[发明专利]一种灌注桩土体的止水加固设备及施工技术

权利要求书

1.一种灌注桩土体的止水加固设备，包括钻机、钻杆、高压胶管、注浆泵和注 浆管，其特征是：注浆泵通过高压胶管连接到注浆管上，钻杆与钻机相连，可 拆卸，钻杆内部装有注浆管；所述注浆管分外为两种：一种为桩边注浆管，在 管壁下端自管端始1.55m长度范围内，平行于管壁方向上，有三排注浆孔，每 排有六个孔，两边每排孔的直径均为20mm，称为切向注浆孔，中间排孔的直径 均为3mm，称为径向注浆孔，管壁表面刻有中间径向注浆孔的竖向中线，相邻 两排孔的轴心夹角为67.5°，每排各孔孔心的垂直距离为300mm；另一种为桩 心注浆管，在管壁下端自管端始150mm长度范围内，平行于管壁方向上，有八 排注浆孔，每排有两个注浆孔，孔的直径为20mm，两孔孔心的垂直距离为 100mm，称为法向注浆孔，法向注浆孔绕管壁均匀分布。

2.一种如权利要求1所述的灌注桩土体的止水加固设备的施工方法，包括如下 步骤：

1)先测放出拟开挖的灌注桩的同心圆，其直径大于灌注桩直径200mm ～500mm，具体数值取决于将来灌注桩挖孔时的机械类型，不同的成孔机械，对 应的成孔精度不同，成孔精度高的取低的数值，成孔精度低的取高的数值，然 后测放出该圆的外切正八边形，分别以该正八边形各顶点为圆心，利用钻机接 Φ42地质钻杆，钻八个桩边灌浆孔，桩边灌浆孔要比灌注桩深200mm～400mm， 具体数值视地下水量情况适当选择；地质钻杆同时有套管功能，地质钻杆内套 一整根Φ38桩边注浆管，当桩边灌浆孔钻到设计深度后，调整桩边注浆管角度， 使桩边注浆管壁上的径向孔中位刻线正对灌注桩圆心，然后逆转地质钻杆，使 之抽出地面，将桩边注浆管留在灌浆孔内，准备注浆；同理，在灌注桩圆心位 置，利用钻机接Φ42内套桩心注浆管的地质钻杆钻桩心灌浆孔，孔深比灌注桩 深200mm～400mm，具体数值视地下水量情况适当选择；

2)当灌注桩的直径不大于1.2m或深度不大于15m时，将饮用淡水与强度等 级为32.5的普通硅酸盐水泥拌和成水泥浆或当灌注桩的直径大于1.2m或深度大 于15m时，将饮用淡水与强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥拌和成水泥浆，水 泥浆的拌和水与水泥的质量比在8∶1到1∶1之间灵活选择，以保证每段注浆 完成时间不超过1小时；利用注浆泵，将水泥浆通过注浆管逐个注入灌注桩周 边或底部的土层孔隙中；注浆泵的注浆压力控制在0.3～0.6MPa，以保证每个桩 边注浆管上的切向注浆孔的注浆长度在0.5m～1.5m内、径向注浆孔的径向注浆 长度在0.3m～0.5m、桩心注浆管上的法向注浆孔的注浆长度在0.5m～1.5m内对 应控制；

3)整个注浆过程自下而上分段连续进行，每根桩边注浆管的一段注浆量控 制值为：π·(0.150m)²·(外接正八边形边长+0.3m)，将注一段浆所需的水泥 浆加入到注浆泵中，先自桩边灌浆孔底开始注浆，直至该段水泥浆注完，利用 钻机提升桩边注浆管到下一注浆段，提升高度为1500mm，以保证下段水泥浆与 前一段结合起来，然后进行下一段注浆，直到最后提升并注浆到孔口位置为止； 桩心注浆管一次性完成桩心灌浆孔底的一段注浆即可，注浆量为：π·[灌注桩 半径+(0.2～0.5m)]²·0.2m；

4)桩边灌浆孔完成注浆后，利用水泥浆堵住灌浆孔；

5)随着各灌浆孔注浆及封孔的完成，由各灌浆孔注入的水泥浆连为一体， 硬化后，在灌注桩周边的竖向及底部土体内形成具有止水功能的、坚固的圆形 杯状筒体。

3.根据权利要求2所述的一种灌注桩土体的止水加固设备的施工方法，其特征 是：拟开挖的灌注桩的同心圆的外切正八边形也能够为五边至十边形的其他多 边形。

4.根据权利要求1所述的一种灌注桩土体的止水加固设备，其特征是：桩心注 浆管上的注浆孔的排数还能够为六排、七排、九排或十排，绕管壁均匀分布。