CN107642093A - 桩孔注浆调节结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了桩孔注浆调节结构，包括辊筒以及两个立柱，进料管与流道连通，在辊筒内部设置与流道连通的空腔，在辊筒的外圆周壁上开有两个小孔，每一个小孔上均连接有注浆管；沿注浆头的周向在其内部设有缓冲腔，在注浆头上表面开有两个注浆孔，注浆孔与注浆管连接，在注浆孔下表面开有多个凹槽，在凹槽的槽底开有与通孔，在凹槽的槽壁上固定有隔板，在隔板上设有万向球头，调节管的上端贯穿万向球头的中部，软管的两端分别与缓冲腔的底部、调节管的上端连接。本发明在混凝土桩沉桩后，再向桩孔内注入混凝土浆，避免混凝土桩将过多的混凝土浆挤压出桩孔外，避免形成混凝土浆的浪费，同时防止溢出的混凝土浆污染环境或是延缓施工工期。

Description

桩孔注浆调节结构

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及桩孔注浆调节结构。

背景技术

目前，预制混凝土桩沉桩的施工方法基本采用锤击法和静压法，该两种沉桩方法存在的主要缺陷是：要产生挤土效应，影响工程桩与周边原有设施；桩顶标高难控制，桩身完整性不能保证；锤击法施工产生的振动、噪声等影响周边环境，因此，采用锤击法或静压法沉桩施工存在诸多弊端。根植桩采用钻机来钻孔，将孔内的泥土搅拌成泥浆、注入混凝土浆拌匀制成大于桩径的泥浆孔，再将预制混凝土桩吊入泥浆孔中利用桩身自重进行沉桩施工。实践表明该沉桩施工方法与锤击法、静压法相比，大大降低了施工噪声，对环境的噪声影响较小，且克服了挤土效应，桩身无损伤、桩顶标高精确可控；桩侧水泥土提供比原土更大的摩阻力，使单桩承载力得到提高。然而，采用该方法在沉桩前需要在泥浆孔内灌注混凝土浆形成混合泥浆，混合泥浆的排放体积是预制混凝土桩或混凝土管桩的实体积，排放的混合泥浆中含有混凝土浆，造成混凝土浆的浪费，同时影响环境，而且整体施工进度较慢。

发明内容

本发明目的在于提供桩孔注浆调节结构，以解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

桩孔注浆调节结构，包括辊筒以及两个相互平行的立柱，且所述辊筒的两端分别通过转轴转动设置两个所述立柱上，沿每一个所述转轴轴线在其内部开设有流道，进料管与所述流道连通，在辊筒内部设置与流道连通的空腔，在辊筒的外圆周壁上开有两个小孔，每一个所述小孔上均连接有注浆管，且所注浆管的端部沿辊筒的周向在辊筒的外壁均匀缠绕后向桩孔内延伸；还包括内径与混凝土桩外径相匹配的环形注浆头，沿所述注浆头的周向在其内部设有环状的缓冲腔，在所述注浆头上表面开有两个与缓冲腔连通的注浆孔，注浆孔与注浆管的延伸段端部连接，在所述注浆孔下表面开有多个凹槽，在每一个所述凹槽的槽底开有与缓冲腔连通的通孔，在凹槽的槽壁上固定有隔板，在隔板上设有万向球头，调节管的上端贯穿所述万向球头的中部与通孔对中，调节管的下端沿通孔轴线向下延伸至局部突出于凹槽的下端面，在通孔内设置有外径小于通孔内径的软管，且软管的两端分别与缓冲腔的底部、调节管的上端连接，且软管的轴向长度大于所述通孔的轴线长度。针对现有技术中，在对桩孔内的预制混凝土浆进行沉桩前，需要向桩孔内灌注混凝土浆，但是在沉桩后混合泥浆的排放体积是预制混凝土桩或混凝土管桩的实体积，排放的混合泥浆中含有混凝土浆，造成混凝土浆的过度浪费；对此，申请人设计出一种专门的注浆调节结构，即在混凝土桩沉桩后，再向桩孔内注入混凝土浆，进而避免混凝土桩将过多的混凝土浆挤压出桩孔外，避免形成混凝土浆过多的浪费，同时防止溢出的混凝土浆污染环境或是延缓施工工期。

