一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件的制作方法

1.本实用新型涉及一种注浆组件及施工方法，具体的是涉及一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件，主要是用于提高岩溶地区灌注桩浇筑成型质量，属于地下工程封堵、加固技术领域。


背景技术：

2.通常来说，随着城镇开发建设加快、地下空间逐步开发利用，建筑渣土产生量逐年增加。据估算，近年来我国建筑渣土的年产量高达数亿至数十亿m3，仅郑州市在2015年就产生渣土1亿m3，深圳市的渣土年产量在5千万m3以上。目前，渣土违法倾倒排放现象非常突出；即使堆填在正规排土场，也存在长期占地的弊端。渣土本身也是一种矿物资源，将其大规模合理资源化利用是较为理想的处理方式。
3.岩溶地区占我国西南幅员面积的三分之一以上。为了确保岩溶地区建构筑物的安全及正常使用，通常会选择桩基础，其中，钻孔灌注桩是最为常用的一种桩型。但是，在桩孔穿过溶洞、裂隙及溶蚀发育区域时，桩孔侧壁存在大量不规则孔洞、孔隙及裂隙。当灌注桩浇筑时混凝土容易漏浆，就会出现如下问题：一方面是充盈系数过大，有的甚至高达数十；另一方面是出现断桩、空洞等，严重影响桩基质量。从而给工程带来极大安全隐患及造价大幅度上涨。
4.目前，传统的处理方法有注浆法、钢护筒跟进法等，但存在以下不足：
5.①
费用过高。常见的传统注浆材料，如水泥浆、水泥砂浆和素混凝土等，可以填充岩溶中的溶洞、裂隙及溶蚀，对成桩质量提高有效。但是，这些注浆材料费用较高；另外，传统注浆材料往往凝固后强度极高，而采用桩基础本就能满足承载力和变现要求，无需再对场地做过度加固，是一种极大的浪费。
6.②
工序复杂、工期延长。通过改进现有的钻孔桩灌注工艺，也能达到提高桩基质量的效果。但因为要增加额外的构件及措施，此类方法费用较高，且施工过程较为复杂，如《适用于具有连通性通道的岩溶地区的灌注桩(cn105544508a)，大面积实施推广有较大的难度。尤其是对于岩溶地区进行工程施工时，本身也会生成大量渣土，如何妥善处理是一大难题。
7.因此，需研制一种实用性较强以及工作可靠性较高的岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件及施工方法是解决上述技术问题的关键所在。


技术实现要素：

8.针对上述背景技术中存在的诸多缺陷与不足，本实用新型一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件对此进行了改进和创新，目的在于提供一种结构简单，安装灵活、提高效率，保证质量，既可降低施工成本，也可减小质量以及安全隐患，同时，在灌注桩浇筑时也可以有效防止混凝土因落差过大导致离析等质量问题，保证施工质量，减少经济损失，在保证混凝土质量的前提下完成灌注桩灌注。
9.本实用新型另一个实用新型目的是实现利用渣土制备注浆材料，满足对岩溶地区溶洞、裂隙、溶隙等的填充，提高岩溶地区嵌岩型灌注桩的施工质量，一方面可以就地取材，实现了渣土的废物利用；另一方面降低了桩基施工的工程造价，提高了成桩质量。
10.本实用新型的还一个实用新型目的是方法简单易行，灌注桩质量缺陷修补的工期短，对整个工程的工期影响不大，通过合理的施工安排，亦可将工期影响减少到最小，修补施工成本低：本工艺相对于常规处理方法来讲，设备较单一且施工方法简单易行。
11.为解决上述问题并达到上述的实用新型目的，本实用新型一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件是通过采用下列的设计结构以及采用下列的技术方案来实现的：
12.作为本实用新型一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件的改进，包括注浆泵，还包括注浆管(1)和注浆塞(2)以及注浆软管(3)，其中，注浆塞(2)的一端可拆卸连接注浆管(1)，注浆管(1)的进口端外壁上对称设有吊耳(4)，注浆管(1)的出口端端部延伸设有出浆嘴(5)；注浆塞(2)的另一端可拆卸连接注浆软管(3)，注浆软管(3)连接注浆泵。
13.作为本实用新型上述的改进，所述注浆管(1)整体为两端开口、内部中空的管状体构件。
