一种桩周外伸注浆钢管增强桩及施工方法

本发明涉及岩溶地区铁路路基施工，具体涉及一种桩周外伸注浆钢管增强桩及其施工方法。

背景技术：

1、据统计，我国岩溶分布面积高达346万平方千米，占整个国土面积的三分之一以上，其中被第四系堆积层覆盖的岩溶占比达70%，是铁路常见的不良地质现象。覆盖型岩溶强发育区铁路路基存在着承载力不足、地基稳定性差及場陷易发生等工程问题。

2、现有技术中，钻孔灌注桩是处理高铁岩溶路基的常用手段，但仍然存在岩溶路基难以适用的问题。主要包括：1、岩溶地区地质结构复杂，存在溶洞、溶沟、溶槽等特殊地质构造，叠加岩溶地区地下水流活跃，对桩身产生冲刷作用，导致桩身表面剥落、损坏，丰富的地下水、地下暗河通道和土洞进一步导致桩侧摩阻力难以发挥；2、石灰岩等可溶性岩石在地下水作用下易于溶蚀，可能导致桩周土体力学性质变化，从而影响桩基础承载力。因此，其桩侧摩阻力存在随着时间逐步减小的过程。桩侧摩阻力下降，容易发生突然快速下滑导致突沉滑桩；3、为了增强灌注桩的承载力，通常通过后注浆工艺在桩侧进行灌浆，强化桩身周围土体，进一步增加桩侧阻力，进而提高单桩的承载力；但这种注浆作用方式随机性较大，很难把控注浆体的实际注浆位置，浆液扩散位置不可控，造成大量浆液被浪费，并且由于岩溶地区的地质构造与丰富地下水，岩溶地区难以通过后注浆提高桩侧摩阻力。

3、因此，现提供一种适用于岩溶地区且能够显著增强桩基础承载力的桩周外伸注浆钢管增强桩施工方法，及由该方法制得的桩周外伸注浆钢管增强桩。

技术实现思路

1、因此，本发明为了解决现有技术中的以上缺陷，提供一种适用于岩溶地区且能够显著增强桩基础承载力的桩周外伸注浆钢管增强桩施工方法，及由该方法制得的桩周外伸注浆钢管增强桩。

2、首先，本发明提供了一种桩周外伸注浆钢管增强桩施工方法，包括如下步骤：

3、步骤一：根据实际施工情况确定外挂注浆钢管的数量与位置，在钢筋笼的对应位置处设置内部加强钢板，所述内部加强钢板上预留有数量与注浆钢管一致的螺栓孔；

4、步骤二：在钢筋笼内安装好控制导线，并根据注浆钢管的数量与位置通过内部加强钢板上的螺栓孔安装相应的波纹管；在每个波纹管内放置注浆钢管，所述注浆钢管的底端设置有刀片出缝和喷浆口；

5、步骤三：将设置有内部加强钢板的钢筋笼固定放置于预设位置并灌注混凝土，形成混凝土桩基，待该桩基硬化后，通过螺纹旋转将所述注浆钢管推进至预设位置；

6、步骤四：所有注浆钢管旋进到预设位置后，连接注浆钢管和注浆连接管并启动注浆设备，通过注浆钢管的刀片出缝以及喷浆口注浆，直至注浆完成，形成钢管混凝土以及呈现球状扩散的注浆固结体。