具体使用时，注浆头的内径与混凝土桩的外径相匹配，即注浆头在下放时可沿混凝土桩的外壁缓慢移动，直至移动到混凝土桩的根部，此时，通过注浆管向注浆头内输送混凝土浆，混凝土浆在经过两个注浆孔后快速在缓冲腔内混合，以保证注浆头下端面上的多个调节管中均有混凝土浆喷出，且随着桩孔内混凝土浆水平高度的持续增长，施工人员在桩孔外向上牵引注浆头，且保证桩孔的注浆量增长量与注浆头上升的速率保持同步，混凝土浆直至将混凝土桩与桩孔之间的环空部分完全填充，取出注浆头，以完成注浆工序。其中，在混凝土浆进入注浆孔后，沿缓冲腔流动，通过多个软管的分流，在混凝土桩与桩孔的环空之间形成多个注浆点，以使得混凝土浆分布均匀，由于通孔内设置的软管自身的轴向长度大于通孔的轴向长度，且软管外径小于通孔的内径，使得软管在受到混凝土浆的冲击时会发生不定向的摆动，而在凹槽内与软管下端连接的调节管通过万向球头转动设置在凹槽内，即软管的摆动会带动调节管在凹槽内发生不定向的摆动，且调节管的摆动受限于万向球头的转动幅度范围内，使得由调节管末端喷射出的混凝土浆不会出现四处溅撒的情况发生，并且在缓冲腔内分流而出的多股混凝土浆射流对已经堆积在环空中的混凝土浆具备一定的搅动效果，进而提高环空内注入的混凝土浆分布均匀，直接省略了施工人员利用振动泵进行夯实的工序，大大提供了注浆效果。

其中，注浆头在上升时的驱动，申请人采用机械驱动的方式，以此降低施工人沿的工作负荷，即在桩孔的开放端所处的水平面上间隔设置两个立柱，用于注浆管收卷的辊筒的两端分别通过转轴转动设置在两个立柱上，注浆头下方时，辊筒正向转动，使得缠绕在辊筒上的两个注浆管沿混凝土桩与桩孔内壁之间的间隙下移，到注浆头移动至混凝土桩的根部时，通过进料管向流道内注入混凝土浆，当辊筒内部的空腔内注满混凝土浆时，空腔内的混凝土浆受到挤压通过小孔沿注浆管依次进入至注浆孔、缓冲腔、软管以及调节管中，且随着混凝土浆的注入，电机驱动辊筒开始反向缓慢地转动，使得两个注浆管重新缠绕在辊筒上，以使注浆头的上升与环空内混凝土浆液面的上升保持同步；并且，电机采用步进电机，利用步进电机的高精准转速控制，提高注浆头的移动平稳性，且本技术方案通过机械替代人工，摒弃了传统注浆工艺中人工手持注浆管件进行注浆工序的方式，同时还可将注浆头的内外径之差保持与混凝土桩外壁与桩孔内壁之间的间距大小相同，即能有效防止在注浆工序快结束时防止混凝土浆外溢，避免形成过多的浪费，降低注浆成本，同时防止污染现场施工环境。

所述隔板将所述凹槽内部分隔成两个相互独立的区域。进一步地，由于调节管为活动部件，而软管受限于自身材料使得其在混凝土浆环境下的使用寿命相对较短，对此，申请人利用固定在凹槽内的隔板，不仅能够对调节管起到一定的支撑作用，还能将软管与环空内的混凝土浆环境隔绝开，在最大程度上延续软管的使用寿命。

