CN115492086A - 一种后注浆钢管桩及注浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后注浆钢管桩及注浆方法，该后注浆钢管桩包括钢管桩、注浆管和排气管，钢管桩径向设置有多个隔板，相邻两个隔板之间形成注浆封闭空间，注浆管沿钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，在若干个注浆封闭空间内设置有出浆口，用于向注浆封闭空间内注浆，排气管沿钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，在若干个注浆封闭空间内设置有排气口，用于在向注浆封闭空间内注浆时，注浆封闭空间向外排气。本发明通过向钢管桩的桩身内设置的多个注浆封闭空间注浆，形成多段实体桩身，在提高钢管桩整体刚度的同时，能够根据施工土体工况选择实体桩身的段数，降低注浆成本，解决了目前钢管桩抗弯刚度不高、施工难度大、用材浪费的技术问题。

Description

一种后注浆钢管桩及注浆方法

技术领域

本发明涉及钢管桩技术领域，尤其涉及到一种后注浆钢管桩及注浆方法。

背景技术

目前，钢管桩因其技术成熟、质量可靠、施工速度快等因素被广泛应用于工程建设领域，但因其形状和材质特点，决定了钢管桩的抗弯刚度（截面弯曲刚度）较其他建筑材料小，为了获得较大的抗弯刚度，必须加大桩径或增加管壁厚度，造成材料上的浪费、施工难度上的增加，尤其在钢管桩应用于抵抗水平力为主的工况下（如基坑、边坡支护等），浪费更加严重。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种后注浆钢管桩及注浆方法，旨在解决目前钢管桩在面对抵抗水平力为主的工况时，抗弯刚度不高、施工难度大、用材浪费、单桩的竖向承载力不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种后注浆钢管桩，包括：

钢管桩，径向设置有多个隔板，相邻两个隔板之间形成注浆封闭空间；

注浆管，沿所述钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管在若干个注浆封闭空间内设置有出浆口，用于向注浆封闭空间内注浆；

排气管，沿所述钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管在若干个注浆封闭空间内设置有排气口，用于在向注浆封闭空间内注浆时，注浆封闭空间向外排气。

可选的，所述隔板包括顶部隔板和底部隔板，所述出浆口和所述排气口在若干个注浆封闭空间内靠所述顶部隔板下侧设置。

可选的，所述钢管桩的底部采用闭口的桩尖结构或开口的桩尖结构。

可选的，所述注浆封闭空间的桩壁和/或桩尖结构的斜壁设有若干个注浆孔，所述注浆孔用于向钢管桩外侧的土体注浆。

可选的，每个所述注浆孔装设有孔塞结构体，所述孔塞结构体在所述注浆封闭空间的注浆压力达到预设条件时被推出注浆孔。

可选的，每个注浆封闭空间的孔塞结构体被推出注浆孔时对应的注浆压力独立设置。

可选的，所述孔塞结构体包括相互连接的孔塞部和限位部，所述孔塞结构体装设于所述注浆孔时，所述孔塞部位于所述注浆孔内，所述限位部位于所述钢管桩外侧。

可选的，所述注浆管与所述排气管在所述钢管桩内相对设置。

可选的，所述注浆管的注浆口设有注浆管封闭帽，所述排气管的出气口设有排气管封闭帽。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种注浆方法，采用如上所述的后注浆钢管桩，所述方法包括：

S1：钢管桩沉桩施工完成后，在预设注浆压力下，向注浆管内注浆；

S2：当浆液由下至上通过出浆口注入每个由顶板和底板构成的注浆封闭空间，并经由排气管的出气口流出时，停止注浆；

S3：封闭注浆管的注浆口和排气管的出气口，待注浆封闭空间内的浆液凝固后，形成多段实体桩身。

可选的，预设注浆压力为常规大气压力。

可选的，当所述注浆封闭空间的桩壁和/或桩尖结构的斜壁设有若干个注浆孔，每个所述注浆孔装设有孔塞结构体时，所述步骤S3，具体包括：

S31：封闭排气管的出气口，加压注浆，直至注浆孔上的孔塞结构体在浆液的压力下被推出注浆孔，并将浆液注入钢管桩外侧的土体；

S32：待向钢管桩外侧的土体的注浆量和/或注浆压力达到预设条件时，停止注浆，封闭注浆管的注浆口，待注浆封闭空间内和钢管桩外侧的浆液凝固后，形成多段实体桩身和桩身外的多个加固体。