7、步骤三还包括：在注浆钢管的顶端设置限位结构，该限位结构焊接固定于钢筋笼的上端部内。

8、进一步，本发明还提供一种采用上述方法制成的桩周外伸注浆钢管增强桩，包括钢筋笼，还包括：

9、内部加强钢板，焊接于所述钢筋笼内，且成型有多个螺栓孔；

10、多个波纹管，通过螺栓孔安装在所述钢筋笼内；所述钢筋笼安装至预设位置后，注浆形成桩基；

11、多个注浆钢管，置于所述波纹管内；待桩基硬化后，通过螺纹旋转推进至预设位置后，连接注浆设备的注浆连接管，调节注浆压力形成钢管混凝土以及注浆固结体。

12、所述内部加强钢板为环形钢板且沿作数钢筋笼的内周焊接设置，所述内部加强钢板上设有多个用于固定波纹管的螺栓孔。

13、所述内部加强钢板的设置位置为所述钢筋笼的高度方向中间位置处。

14、所述注浆钢管的侧壁上成型有轴向设置的刀片出缝，所述注浆钢管的底端设有呈锥形的喷浆口。

15、还包括注浆成型后对所述注浆钢管进行限位的限位结构。

16、限位结构设为带限位孔的顶端限位盘；所述顶端限位盘通过限位孔对穿过其的注浆钢管进行限位，所述顶端限位盘焊接固定于所述钢筋笼内。

17、本发明技术方案，具有如下优点：

18、在本发明中，外伸的注浆钢管及其注浆固结体为桩基提供了抗拉力与抗拔力，并通过注浆钢管传递给桩基本体，极大增强了桩基的承载力；即该桩周外伸注浆钢管增强桩与传统桩基础后注浆技术加强桩土之间的摩擦力不同，其以挤土作用为辅，通过外伸的注浆钢管以及注浆固结体为桩基提供了抗拉力与抗拔力，进而增强了整体桩基的承载力。

19、同时，在本发明中，采用注浆钢管进行线注浆，并将注浆钢管作为注浆后的筋材，有效避免了桩身混凝土初凝后注浆困难以及质量控制等问题；且扩张后注浆液可包裹注浆钢管，从而可以达到保护注浆钢管不受腐蚀。

技术特征：

1.一种桩周外伸注浆钢管增强桩施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种桩周外伸注浆钢管增强桩施工方法，其特征在于，步骤三还包括：在注浆钢管的顶端设置限位结构，该限位结构焊接固定于钢筋笼的上端部内。

3.一种桩周外伸注浆钢管增强桩，包括钢筋笼，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的一种桩周外伸注浆钢管增强桩，其特征在于，所述内部加强钢板为环形钢板且沿作数钢筋笼的内周焊接设置，所述内部加强钢板上设有多个用于固定波纹管的螺栓孔。

5.根据权利要求4所述的一种桩周外伸注浆钢管增强桩，其特征在于，所述内部加强钢板的设置位置为所述钢筋笼的高度方向中间位置处。

6.根据权利要求3所述的一种桩周外伸注浆钢管增强桩，其特征在于，所述注浆钢管的侧壁上成型有轴向设置的刀片出缝，所述注浆钢管的底端设有呈锥形的喷浆口。

7.根据权利要求3所述的一种桩周外伸注浆钢管增强桩，其特征在于，还包括注浆成型后对所述注浆钢管进行限位的限位结构。

8.根据权利要求7所述的一种桩周外伸注浆钢管增强桩，其特征在于，限位结构设为带限位孔的顶端限位盘；所述顶端限位盘通过限位孔对穿过其的注浆钢管进行限位，所述顶端限位盘焊接固定于所述钢筋笼内。

技术总结
本发明公开了一种桩周外伸注浆钢管增强桩及施工方法，包括钢筋笼，还包括：内部加强钢板；多个波纹管，通过螺栓孔安装在钢筋笼内；钢筋笼安装至预设位置后，注浆形成桩基；多个注浆钢管，置于波纹管内；待桩基硬化后，通过螺纹旋转推进至预设位置后，连接注浆设备的注浆连接管，调节注浆压力形成钢管混凝土以及注浆固结体；外伸的注浆钢管及其注浆固结体为桩基提供了抗拉力与抗拔力，并通过注浆钢管传递给桩基本体，极大增强了桩基的承载力；即该桩周外伸注浆钢管增强桩与传统桩基础后注浆技术加强桩土之间的摩擦力不同，其以挤土作用为辅，通过外伸的注浆钢管以及注浆固结体为桩基提供了抗拉力与抗拔力，进而增强了整体桩基的承载力。

技术研发人员：陈永青,黄大维,肖林发,王威,张鹏飞,刘林芽
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21