所述缓冲腔的纵向截面呈圆形。作为优选，所述缓冲腔的纵向截面呈圆形，使得由两个注浆孔进入的混凝土浆能够快速将整个缓冲腔注满，以快速实现在注浆头底面的多次分流，并且在注浆完成后，需要对注浆管以及注浆头进行清洗，而缓冲腔圆形的内壁不容易附着有残留的混凝土浆，以方便下次桩孔注浆时混凝土浆的顺利通过。

多个所述凹槽分别处于所述注浆头下端面圆周的等分点上。作为优选，由于桩孔与混凝土桩均呈圆柱形，即在向桩孔与混凝土桩之间的环空进行注浆工序时，多个凹槽处于注浆头下端面圆周的等分点上，使得多个调节管对应的点位同样处于注浆头下端面圆周的等分点上，多个调节管中混凝土浆在单位时间内注入环空的流量大致保持相同，使得环空中的混凝土浆在搅拌均匀的前提下，环空内的混凝土浆液面实现平稳上升。

所述软管的轴向长度为所述通孔轴向长度的1.2～1.3倍。作为优选，软管的轴向长度为所述通孔轴向长度的1.2～1.3倍，确保软管在通孔内的空间占用比例适中，即当软管的轴向长度小于所述通孔轴向长度的1.2倍时，软管无法带动调节管进行一定幅度的摆动；而当软管的轴向长度大于所述通孔轴向长度的1.3倍时，软管占用通孔内过多的空间，即导致软管本身所产生的幅度过小，同样无法带动调节管进行摆动。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明桩孔注浆调节结构，在凹槽内与软管下端连接的调节管通过万向球头转动设置在凹槽内，即软管的摆动会带动调节管在凹槽内发生不定向的摆动，且调节管的摆动受限于万向球头的转动幅度范围内，使得由调节管末端喷射出的混凝土浆不会出现四处溅撒的情况发生，并且在缓冲腔内分流而出的多股混凝土浆射流对已经堆积在环空中的混凝土浆具备一定的搅动效果，进而提高环空内注入的混凝土浆分布均匀，直接省略了施工人员利用振动泵进行夯实的工序，大大提供了注浆效果；

2、本发明桩孔注浆调节结构，当辊筒内部的空腔内注满混凝土浆时，空腔内的混凝土浆受到挤压通过小孔沿注浆管依次进入至注浆孔、缓冲腔、软管以及调节管中，且随着混凝土浆的注入，电机驱动辊筒开始反向缓慢地转动，使得两个注浆管重新缠绕在辊筒上，以使注浆头的上升与环空内混凝土浆液面的上升保持同步；

3、本发明桩孔注浆调节结构，电机采用步进电机，利用步进电机的高精准转速控制，提高注浆头的移动平稳性，且本技术方案通过机械替代人工，摒弃了传统注浆工艺中人工手持注浆管件进行注浆工序的方式，同时还可将注浆头的内外径之差保持与混凝土桩外壁与桩孔内壁之间的间距大小相同，即能有效防止在注浆工序快结束时防止混凝土浆外溢，避免形成过多的浪费，降低注浆成本，同时防止污染现场施工环境。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为隔板的结构示意图；

图3为图1中的局部放大图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-混凝土桩、2-注浆管、3-注浆孔、4-注浆头、5-缓冲腔、6-软管、7-隔板、8-调节管、9-凹槽、10-进料管、11-转轴、12-立柱、13-辊筒、14-万向球头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～3所示，本实施例包括辊筒13以及两个相互平行的立柱12，且所述辊筒13的两端分别通过转轴11转动设置两个所述立柱12上，沿每一个所述转轴11轴线在其内部开设有流道，进料管10与所述流道连通，在辊筒13内部设置与流道连通的空腔，在辊筒13的外圆周壁上开有两个小孔，每一个所述小孔上均连接有注浆管2，且所注浆管2的端部沿辊筒13的周向在辊筒13的外壁均匀缠绕后向桩孔内延伸；还包括内径与混凝土桩1外径相匹配的环形注浆头4，沿所述注浆头4的周向在其内部设有环状的缓冲腔5，在所述注浆头4上表面开有两个与缓冲腔5连通的注浆孔3，注浆孔3与注浆管2的延伸段端部连接，在所述注浆孔3下表面开有多个凹槽9，在每一个所述凹槽9的槽底开有与缓冲腔5连通的通孔，在凹槽9的槽壁上固定有隔板7，在隔板7上设有万向球头10，调节管8的上端贯穿所述万向球头10的中部与通孔对中，调节管8的下端沿通孔轴线向下延伸至局部突出于凹槽9的下端面，在通孔内设置有外径小于通孔内径的软管6，且软管6的两端分别与缓冲腔5的底部、调节管8的上端连接，且软管6的轴向长度大于所述通孔的轴线长度。