本发明实施例提出的一种后注浆钢管桩及注浆方法，该后注浆钢管桩包括钢管桩、注浆管和排气管，钢管桩径向设置有多个隔板，相邻两个隔板之间形成注浆封闭空间，注浆管沿所述钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，在若干个注浆封闭空间内设置有出浆口，用于向注浆封闭空间内注浆，排气管沿所述钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，在若干个注浆封闭空间内设置有排气口，用于在向注浆封闭空间内注浆时，注浆封闭空间向外排气。本发明通过向钢管桩的桩身内设置的多个注浆封闭空间注浆，形成多段实体桩身，在提高钢管桩整体刚度的同时，能够根据施工土体工况，选择实体桩身的段数，保证注浆成本和钢管桩强度，解决了目前钢管桩在面对抵抗水平力为主的工况时，抗弯刚度不高、施工难度大、用材浪费、单桩的竖向承载力不高的技术问题。

附图说明

图1为本发明中一种钢管桩的第一结构示意图；

图2是本发明中一种钢管桩的第二结构示意图；

图3是本发明中注浆方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-钢管桩；2-注浆管；3-出浆口；4-排气管；5-排气口；6-隔板；7-注浆孔；8-孔塞结构体；9-注浆管封闭帽；10-排气管封闭帽。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

需要说明，发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在发明要求的保护范围之内。

目前，在相关技术领域，现有钢管桩抗弯刚度不高、施工难度大、用材浪费。

为了解决这一问题，提出本发明后注浆钢管桩及注浆方法的各个实施例。本发明提供的后注浆钢管桩及注浆方法通过向钢管桩的桩身内设置的多个注浆封闭空间注浆，形成多段实体桩身，在提高钢管桩整体刚度的同时，能够根据施工土体工况，选择实体桩身的段数，保证注浆成本和钢管桩强度，解决了目前钢管桩在面对抵抗水平力为主的工况时，抗弯刚度不高、施工难度大、用材浪费的技术问题。

本发明提供了一种后注浆钢管桩的第一实施例。

本实施例中，后注浆钢管桩包括钢管桩1、注浆管2和排气管4。

需要说明的是，参照图1，钢管桩1径向设置有多个隔板6，相邻两个隔板6之间形成注浆封闭空间；注浆管2沿所述钢管桩1的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管2在若干个注浆封闭空间内设置有出浆口3，用于向注浆封闭空间内注浆；排气管4沿所述钢管桩1的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管2在若干个浆封闭空间内设置有排气口5，用于在向注浆封闭空间内注浆时，注浆封闭空间向外排气。

在优选的实施例中，隔板6包括顶部隔板6和底部隔板6，所述出浆口3和所述排气口5在若干个注浆封闭空间内靠所述顶部隔板6下侧设置。

由此，每个注浆封闭空间在被注浆时能够将该空间注满，在下侧的注浆封闭空间注满后才进行上侧的注浆，进而在注浆完成时，若干个设有出浆口3和排气口5的注浆封闭空间皆被注满浆液，尽可能提升钢管桩1的整体强度，避免注浆封闭空间中的空间浪费。

在优选的实施例中，钢管桩1的底部采用闭口的桩尖结构或开口的桩尖结构。在采用闭口的桩尖结构时，该钢管桩1的最下端由闭口的桩尖结构和一块顶板构成注浆封闭空间；在采用开口的桩尖结构时，该钢管桩1的最下端开口与土体直接接触，注浆时将浆液注入土体，在浆液凝固后，土体与浆液共同组成加固体，提高钢管桩1防偏移性和稳定性。

在优选的实施例中，如图2所示，钢管桩1内的注浆管2和排气管4可设置为多个，且注浆管2与排气管4在钢管桩1内相对设置。

由此，将注浆管2与排气管4设置于钢管桩1内尽可能远的位置，能够防止注浆管2注浆时，浆液在充满注浆封闭空间之前将排气管4堵住，导致下侧注浆封闭空间为被注满就执行上侧注浆封闭空间的注浆的情况。进而，通过相对设置的方式，能够尽可能提升钢管桩1的整体强度，避免注浆封闭空间中的空间浪费。

