一种灌注桩缺陷注浆补强方法及装置与流程

1.本发明涉及基桩补注浆技术领域，尤其涉及一种灌注桩缺陷注浆补强方法及装置。


背景技术：

2.灌注桩在成桩时，混凝土浆是从桩身中心向外逐渐填满桩基，因此桩身越靠近边缘的地方越可能存在缺陷。因此，灌注桩在成桩时，会提前在桩身靠近边缘的部位预埋声测管，声测管的底端会沉到桩身底部，以便成桩后通过声测管检测桩身缺陷的位置，并对缺陷部位进行补强。目前采用的补注浆方法一般为在灌注桩桩侧打注浆孔进行桩侧补注浆，该方法不仅会对桩身结构造成损伤，而且效果较差，往往达不到与桩底后注浆同等的效果，且往往需补打一个或多个钻孔，造价昂贵；另一种方法为在灌注桩桩内钻孔进行桩端补注浆，该方法钻孔费用高，设备占地空间较大，施工工期长，对桩体有损伤，且对于长桩或超长桩钻孔易偏位而钻不到孔底，无法进行补注浆施工。
3.中国专利cn106703087a公开了一种灌注桩桩端补注浆装置和方法，其利用声测管作为注浆管，对灌注桩底部桩端补注浆施工，使浆液逐渐补入缺陷内，能够在一定程度上对灌注桩进行补强。但上述方案的目的为了消除灌注桩桩端沉渣和桩侧泥皮对桩基承载力及成桩质量的影响，以满足灌注桩承载力的设计要求。但对于桩身中部深度较深部位存在的缺陷无法进行有效的补强。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出了一种灌注桩缺陷注浆补强方法及装置，用于解决桩身中部深度较深部位存在的缺陷无法进行有效的补强的问题。
5.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种灌注桩缺陷注浆补强方法，包括以下步骤，
6.步骤一，在灌注桩的桩身内预埋有声测管，围绕声测管轴向预设有作业范围，通过声测管采用基桩声波检测方法检测出灌注桩的缺陷，确定缺陷的范围及深度，并根据检测结果判断缺陷是否位于作业范围内；
7.步骤二，在声测管上开设开放部，开放部暴露出缺陷；
8.步骤三，向声测管内进行封孔高压注浆并对缺陷进行补强。
9.在以上技术方案的基础上，优选的，作业范围为围绕声测管轴向10.0cm-20.0cm的范围。
10.在以上技术方案的基础上，优选的，开放部沿声测管轴向的高度大于缺陷沿声测管轴向的高度。
11.更进一步优选的，开放部沿声测管轴向的高度为缺陷沿声测管轴向的高度向外扩大5.0cm-10.0cm。
12.在以上技术方案的基础上，优选的，开放部环绕声测管一周，使声测管断开为上下
两段。
13.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括中间步骤，在步骤二与步骤三之间进行，用高压泵及高压喷头通过声测管反复冲洗声测管内部及桩身缺陷。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括步骤四，注浆完成后，等待混凝土凝固，再以钻孔钻头重新将声测管钻通，并再次通过高压泵将声测管内部清理干净后，通过声测管采用基桩声波检测方法对缺陷进行复检。
15.另一方面，本发明还提供了一种灌注桩缺陷注浆补强装置，用于上述的补强方法，包括至少一根声测管或金属管，预埋在灌注桩内且顶端与外界环境相连通；检测装置，用于通过声测管检测灌注桩的缺陷；偏心钻头，用于伸入声测管内并在声测管上开设开放部；注浆装置，用于向声测管内注浆并对缺陷进行补强。
16.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括高压泵及高压喷头，用于冲洗声测管内部及桩身缺陷。
17.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括钻孔钻头，用于将内部填满凝固混凝土的声测管钻通。
18.本发明的一种灌注桩缺陷注浆补强方法及装置相对于现有技术具有以下有益效果：
19.本发明在检测出缺陷后，在声测管内开设开放部来暴露出缺陷，再向声测管内注浆来，使混凝土浆能够之间通过开放部进入缺陷部位，从而实现对灌注桩的补强，同时对位于作业范围的缺陷都能够进行针对性的注浆补强作业，使用范围更广。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的补强方法的步骤一的原理示意图；
