本實用新型屬于巖土工程領域，涉及錐型異形樁內預制注漿管路裝置。

背景技術：

現代建筑業的發展對樁基礎的承載能力和變形要求日益提高，錐型異形樁通過改變樁身縱向截面形狀，增加了樁土界面的不平直度和粗糙度，使樁身承載能力顯著提高，在工程實踐中的應用越來越廣泛。

另一方面，現實中由于隧道下穿既有建筑物、橋梁等設施的工程或其他工程的影響，會對既有建筑的樁基礎及樁周區域產生不良影響。地下工程開挖會擾動樁周土體，改變樁周土體力學狀態，降低樁基側摩阻力和承載能力，加劇既有樁基礎的沉降和變形，對既有建筑的安全造成影響。由于樁基礎多為地下工程，對既有樁基礎改造的工程量和工程難度較大；而在樁周土體中重新打入注漿管進行注漿加固，其技術要求與控制難度大，材料消耗大，所以針對樁周土體擾動所導致的樁基承載能力下降的既有異形樁進行加固，成為地下工程下穿建、構筑物區域時必須解決的技術難題。

申請號為201410396574.5的實用新型公布了一種多孔注漿管異形樁及成樁方法。該實用新型通過高壓注漿，使漿液硬化后形成的結石體與注漿管樁共同形成多孔注漿管異形樁，能對軟土地基加固起到顯著效果。但是該方法主要針對軟弱地基處理，并未針對提高既有異形樁承載能力的問題，無法起到在樁周土體擾動前提下補償既有異形樁樁側摩阻力的作用。

專利號為201020700179.9的實用新型公開了一種預應力鋼管混凝土管樁。該樁型通過改進樁的結構或預應力筋的布置來改善混凝土管樁性能，但是并未考慮成樁后樁體如果遇到樁周土體擾動導致樁側摩阻力下降時如何對樁側摩阻力進行有效補償，不能解決提高既有樁基承載能力的問題。

為解決工程下穿建、構筑物時擾動既有錐型異形樁樁周土體，導致樁側摩阻力和樁基承載能力下降的問題，研發一種補償側摩阻力式錐型異形樁內預制注漿管路裝置及注漿方法成為客觀上的迫切需要。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于針對樁周土體擾動所導致的錐型異形樁樁側摩阻力下降的問題，提供一種補償側摩阻力式錐型異形樁內預制注漿管路裝置。

為達到上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種補償側摩阻力式錐型異形樁，是在錐型異形樁預制時預埋注漿管路裝置，注漿管路裝置隨錐型異形樁打入土體。一套注漿管路裝置由縱向注漿管、環形管和注漿器組成，其中縱向注漿管沿樁體軸向設置于環形管內側并在樁頂設注漿口，環形管垂直于樁體軸向設置并通過弧形導管與縱向注漿管連通，注漿器為單向閥式構造，沿樁周環向對稱設置于樁側面中心位置，一側通過弧形導管與環形管連通，另一側與樁體外界連通，每個環形管通常連接4個注漿器。

進一步，縱向注漿管宜采用優質鋼管，環形管和弧形導管宜采用PVC管。

進一步，縱向注漿管和環形管應綁扎固定或焊接在錐型異形樁鋼筋網加勁筋上，環形管外側混凝土厚度不宜小于30mm，注漿管路內徑以20～30mm為宜，管路間要求平順連接，保證漿液在管路中的流動性能，避免注漿時堵管。

進一步，一套注漿管路裝置中的環形管及其連接的注漿器對應一個環形注漿斷面，一根錐型異形樁中可設置多套注漿管路裝置從而形成不同標高的多個環形注漿斷面，注漿斷面可結合樁側土層分布和土體性質進行針對性布置，其中首道注漿斷面宜在樁頂5m以下，相鄰注漿斷面間距宜為5～9m。

一種補償側摩阻力式錐型異形樁注漿方法，是指當樁周土體擾動導致錐型異形樁樁側摩阻力下降時，可利用注漿管路裝置進行樁側加壓注漿。注漿前先用高壓水疏通注漿管路，形成注漿管路與樁周土體間的注漿通路；然后進行樁側加壓注漿，單一注漿斷面在注漿時先通過注漿口向縱向注漿管內壓入漿液，漿液流經環形管后由注漿器擴散到周圍土體并在樁周形成結石體，從而提高樁側摩阻力。

進一步，注漿順序宜自上而下間歇注漿，各斷面注漿間隔時間不宜小于1h，要避免注漿時堵管，保證漿液能充分填充并滯留在樁側有效空間范圍內。

進一步，注漿漿液宜采用水泥單液漿，要求流動性好，結石率高，可添加外加劑改善漿液性能，漿液水灰比可結合工況確定：對于飽和土，水灰比宜在0.45～0.65之間；對于非飽和土，水灰比宜在0.7～0.9之間；對于松散碎石土、砂礫土，水灰比宜在0.5～0.6之間。

進一步，注漿施工時要控制好注漿壓力、注漿流量等要素并加強監測，注漿壓力宜為1.5～4Mpa，注漿流量宜為30～50L/min，可結合具體工況與監測信息不斷調整注漿方案與參數設定，保證注漿效果。