在优选的实施例中，为了提高钢管桩1在不同土体工况施工的适应性，进一步降低钢管桩1注浆耗材，还可对钢管桩1中的注浆封闭空间进行选择性注浆，即，选择性的在若干个注浆封闭空间设置注浆管2的出浆口3和排气管4的排气口5。

具体而言，在沉桩施工前，先通过探测施工位置下不同深度的土体工况，再根据不同的土体工况，对钢管桩1不同位置的注浆封闭空间设置注浆管2的出浆口3和排气管4的排气口5，此时，注浆管2的出浆口3和排气管4的排气口5在不同注浆封闭空间内设置，在注浆后能够在预设位置形成多段实体桩身，且实体桩身位置与不同深度的土体工况相适配，以使钢管桩1在不同深度的抗弯刚度与土体工况相关联。

例如：在探测到施工位置的第一深度位置的土体具有应力大、土层蠕动活跃等特点时，则在此深度位置对应的注浆封闭空间内设置注浆管2的出浆口3和排气管4的排气口5，以在该段形成实体桩身，提高钢管桩1此深度位置的抗弯刚度。

又例如：在探测到施工位置的第二深度位置具有应力小、土层蠕动不活跃等特点时，则将此深度位置对应的注浆封闭空间内不设置注浆管2的出浆口3和排气管4的排气口5，由于其土体本身具有的特性，钢管桩1在此处不容易受到应力而变形弯曲，此时，可通过不执行注浆，节省浆液耗材。

基于上述方式，在探测施工位置下不同深度的土体工况后，根据土体工况选择性的在注浆封闭空间内设置注浆管2的出浆口3和排气管4的排气口5，以控制钢管桩1内多段实体桩身形成的位置，在提高钢管桩1抗弯刚度的同时，节省浆液耗材。

本实施例中，提供了一种后注浆钢管桩，考虑钢管桩1在沉桩施工中，需要承受一定的抗压、抗弯外力，既要能保证沉入到设计深度、又要保证在沉桩过程中保持桩身的完整性且不能变形，这就要求钢管桩1自身需要有一定的强度和刚度。本实施例采用选择性的分段注浆，根据实际施工土层工况需求设计形成实体桩身的数量和位置，既可提高钢管桩1的整体刚度以满足设计要求、又可大量节约注浆量以节约成本。

本发明还提供了一种后注浆钢管桩的第二实施例。

本实施例中，后注浆钢管桩包括钢管桩1、注浆管2和排气管4。

需要说明的是，钢管桩1径向设置有多个隔板6，相邻两个隔板6之间形成注浆封闭空间；注浆管2沿所述钢管桩1的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管2在若干个注浆封闭空间内设置有出浆口3，用于向注浆封闭空间内注浆；排气管4沿所述钢管桩1的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管2在若干个浆封闭空间内设置有排气口5，用于在向注浆封闭空间内注浆时，注浆封闭空间向外排气。

在上述内容的基础上，本实施例中，注浆封闭空间的桩壁和/或桩尖结构的斜壁设有若干个注浆孔7，所述注浆孔7用于向钢管桩1外的土体注浆。

由此，可通过在注浆封闭空间的桩壁和桩尖结构的斜壁上设置注浆孔7，利用该注浆孔7将浆液注入到钢管桩1环外周的土体内，在浆液凝固后，土体与浆液共同组成多个加固体，可提高桩侧摩阻力和桩端阻力，从而大大提供单桩竖向承载力及水平承载力，进而降低单位承载力成本。

需要说明的是，所述注浆管2的注浆口设有注浆管封闭帽9，所述排气管4的出气口设有排气管封闭帽10。

容易理解的，为了实现向钢管桩1环外周的土体内注浆，需要先完成钢管桩1内若干个注浆封闭空间的注浆动作，再执行向土体注浆动作。因此，本实施例通过在注浆管2的注浆口设置注浆管封闭帽9，在排气管4的出气口设置排气管封闭帽10，在完成钢管桩1内若干个注浆封闭空间的注浆动作后，将排气管封闭帽10关闭，将钢管桩1内构造成密闭空间，即可通过增加注浆压力将浆液注入注浆孔7内。

在优选的实施例中，每个所述注浆孔7装设有孔塞结构体8，所述孔塞结构体8在所述注浆封闭空间的注浆压力达到预设条件时被推出注浆孔7。

容易理解的，为了实现先钢管桩1内再钢管桩1外的注浆顺序，开在注浆孔7装设孔塞结构体8，在钢管桩1内的注浆完成后，通过注浆压力将孔塞结构体8推出注浆孔7，进而实现钢管桩1外的注浆。