22.图2为本发明的补强方法的步骤二的原理示意图；
23.图3为本发明的补强方法的中间步骤的原理示意图；
24.图4为本发明的补强方法的步骤二的另一种实施方式的原理示意图；
25.图5为本发明的补强方法的步骤三的原理示意图；
26.图6为本发明的补强方法的步骤四的原理示意图；
27.图7为本发明的灌注桩缺陷的声测模拟图；
28.图8为本发明的灌注桩缺陷的声测波纹图；
29.图9为本发明的灌注桩缺陷补强后的声测模拟图；
30.图10为本发明的灌注桩缺陷补强后的声测波纹图。
31.图中：1、灌注桩；101、缺陷；2、声测管；201、开放部；3、检测装置；4、偏心钻头；5、注浆装置；6、高压泵；7、钻孔钻头。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
33.实施例一
34.如图1所示，结合图2、图4、图5和图6，本发明的一种灌注桩缺陷注浆补强方法，所采用的的装置包括声测管2、检测装置3、偏心钻头4、注浆装置5、高压泵6及其高压喷头以及钻孔钻头7。
35.其中，至少一根声测管2预埋在灌注桩1内且顶端与外界环境相连通。一般来说，若干声测管2会围绕灌注桩1的轴心均匀布设在灌注桩1靠近边缘的地方，另外灌注桩1内还会预埋注浆管。本方案中，无论是声测管2还是注浆管都是可以使用本补强方法的，因此实际上只要预埋在灌注桩1内的金属管都适用本方法。
36.检测装置3用于通过声测管2检测灌注桩1的缺陷101；检测装置3指的是超声检测设备，进行检测时会将超声探头伸入声测管2内进行作业。
37.偏心钻头4用于伸入声测管2内并在声测管2上开设开放部201。偏心钻头是钻头轴心线周围的钢体或胎体呈不对称分布，使钻头中心偏离轴心线的钻头。当钻头回转时，产生侧向力(离心力)切削孔壁，使孔径扩大。偏心钻头使用于延深套管下入深度或易缩径孔段的扩大，因此利用偏心钻头4能够受控的对声测管2的管壁进行破坏，从而在声测管2内开设开放部201。
38.注浆装置5用于向声测管2内注浆并对缺陷101进行补强。注浆装置5包括输送泵及注浆软管，注浆软管插入声测管2内，并通过密封膜将声测管2的顶端开口封孔。
39.高压泵6及高压喷头组成高压水枪，其作用是冲洗声测管2内部及桩身缺陷101。
40.钻孔钻头7是常规的钻头，钻孔钻头7是非偏心的，其作用是将内部填满凝固混凝土的声测管2钻通。
41.具体补强的方法包括以下步骤：
42.步骤一，在灌注桩1的桩身内预埋有声测管2，围绕声测管2轴向预设有作业范围，通过检测装置3伸入声测管2内采用基桩声波检测方法检测到灌注桩1的缺陷101，确定缺陷101的范围及深度，并根据检测结果判断缺陷101是否位于作业范围内。作业范围为围绕声测管2轴向10.0cm-20.0cm的范围，超出受检测声测管2作业范围的缺陷101离该声测管2的距离较远，该缺陷101也不与受检测声测管2所在的预埋孔不连通，因此向该声测管2内注浆无法对该缺陷101进行补强，需要更换其他的声测管2进行检测及作业。
43.通过检测可以获得缺陷101的声测情况，如图7及图8所示，图中黑圈圈出来得到部位就是缺陷101，可以发现缺陷101十分明显。
44.步骤二，判定缺陷101位于作业范围内可以进行注浆补强作业时，使用偏心钻头4伸入声测管2内并接近缺陷101所在深度，并在声测管2上开设开放部201，开放部201暴露出缺陷101。
45.中间步骤，通过高压泵6及高压喷头反复冲洗声测管2内部及桩身缺陷101，清理掉在声测管2上开设开放部201的残留物以及桩身的离析残渣或夹泥夹砂，高压泵6的压力为
15-20兆帕。
46.步骤三，将注浆设备的输送管放入声测管2内进行封孔高压注浆，注浆压力为15-20兆帕，混凝土浆液可适当添加增强剂来提升补强效果。
47.步骤四，注浆完成后，等待混凝土初步凝固，再以钻孔钻头7重新将声测管2钻通，并再次通过高压泵6及高压喷头将声测管2内部清理干净后，通过声测管2采用基桩声波检测方法对缺陷101进行复检。
48.通过复检可以获得缺陷101的声测情况，如图9及图10所示，与图7及图8进行对比可以发现之前检测到的缺陷101已经基本消失了。
49.实施例二