14.作为本实用新型上述的进一步改进，所述注浆塞(2)为气压式注浆塞。
15.作为本实用新型上述的更进一步改进，所述注浆塞(2)一端与注浆管(1)为插拔式套接，注浆塞(2)另一端与注浆软管(3)螺纹连接。
16.作为本实用新型上述的又进一步改进，所述吊耳(4)整体为“c型”或“u型”或者是弧形状结构，吊耳(4)固定连接注浆管(1)。
17.作为本实用新型上述的再进一步改进，所述出浆嘴(5)为内部中空的喇叭状或圆台状，出浆嘴(5)与注浆管(1)之间为连体结构或分体结构。
18.作为本实用新型上述的再更进一步改进，所述连体结构为出浆嘴(5)与注浆管(1)之间为焊接连接或者直接加工为一体成型结构；所述分体结构为出浆嘴(5)与注浆管(1)之间为螺纹连接或者卡合连接。
19.作为本实用新型上述的又再更进一步改进，所述注浆泵为双缸活塞式水泥注浆机。
20.作为本实用新型上述的又再更加进一步改进，在注浆泵、注浆管(1)和注浆塞(2)以及注浆软管(3)的外表面上均从内至外依序喷涂有注塑层和防锈层以及警示层，警示层上涂有荧光粉。
21.作为本实用新型上述的还更加进一步改进，在注塑层上注塑有高分子耐磨材料；所述防锈层包括环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆以及位于环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆之间的环氧云铁中间漆；所述警示层为黄色或黑色的反光警示带或反光色膜或反光漆。
22.工作原理是：上述设计结构的一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件在进行使用之前，需要将其加以安装作为备用。
23.安装之前，施工人员将其注浆管(1)通过搭吊装置勾住吊耳(4)将其吊运至实际的施工浇筑场地待为安装。
24.安装时，勘察孔(6)开挖完成后，施工人员将注浆管(1)安装固定在勘察孔(6)内，即将注浆管(1)插入至勘察孔(6)内，然后将注浆塞(2)一端与注浆管(1)为插拔式套接，注浆塞(2)另一端与注浆软管(3)螺纹连接，最后将注浆软管(3)连接注浆泵，安装连接完成之
后，随即可进行工作。
25.工作时，只需通过注浆软管(3)和注浆塞(2)浇筑注浆浆液(11)或者是水泥土浆(12)，浆浆液(11)或者是水泥土浆(12)经过注浆软管(3)和注浆塞(2)进入注浆管(1)内最后经注浆管(1)的出浆嘴(5)掉落至溶洞(9)和裂隙(10)，最后清洗注浆管(1)和注浆塞(2)以及注浆软管(3)，随后加以修复清理后进行回收循环利用。
26.本实用新型适用于岩溶地区灌注桩修补浇筑施工。
27.本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：
28.1、本实用新型利用渣土制备注浆材料，满足对岩溶地区溶洞、裂隙、溶隙等的填充，提高岩溶地区嵌岩型灌注桩的施工质量，一方面可以就地取材，实现了渣土的废物利用；另一方面降低了桩基施工的工程造价，提高了成桩质量；
29.2、本实用新型利用流态水泥土处理岩溶地区溶洞和裂隙，适合岩溶地区在桩基施工遇到溶洞及裂隙的情况，对于溶洞裂隙来说，普通的水泥浆很难深入其中，尤其是那种开口向下的裂隙或溶洞，由于普通的水泥浆流动性不够，单靠水头压力无法将裂隙、溶洞充满，本实用新型根据工程性质和土体性质配制满足施工需求的流态水泥土，可通过注浆泵加压注浆，使水泥土充分填充孔内的溶洞和裂隙并固化，以保证工程正常施工；
30.3、本实用新型施工便捷，工期短。在勘察孔的基础上进行施工，提高了施工效率；
31.4、本实用新型取材方便，具有较大的经济性，渣土及回填土可就地取材，成本较低，能够提高岩溶地区灌注桩嵌岩段的成桩质量，且施工及材料成本较低；
32.5、本实用新型施工可行性、可操作性强，对本场地和类似地层的适应性强，对提高单桩承载力、减少桩基沉降、确保桩基工程质量有重要意义；
33.6、本实用新型具有设计结构简单，安装灵活、提高效率，能定型化加工并保证质量，同时，还可降低施工成本，也可减小质量隐患；
34.7、本实用新型设计结构简单，安装灵活、提高效率，保证质量，既可降低施工成本，也可减小质量以及安全隐患，同时，在灌注桩浇筑时也可以有效防止混凝土因落差过大导致离析等质量问题，保证施工质量，减少经济损失，在保证混凝土质量的前提下完成灌注桩灌注；