在优选的实施例中，孔塞结构体8包括相互连接的孔塞部和限位部，所述孔塞结构体8装设于所述注浆孔7时，所述孔塞部位于所述注浆孔7内，所述限位部位于所述钢管桩1外。本实施例中，孔塞结构体8可采用铆钉。

在优选的实施例中，为了提高钢管桩1在不同土体工况施工的适应性，进一步提升桩侧摩阻力和桩端阻力，从而大大提供单桩竖向承载力及水平承载力，进而降低单位承载力成本，还可将每个注浆封闭空间的孔塞结构体8被推出注浆孔7时对应的注浆压力独立设置。

具体而言，在沉桩施工前，先通过探测施工位置下不同深度的土体工况，再根据不同的土体工况，对钢管桩1不同位置的注浆封闭空间设置注浆孔7和孔塞结构体8，此时，注浆孔7和孔塞结构体8的连接松紧度可与不同的土体工况相适配，以使钢管桩1外的注浆顺序和注浆量与该位置的土体工况相关。

例如：在探测到施工位置的第三深度位置的土体具有松软、多孔隙或土体摩擦力小等特点时，则将此深度位置对应的注浆封闭空间的注浆孔7和孔隙结构体的连接松紧度设置为更小，在进行钢管桩1外的注浆时，通过逐渐增大注浆压力，该注浆封闭空间的孔塞结构体8能够更早的被推出，进而更先对该位置的钢管桩1***土体进行注浆，在注浆结束后在其周身形成更大的加固体，提升桩侧摩阻力和桩端阻力，从而大大提供单桩竖向承载力及水平承载力，进而降低单位承载力成本。

又例如：在探测到施工位置的第四深度位置具有坚硬、少空隙或土体摩擦力大等特点时，则将此深度位置对应的注浆封闭空间的注浆孔7和孔隙结构体的连接松紧度设置为更大，在进行钢管桩1外的注浆时，由于其土体本身具有的特性，钢管桩1沉桩施工后本身就有较好的抵抗水平力的防偏移性、稳定性和抗拔承载力，此时，可通过稍晚的时间进行钢管桩1外的注浆，在其周身形成的加固体也更小，节省浆液耗材。

基于上述方式，在探测施工位置下不同深度的土体工况后，对每个注浆封闭空间对应的注浆孔7和孔塞结构体8的松紧度进行独立设置，以控制每个注浆封闭空间外对应位置形成的加固体的大小，在提升桩侧摩阻力和桩端阻力，提供单桩竖向承载力及水平承载力，降低单位承载力成本的同时，节省浆液耗材。

需要说明的是，注浆孔7和孔塞结构体8的连接松紧度可通过设置注浆孔7和孔塞结构体8不同的连接直径尺寸或设置不同过盈配合尺寸来实现。

本实施例中，提供一种后注浆钢管桩，考虑钢管桩1在沉桩施工后，需要具备一定的抵抗水平力的防偏移性、稳定性和抗拔承载力。本实施例采用控制向钢管桩1外注浆的顺序与注浆量，根据实际施工土层工况需求设计形成加固体的大小和位置，既可提升桩侧摩阻力和桩端阻力，提供单桩竖向承载力及水平承载力，降低单位承载力成本以满足设计要求、又可大量节约注浆量以节约成本。

