进行灌浆作业，地质钻杆需要在固化剂未开始凝结之前取出。
16.与现有技术或灌浆装置相比，本发明所提供的有益效果是：本发明所提供的一种定向灌浆的管桩，在管桩预留灌浆孔，当灌浆塞沉至预定灌浆位置时，通过水泵往灌浆塞孔道注水。灌浆塞的两条聚氨酯堵漏带吸水迅速膨胀，填充满管桩内壁和灌浆塞之间的间隙。当灌浆时，固化剂进入管桩后的上下通道均被聚氨酯堵漏带堵住，故而固化剂只能通过管桩灌浆孔流入土层。完成灌浆后，可将地质钻杆反向拧松使得灌浆塞和地质钻杆脱开，将地质钻杆重新接一个新的灌浆塞即可进行下一次灌浆。同时可通过改变地质钻杆数量，调节地质钻杆总长度从而实现精准定位到任意管桩灌浆孔进行灌浆。灌浆孔安装的单向止浆塞可以防止土层固化剂回流至管桩中，新型管桩可和普通管桩相互接桩和替换。综上所述，本发明可以实现在管桩压桩完成后，可进行定点，定量的灌浆作业。
附图说明
17.图1是本发明所提供的一种定向灌浆的管桩的基本结构图。
18.图2是本发明所提供的一种定向灌浆的管桩的灌浆状态示意图。
19.图3是本发明所提供的一种定向灌浆的管桩的灌浆塞正视图。
20.图4是本发明所提供的一种定向灌浆的管桩的桩顶俯视图
21.上述附图中的标号说明：
22.1-灌浆泵，2-灌浆泵管道，3-地质钻杆，4-水泵，5-水泵软管，6-上部聚氨酯堵漏带，7-下部聚氨酯堵漏带，8-灌浆塞顶部接口，9-上部灌浆孔道组，10-中部灌浆孔道组，11-下部灌浆孔道组，12-普通管桩i，13-新型管桩，14-管桩灌浆孔，15-单向止浆塞，16-硬质土层a，17-软质土层b，18-固定套筒，19-套筒螺丝，20-固定架，21-灌浆塞，22-固化剂，23-硬质土层c，24-普通管桩ii
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。
24.实施例1：
25.所述新型管桩13在桩身预留管桩灌浆孔14，灌浆孔14中安装有单向止浆塞15；所述固定架20固定于桩顶，地质钻杆3固定于固定架中；所述灌浆塞预留有三组灌浆孔道组，其中上部和下部灌浆孔道组9、11外围分别固定有聚氨酯堵漏带6、7；所述灌浆塞21中间预留一个直径和地质钻杆3相同的圆柱形空腔，空腔顶部设置一个接口8连接地质钻杆3端口
进行灌浆；所述水泵4安置于地面，水泵4连接地质钻杆3往灌浆塞21注水，水通过上部、下部灌浆孔道组9、11流到聚氨酯堵漏带6、7，使得聚氨酯堵漏带6、7膨胀；聚氨酯堵漏带6、7充分膨胀填充满灌浆塞21和新型管桩13内壁之间的间隙；所述灌浆泵1安置于地面，将地质钻杆与灌浆泵连接后进行灌浆。由于灌浆塞上、下部灌浆孔道组9、11外围已有聚氨酯堵漏带6、7吸水膨胀，封堵了孔道9、11，固化剂22将从灌浆塞中部灌浆孔道组10流至新型管桩13；当固化剂22流至新型管桩13时，由于上、下部聚氨酯堵漏带6、7已经膨胀封堵了固化剂22上下流通的通道，因此固化剂22只能通过管桩灌浆孔14泵入软质土层17，从而完成灌浆；灌浆完成后反向拧松地质钻杆3，使其与灌浆塞21脱离，取出地质钻杆3重新接入一个新的灌浆塞，重复前述步骤即可完成所有土层灌浆。
26.结合图1至图4所示，本实施例还公开了一种定向灌浆的管桩，主要包括如下具体步骤：
27.步骤s1：将新型管桩13和普通管桩12进行压桩作业，使得新型管桩灌浆孔14处于软土层深度范围。
28.步骤s2：在桩顶架起固定架20，将灌浆塞和第一节地质钻杆3连接，把地质钻杆3放入固定套筒18中并拧紧套筒套筒螺丝19。
29.步骤s4：将灌浆塞放入管桩，拧松套筒螺丝19使得地质钻杆3沉入管桩，当第一节地质钻杆3末端沉入固定套筒18时拧紧套筒螺丝19。
30.步骤s5：将第二节地质钻杆3首端与第一节地质钻杆3末端连接，拧松套筒螺丝19使得第二节地质钻杆沉入管桩，当第二节地质钻杆末端沉入固定套筒18时拧紧套筒螺丝19，重复该步骤直至灌浆塞中部灌浆孔道10对准深度最大的灌浆孔位置。
31.步骤s6：将水泵4和地质钻杆3连接并开启水泵注水，当聚氨酯堵漏带6、7完全膨胀填满灌浆塞和管桩内壁时将水泵4与地质钻杆3连接断开。
32.步骤s7：将灌浆泵1与地质钻杆3连接，开启灌浆泵1灌浆，土层灌浆完成后，断开灌浆泵1与地质钻杆3连接。
33.步骤s8：拧松套筒螺丝19，反向拧松地质钻杆3使得地质钻杆3和灌浆塞21断开连接，将地质钻杆3取出。
34.步骤s9：将地质钻杆3与一个新的灌浆塞连接，按照前述步骤s2-s8进行灌浆作业，直至所有土层灌浆作业完成。
35.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。