當注漿量達到設計要求時，可停止注漿；當樁體沉降、變形等監測指標達到控制要求或注漿施工區域地面冒漿時，也可停止注漿。

由于采用上述技術方案，本實用新型具有以下有益效果：

1)既能發揮錐型異形樁優勢，又能利用預埋管路裝置實現樁側注漿，可以解決錐型異形樁由于樁側摩阻力下降導致樁基承載能力不足的問題。

2)可根據不同工程環境，結合具體工況進行有針對性的注漿斷面布置、注漿方案選擇和參數設計，適應性、靈活性較強。

3)本實用新型易于實施、經濟環保，能提高錐型異形樁樁側摩阻力儲備，降低為提高異形樁承載能力所進行的二次施工的難度，節約施工成本。

附圖說明

圖1為本實用新型注漿管路裝置構造示意圖。

圖2為本實用新型一種錐型異形樁實施例構造示意圖。

圖3為本實用新型一種實施例工程斷面示意圖。

圖例說明：1-縱向注漿管；2-環形管；3-注漿器；4-注漿口；5-第一弧形導管(連通縱向注漿管與環形管)；6-第二弧形導管(連通環形管與注漿器)；7-錐型異形樁；8-承臺；9-結石體。

具體實施方式

以下結合附圖所示實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，一套注漿管路裝置包括縱向注漿管1、環形管2和注漿器3，縱向注漿管1和環形管2通過第一弧形導管5連通，環形管2和注漿器3通過第二弧形導管6連接。

圖2為本實用新型一種錐型異形樁實施例構造示意圖。一般情況下，注漿斷面可結合樁側土層分布和土體性質進行針對性布置，首道注漿斷面宜在樁頂5m以下，相鄰注漿斷面間距宜為5～9m。本實施例在考慮工程范圍內地質條件的情況下，錐型異形樁7在預制時預埋三套注漿管路裝置，能形成三個注漿斷面，首道注漿斷面在樁頂以下5m，相鄰注漿斷面間距為6m。

圖2中每套注漿管路裝置中的縱向注漿管1沿樁體軸向設置于環形管2內側并在樁頂設注漿口4，環形管2垂直于樁體軸向設置并通過第一弧形導管5與縱向注漿管1連通，注漿器3為單向閥式構造，沿樁周環向對稱設置于樁側面中心位置，一側通過第二弧形導管6與環形2管連通，另一側與樁體外界連通；每個環形管通常連接四個注漿器。

本實用新型實施例中縱向注漿管1采用優質鋼管；環形管3和第一、第二弧形導管5、6采用PVC管，縱向注漿管1和環形管3在樁體預制時綁扎固定在錐型異形樁鋼筋網加勁筋上。一般情況下，環形管外側混凝土厚度不宜小于30mm，注漿管路內徑以20～30mm為宜，本實施例中環形管外側混凝土最小厚度為50mm，管路內徑為30mm。在不同實施例中，可以根據具體情況適當調整、改變各種參數以實現較好的效果，此不贅述。

圖3為本實用新型一種實施例工程斷面示意圖。該實施例為某地道路下穿高鐵橋墩工程，其中高鐵橋墩間距32m，承臺8尺寸為10m×5m×2.5m，每個承臺下方與10根縱向變截面錐型異形樁7連接。錐型異形樁7的樁長為22m，樁頂面為1m×1m正方形，底面為0.8m×0.8m正方形；由于樁體上方連接承臺，所以每根縱向注漿管1在承臺施作時均通過鋼管連接延伸到承臺表面并在承臺表面設注漿口，以此來方便后續樁側注漿。

在本實施例中，為提高道路通行能力，需要拓寬既有道路，挖方產生的卸載引起了既有錐型異形樁樁周土體擾動，導致樁側摩阻力下降，引起橋墩沉降與變形，影響列車運營安全。

為補償樁側摩阻力，提高錐型異形樁承載能力，需要利用異形樁中預埋的注漿管路裝置進行樁側加壓注漿。注漿施工時的具體步驟如下：

(1)設計注漿方案：漿液采用水泥單液漿，水灰比為0.5；單一斷面注漿量設計值為0.5t。

(2)注漿前先用高壓水疏通注漿管路，形成注漿管路與樁周土體間的注漿通路；然后進行樁側加壓注漿，單一注漿斷面在注漿時從注漿口向縱向注漿管1內壓入漿液，漿液流經環形管2后由注漿器3擴散到周圍土體并在樁周形成結石體9，從而提高樁側摩阻力。圖3中箭頭方向表示加壓注漿時漿液流動方向。

(3)注漿施工時要控制好注漿壓力、注漿流量等要素并加強監測，注漿壓力控制在1.5～4Mpa，注漿流量控制在30～50L/min，并結合具體工況與監測信息不斷調整注漿方案與參數設定，保證注漿效果。

(4)當注漿量達到設計要求時，停止注漿；當樁體沉降、變形等監測指標達到控制要求或注漿施工區域地面冒漿時，也停止注漿。

本實用新型能顯著改善既有錐型異形樁樁身和樁周土的接觸面特性，有效補償樁側摩阻力，提高既有錐型異形樁承載能力，減小樁基沉降和變形。

上述對本實用新型實施方式的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本實用新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示，不脫離本實用新型范疇所做出的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。