本发明还提供了一种注浆方法的实施例。

本实施例中，如图3所示，该注浆方法采用如前实施例所述的后注浆钢管桩，该注浆方法，具体包括：

S1：钢管桩沉桩施工完成后，在预设注浆压力下，向注浆管内注浆；

S2：当浆液由下至上通过出浆口注入若干个由顶板和底板构成的注浆封闭空间，并经由排气管的出气口流出时，停止注浆；

S3：封闭注浆管的注浆口和排气管的出气口，待注浆封闭空间内的浆液凝固后，形成多段实体桩身。

由此，本实施例采用选择性的分段注浆，根据实际施工土层工况需求设计形成实体桩身的数量和位置，既可提高钢管桩的整体刚度以满足设计要求、又可大量节约注浆量以节约成本。

在优选的实施例中，预设注浆压力为常规大气压力。

在优选的实施例中，当所述注浆封闭空间的桩壁和/或桩尖结构的斜壁设有若干个注浆孔，每个所述注浆孔装设有孔塞结构体时，步骤S3，具体包括：

S31：封闭排气管的出气口，加压注浆，直至注浆孔上的孔塞结构体在浆液的压力下被推出注浆孔，并将浆液注入钢管桩外侧的土体；

S32：待向钢管桩外侧的土体的注浆量和/或注浆压力达到预设条件时，停止注浆，封闭注浆管的注浆口，待注浆封闭空间内和钢管桩外侧的浆液凝固后，形成多段实体桩身和桩身外的多个加固体。

由此，本实施例采用控制向钢管桩外侧注浆的顺序与注浆量，根据实际施工土层工况需求设计形成加固体的大小和位置，既可提升桩侧摩阻力和桩端阻力，提供单桩竖向承载力及水平承载力，降低单位承载力成本以满足设计要求、又可大量节约注浆量以节约成本。

本发明注浆方法的其他实施例或具体实现方式可参照上述各后注浆钢管桩实施例，此处不再赘述。

以上仅为发明的优选实施例，并非因此限制发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种后注浆钢管桩，其特征在于，包括：

钢管桩，径向设置有多个隔板，相邻两个隔板之间形成注浆封闭空间；

注浆管，沿所述钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管在若干个注浆封闭空间内设置有出浆口，用于向注浆封闭空间内注浆；

排气管，沿所述钢管桩的桩壁内侧轴向通长设置，所述注浆管在若干个浆封闭空间内设置有排气口，用于在向注浆封闭空间内注浆时，注浆封闭空间向外排气。

2.如权利要求1所述的后注浆钢管桩，其特征在于，所述隔板包括顶部隔板和底部隔板，所述出浆口和所述排气口在若干个注浆封闭空间内靠所述顶部隔板下侧设置。

3.如权利要求1所述的后注浆钢管桩，其特征在于，所述钢管桩的底部采用闭口的桩尖结构或开口的桩尖结构。

4.如权利要求3所述的后注浆钢管桩，其特征在于，所述注浆封闭空间的桩壁和/或桩尖结构的斜壁设有若干个注浆孔，所述注浆孔用于向钢管桩外侧的土体注浆。

5.如权利要求4所述的后注浆钢管桩，其特征在于，每个所述注浆孔装设有孔塞结构体，所述孔塞结构体在所述注浆封闭空间的注浆压力达到预设条件时被推出注浆孔。

6.如权利要求5所述的后注浆钢管桩，其特征在于，每个注浆封闭空间的孔塞结构体被推出注浆孔时对应的注浆压力独立设置。

7.如权利要求5所述的后注浆钢管桩，其特征在于，所述孔塞结构体包括相互连接的孔塞部和限位部，所述孔塞结构体装设于所述注浆孔时，所述孔塞部位于所述注浆孔内，所述限位部位于所述钢管桩外侧。

8.如权利要求1所述的后注浆钢管桩，其特征在于，所述注浆管的注浆口设有注浆管封闭帽，所述排气管的出气口设有排气管封闭帽。

9.一种注浆方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的后注浆钢管桩，所述方法包括：

S1：钢管桩沉桩施工完成后，在预设注浆压力下，向注浆管内注浆；

S2：当浆液由下至上通过出浆口注入若干个由顶板和底板构成的注浆封闭空间，并经由排气管的出气口流出时，停止注浆；

S3：封闭注浆管的注浆口和排气管的出气口，待注浆封闭空间内的浆液凝固后，形成多段实体桩身。

10.如权利要求9所述的注浆方法，其特征在于，当所述注浆封闭空间的桩壁和/或桩尖结构的斜壁设有若干个注浆孔，每个所述注浆孔装设有孔塞结构体时，所述步骤S3，具体包括：

S31：封闭排气管的出气口，加压注浆，直至注浆孔上的孔塞结构体在浆液的压力下被推出注浆孔，并将浆液注入钢管桩外侧的土体；

S32：待向钢管桩外侧的土体的注浆量和/或注浆压力达到预设条件时，停止注浆，封闭注浆管的注浆口，待注浆封闭空间内和钢管桩外侧的浆液凝固后，形成多段实体桩身和桩身外的多个加固体。

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