35.8、由于本实用新型方法简单易行，灌注桩质量缺陷修补的工期短，对整个工程的工期影响不大，通过合理的施工安排，亦可将工期影响减少到最小，修补施工成本低：本工艺相对于常规处理方法来讲，设备较单一且施工方法简单易行；
36.9、本实用新型的注浆组件的外部上涂防锈漆，因此可以防止生锈的同时也延长了整个注浆组件的使用寿命，实现环保的同时也节省了资源，同时，在注浆组件的外部涂有可以自发光的荧光材料，可以在夜间或者黑暗室内以及地下施工环境清楚地标示该注浆组件的位置，能有效地起到安全提示的作用，提高醒目度，易于人们辨别，增加施工和生活中的安全性。
附图说明
37.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
38.图1是本实用新型的使用状态示意图之一；
39.图2是本实用新型的使用状态示意图之二；
40.图3是本实用新型的使用状态示意图之三；
41.图4是图3所示a
‑
a位置的剖视图；
42.图5是本实用新型的使用状态示意图之四；
43.图6是图5所示b
‑
b位置的剖视图；
44.图7是本实用新型的整体结构示意图；
45.图8是本实用新型的注浆管(1)部件的整体结构示意图；
46.图9是本实用新型的另一种设计结构的注浆管(1)与注浆塞(2)部件的分解连接关系示意图；
47.图10是本实用新型的另一种设计结构的注浆管(1)与注浆塞(2)部件的组合连接关系示意图；
48.图11是本实用新型的施工流程框图；
49.其中，图中标号：1—注浆管，2—注浆塞，3—注浆软管，4—吊耳，5—出浆嘴，6—勘察孔，7—桩孔，8—原土层，9—溶洞，10—裂隙，11—注浆浆液，12—水泥土浆。
具体实施方式
50.为了使本实用新型实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型的技术方案作更进一步详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
51.如说明书附图所示的一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件，包括注浆泵，还包括注浆管1和注浆塞2以及注浆软管3，其中，注浆塞2的一端可拆卸连接注浆管1，注浆管1的进口端外壁上对称设有吊耳4，注浆管1的出口端端部延伸设有出浆嘴5；注浆塞2的另一端可拆卸连接注浆软管3，注浆软管3连接注浆泵。
52.进一步的，注浆管1整体为两端开口、内部中空的管状体构件。
53.进一步的，注浆塞2为气压式注浆塞。
54.进一步的，注浆塞2一端与注浆管1为插拔式套接，注浆塞2另一端与注浆软管3螺纹连接。
55.进一步的，吊耳4整体为“c型”或“u型”或者是弧形状结构，吊耳4固定连接注浆管1。
56.进一步的，出浆嘴5为内部中空的喇叭状或圆台状，出浆嘴5与注浆管1之间为连体结构或分体结构。
57.具体的，连体结构为出浆嘴5与注浆管1之间为焊接连接或者直接加工为一体成型结构；所述分体结构为出浆嘴5与注浆管1之间为螺纹连接或者卡合连接。
58.进一步的，注浆泵为双缸活塞式水泥注浆机。
59.进一步的，在注浆泵、注浆管1和注浆塞2以及注浆软管3的外表面上均从内至外依序喷涂有注塑层和防锈层以及警示层，警示层上涂有荧光粉。
60.具体的，在注塑层上注塑有高分子耐磨材料；所述防锈层包括环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆以及位于环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆之间的环氧云铁中间漆；所述警示层为黄色或黑色的反光警示带或反光色膜或反光漆。
61.综上所述，本实用新型更为具体的实施方式是：
62.上述设计结构的一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件在进行使用之前，需要将其加以安装作为备用。
63.安装之前，施工人员将其注浆管1通过搭吊装置勾住吊耳4将其吊运至实际的施工浇筑场地待为安装。