具体使用时，注浆头4的内径与混凝土桩1的外径相匹配，即注浆头4在下放时可沿混凝土桩1的外壁缓慢移动，直至移动到混凝土桩1的根部，此时，通过注浆管2向注浆头4内输送混凝土浆，混凝土浆在经过两个注浆孔3后快速在缓冲腔5内混合，以保证注浆头4下端面上的多个调节管8中均有混凝土浆喷出，且随着桩孔内混凝土浆水平高度的持续增长，施工人员在桩孔外向上牵引注浆头4，且保证桩孔的注浆量增长量与注浆头4上升的速率保持同步，混凝土浆直至将混凝土桩1与桩孔之间的环空部分完全填充，取出注浆头4，以完成注浆工序。其中，在混凝土浆进入注浆孔3后，沿缓冲腔5流动，通过多个软管6的分流，在混凝土桩1与桩孔的环空之间形成多个注浆点，以使得混凝土浆分布均匀，由于通孔内设置的软管6自身的轴向长度大于通孔的轴向长度，且软管6外径小于通孔的内径，使得软管6在受到混凝土浆的冲击时会发生不定向的摆动，而在凹槽9内与软管6下端连接的调节管8通过万向球头10转动设置在凹槽9内，即软管6的摆动会带动调节管8在凹槽9内发生不定向的摆动，且调节管8的摆动受限于万向球头10的转动幅度范围内，使得由调节管8末端喷射出的混凝土浆不会出现四处溅撒的情况发生，并且在缓冲腔5内分流而出的多股混凝土浆射流对已经堆积在环空中的混凝土浆具备一定的搅动效果，进而提高环空内注入的混凝土浆分布均匀，直接省略了施工人员利用振动泵进行夯实的工序，大大提供了注浆效果。

其中，注浆头4在上升时的驱动，采用机械驱动的方式，以此降低施工人沿的工作负荷，即在桩孔的开放端所处的水平面上间隔设置两个立柱12，用于注浆管2收卷的辊筒13的两端分别通过转轴11转动设置在两个立柱12上，注浆头4下方时，辊筒13正向转动，使得缠绕在辊筒13上的两个注浆管2沿混凝土桩与桩孔内壁之间的间隙下移，到注浆头4移动至混凝土桩的根部时，通过进料管10向流道内注入混凝土浆，当辊筒13内部的空腔内注满混凝土浆时，空腔内的混凝土浆受到挤压通过小孔沿注浆管2依次进入至注浆孔3、缓冲腔5、软管6以及调节管8中，且随着混凝土浆的注入，电机驱动辊筒13开始反向缓慢地转动，使得两个注浆管2重新缠绕在辊筒13上，以使注浆头4的上升与环空内混凝土浆液面的上升保持同步；并且，电机采用步进电机，利用步进电机的高精准转速控制，提高注浆头4的移动平稳性，且本技术方案通过机械替代人工，摒弃了传统注浆工艺中人工手持注浆管件进行注浆工序的方式，同时还可将注浆头4的内外径之差保持与混凝土桩外壁与桩孔内壁之间的间距大小相同，即能有效防止在注浆工序快结束时防止混凝土浆外溢，避免形成过多的浪费，降低注浆成本，同时防止污染现场施工环境。