50.在实施例一的基础上，为了保证开放部201能够暴露出整个缺陷101，保证混凝土浆能够充分进行缺陷101内，开放部201沿声测管2轴向的高度大于缺陷101沿声测管2轴向的高度。具体来说，开放部201沿声测管2轴向的高度为缺陷101沿声测管2轴向的高度向外扩大5.0cm-10.0cm，简单来说，缺陷101的外轮廓同步向外扩大5.0cm-10.0cm后形成的高度就是开放部201的高度范围。
51.实施例三
52.在实施例一的基础上，如图1所示，结合图3，开放部201环绕声测管2一周，使声测管2断开为上下两段；但开放部201也可以只是一个声测管2上的一个缺口。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种灌注桩缺陷注浆补强方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在所述灌注桩(1)的桩身内预埋有声测管(2)，围绕所述声测管(2)轴向预设有作业范围，通过所述声测管(2)采用基桩声波检测方法检测出灌注桩(1)的缺陷(101)，确定所述缺陷(101)的范围及深度，并根据检测结果判断所述缺陷(101)是否位于作业范围内；步骤二，在所述声测管(2)上开设开放部(201)，所述开放部(201)暴露出缺陷(101)；步骤三，向所述声测管(2)内进行封孔高压注浆并对缺陷(101)进行补强。2.根据权利要求1所述的一种灌注桩缺陷注浆补强方法，其特征在于：所述作业范围为围绕声测管(2)轴向10.0cm-20.0cm的范围。3.根据权利要求1所述的一种灌注桩缺陷注浆补强方法，其特征在于：所述开放部(201)沿声测管(2)轴向的高度大于缺陷(101)沿声测管(2)轴向的高度。4.根据权利要求3所述的一种灌注桩缺陷注浆补强方法，其特征在于：所述开放部(201)沿声测管(2)轴向的高度为缺陷(101)沿声测管(2)轴向的高度向外扩大5.0cm-10.0cm。5.根据权利要求1所述的一种灌注桩缺陷注浆补强方法，其特征在于：所述开放部(201)环绕声测管(2)一周，使所述声测管(2)断开为上下两段。6.根据权利要求1所述的一种灌注桩缺陷注浆补强方法，其特征在于，还包括：中间步骤，在所述步骤二与步骤三之间进行，用高压泵(6)及高压喷头通过所述声测管(2)反复冲洗声测管(2)内部及桩身缺陷(101)。7.根据权利要求1所述的一种灌注桩缺陷注浆补强方法，其特征在于，还包括：步骤四，注浆完成后，等待混凝土凝固，再以钻孔钻头(7)重新将所述声测管(2)钻通，并再次通过高压泵(6)将所述声测管(2)内部清理干净后，通过所述声测管(2)采用基桩声波检测方法对缺陷(101)进行复检。8.一种灌注桩缺陷注浆补强装置，用于权利要求1至7任意一项所述的补强方法，其特征在于，包括：至少一根声测管(2)或金属管，预埋在所述灌注桩(1)内且顶端与外界环境相连通；检测装置(3)，用于通过所述声测管(2)检测灌注桩(1)的缺陷(101)；偏心钻头(4)，用于伸入所述声测管(2)内并在声测管(2)上开设开放部(201)；注浆装置(5)，用于向所述声测管(2)内注浆并对缺陷(101)进行补强。9.根据权利要求8所述的一种灌注桩缺陷注浆补强装置，其特征在于，还包括：高压泵(6)及高压喷头，用于冲洗所述声测管(2)内部及桩身缺陷(101)。10.根据权利要求8所述的一种灌注桩缺陷注浆补强装置，其特征在于，还包括：钻孔钻头(7)，用于将内部填满凝固混凝土的所述声测管(2)钻通。

技术总结
本发明提出了一种灌注桩缺陷注浆补强方法及装置，在灌注桩的桩身内预埋有声测管，围绕声测管轴向预设有作业范围，通过声测管采用基桩声波检测方法检测出灌注桩的缺陷，确定缺陷的范围及深度，并根据检测结果判断缺陷是否位于作业范围内；在声测管上开设开放部，开放部暴露出缺陷；向声测管内进行封孔高压注浆并对缺陷进行补强；在检测出缺陷后，在声测管内开设开放部来暴露出缺陷，再向声测管内注浆来，使混凝土浆能够之间通过开放部进入缺陷部位，从而实现对灌注桩的补强，同时对位于作业范围的缺陷都能够进行针对性的注浆补强作业，使用范围更广。使用范围更广。使用范围更广。


技术研发人员：李建 黄波 高新科
受保护的技术使用者：武汉建荣岩土工程有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/15