64.安装时，勘察孔6开挖完成后，施工人员将注浆管1安装固定在勘察孔6内，即将注浆管1插入至勘察孔6内，然后将注浆塞2一端与注浆管1为插拔式套接，注浆塞2另一端与注浆软管3螺纹连接，最后将注浆软管3连接注浆泵，安装连接完成之后，随即可进行工作。
65.工作时，只需通过注浆软管3和注浆塞2浇筑注浆浆液11或者是水泥土浆12，浆浆液11或者是水泥土浆12经过注浆软管3和注浆塞2进入注浆管1内最后经注浆管1的出浆嘴5掉落至溶洞9和裂隙10，最后清洗注浆管1和注浆塞2以及注浆软管3，随后加以修复清理后进行回收循环利用。
66.更为具体的使用时，本实用新型一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件包括以下施工步骤，
67.步骤一，利用桩位上所取的勘察孔，探明孔内是否有溶洞、裂隙和溶隙，及其分布深度、发育程度、裂隙张开度；
68.步骤二，根据孔内探查情况，根据溶洞、裂隙和溶隙的特点进行分类，并准备注浆设备，注浆设备包括注浆泵和双层搅拌桶以及注浆管；
69.步骤三，根据桩身侧壁裂隙的特点，制备注浆材料，在施工场地附近挖贮浆槽，按照比例配置好水泥土，搅拌均匀，其中土需要预先过2mm筛，固化剂由水泥、减水剂、速凝剂组成；其中，
70.对于张开度＜10cm的裂隙，渣土制备的注浆材料比例为：渣土粒径＜2mm，渣土：自来水比例1.0～1.5。固化剂与渣土的质量比为0.1～0.15；
71.对于10cm＜张开度＜30cm的裂隙，渣土制备的注浆材料比例为：渣土粒径＜5mm，渣土：自来水比例1.0～1.5。固化剂与渣土的质量比为0.1～0.15；
72.对于张开度＞30cm的裂隙，渣土制备的注浆材料比例为：渣土粒径＜2mm，渣土：自来水比例1.0～1.5。固化剂与渣土的质量比为0.1～0.15；
73.步骤四，先将水泥土浆12倒入双层搅拌桶内，在勘察孔孔口处安装灌浆塞2，将注浆泵的进料口连接至双层搅拌桶，将注浆泵的出料口连接灌浆塞2上端的接口，连接方式均为螺纹连接，连接完成后，利用桩位上的勘察孔，将配置好的注浆材料注入孔中，注浆压力0.5～2mpa，浆液扩散半径大于桩孔半径20cm；
74.步骤五，启动注浆泵，注浆压力为0.5～2mpa，将配置好的注浆材料注入孔中，使泥浆充分填充溶洞和裂隙；
75.步骤六，在持续施加0.5～2mpa压力的同时，当10min内浆面不再出现下降，则说明溶洞和裂隙已被充分填充。
76.步骤七，养护至预定的龄期。
77.步骤八，对桩孔进行复开挖，至设计深度。
78.步骤九，利用孔内成像仪对桩孔壁进行探测，如无明显的孔壁缺陷，则进行桩孔浇筑；如发现孔壁缺失严重，则按原配比进行注浆，养护之后再进行桩孔开挖，至此，完成桩基
浇筑施工。
79.上述步骤二中，所述注浆泵为双缸活塞式水泥注浆机，灌浆方式为纯压式灌浆；述的注浆管1直径为60～80mm。
80.上述步骤三中，注浆材料，由渣土、自来水和固化剂按一定的配比组成，根据工程性质和土体性质控制相应比例以达到需要的流动性、强度、凝结时间，能够有效用于岩溶地区溶洞、裂隙的填充，其中，固化剂由水泥、减水剂、速凝剂组成；渣土需要预先筛分，粒径不大于2mm；
81.上述步骤四中，勘察孔作为注浆孔；勘察孔遵循一桩一孔，大桩多孔的原则；钻孔深度为桩底以下5～7d，且＞5m；所述勘察孔直径为91～150mm；灌浆塞2的接口尺寸应与注浆管口直径一致，且接口处采用螺纹连接；所述灌浆塞长度为0.5～1m，通过灌浆塞使桩孔密封以对孔内施加0.5～2mpa的压力；且所述灌浆塞的阻浆压力应大于灌浆压力的2～3mpa。
82.在本实用新型中，开挖过程中产生的渣土最好是粉质粘土，且需预先筛分，粒径不大于2mm，并充分搅拌均匀，为了保证流态水泥土在溶洞、裂隙中被充分填充，在钻孔安装灌浆塞2，为了保证灌浆塞2不被注浆压力冲开。灌浆塞的阻浆压力应大于灌浆压力的2～3mpa。
83.同时，在本实用新型中，所指的连接均为固定连接或者是活动连接或可拆卸连接，其中，固定连接为焊接连接或者是直接加工为一体成型结构；活动连接或可拆卸连接为铰接连接、内外螺纹连接、卡口连接、插拔套接或是螺栓组件连接或者是螺钉连接。
84.以上对本实用新型所提供的一种岩溶地质灌注桩质量缺陷修补注浆组件进行了详细介绍，本文中对本实用新型的原理进行了描述，以上工作原理的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。