进一步地，由于调节管8为活动部件，而软管6受限于自身材料使得其在混凝土浆环境下的使用寿命相对较短，对此，申请人利用固定在凹槽9内的隔板7，不仅能够对调节管8起到一定的支撑作用，还能将软管6与环空内的混凝土浆环境隔绝开，在最大程度上延续软管6的使用寿命。

实施例2

如图1～3所示，本实施例中，所述缓冲腔5的纵向截面呈圆形。所述缓冲腔5的纵向截面呈圆形，使得由两个注浆孔3进入的混凝土浆能够快速将整个缓冲腔5注满，以快速实现在注浆头4底面的多次分流，并且在注浆完成后，需要对注浆管2以及注浆头4进行清洗，而缓冲腔5圆形的内壁不容易附着有残留的混凝土浆，以方便下次桩孔注浆时混凝土浆的顺利通过。

作为优选，由于桩孔与混凝土桩1均呈圆柱形，即在向桩孔与混凝土桩1之间的环空进行注浆工序时，多个凹槽9处于注浆头4下端面圆周的等分点上，使得多个调节管8对应的点位同样处于注浆头4下端面圆周的等分点上，多个调节管8中混凝土浆在单位时间内注入环空的流量大致保持相同，使得环空中的混凝土浆在搅拌均匀的前提下，环空内的混凝土浆液面实现平稳上升。

作为优选，软管6的轴向长度为所述通孔轴向长度的1.2～1.3倍，确保软管6在通孔内的空间占用比例适中，即当软管6的轴向长度小于所述通孔轴向长度的1.2倍时，软管6无法带动调节管8进行一定幅度的摆动；而当软管6的轴向长度大于所述通孔轴向长度的1.3倍时，软管6占用通孔内过多的空间，即导致软管6本身所产生的幅度过小，同样无法带动调节管8进行摆动。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.桩孔注浆调节结构，包括辊筒(13)以及两个相互平行的立柱(12)，且所述辊筒(13)的两端分别通过转轴(11)转动设置两个所述立柱(12)上，其特征在于：沿每一个所述转轴(11)轴线在其内部开设有流道，进料管(10)与所述流道连通，在辊筒(13)内部设置与流道连通的空腔，在辊筒(13)的外圆周壁上开有两个小孔，每一个所述小孔上均连接有注浆管(2)，且所注浆管(2)的端部沿辊筒(13)的周向在辊筒(13)的外壁均匀缠绕后向桩孔内延伸；还包括内径与混凝土桩(1)外径相匹配的环形注浆头(4)，沿所述注浆头(4)的周向在其内部设有环状的缓冲腔(5)，在所述注浆头(4)上表面开有两个与缓冲腔(5)连通的注浆孔(3)，注浆孔(3)与注浆管(2)的延伸段端部连接，在所述注浆孔(4)下表面开有多个凹槽(9)，在每一个所述凹槽(9)的槽底开有与缓冲腔(5)连通的通孔，在凹槽(9)的槽壁上固定有隔板(7)，在隔板(7)上设有万向球头(10)，调节管(8)的上端贯穿所述万向球头(10)的中部与通孔对中，调节管(8)的下端沿通孔轴线向下延伸至局部突出于凹槽(9)的下端面，在通孔内设置有外径小于通孔内径的软管(6)，且软管(6)的两端分别与缓冲腔(5)的底部、调节管(8)的上端连接，且软管(6)的轴向长度大于所述通孔的轴线长度。

2.根据权利要求1所述的桩孔注浆调节结构，其特征在于：所述隔板(7)将所述凹槽(9)内部分隔成两个相互独立的区域。

3.根据权利要求1所述的桩孔注浆调节结构，其特征在于：所述缓冲腔(5)的纵向截面呈圆形。

4.根据权利要求1所述的桩孔注浆调节结构，其特征在于：多个所述凹槽(9)分别处于所述注浆头(4)下端面圆周的等分点上。

5.根据权利要求1所述的桩孔注浆调节结构，其特征在于：所述软管(6)的轴向长度为所述通孔轴向长度的1.2～1.3倍。