一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置及方法

    专利2026-03-07  8


    本发明涉及桩基施工,尤其是一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置及方法。


    背景技术:

    1、为修复受到矿区开采影响的生态环境,已广泛进行大面积的露天矿区回填工作,形成了深厚的排土场,充分利用排土场的空间优势,并将风力发电机建设在其中成为一种理想选择。在大型露天煤矿中,排土场的厚度通常超过百米,通常采用自然堆积的方式,在这个过程中往往没有进行分层碾压,导致排土场的均匀性较差。长期处于欠固结状态的排土场会出现较大的沉降现象,且沉降过程需要相当长的时间。在回填时间较短、回填深度较大的排土场上建设风力发电机将面临很大的困难。因此,解决土体的承载能力问题成为至关重要的任务。

    2、申请号202111192089.2公开一种桩式可调风机基础及施工方法,提出了深厚排土场上建设桩式可调风机的基础方案。桩式可调风机基础发生较大的沉降或倾斜,可以利用桩作为反力结构,并使用顶升装置来调整风机基础的高程,以实现顶升或纠偏的目的。这种方法能够避免对原有风机基础结构的破坏,并且无需进行后期的开挖工作。然而,在回填时间较短、回填深度较大的排土场中,地基承载力较低,传统的桩基施工方法无法提供足够的承载力,在桩式可调风机基础进行纠偏并顶升后,会出现减沉桩整体向下沉降的现象,并且出现可调风机基础在纠偏顶升后桩的承载力和桩侧摩阻力减小的问题,现有的技术只是通过注浆管对桩侧桩端进行单次注浆,无法实现多次循环注浆加固。


    技术实现思路

    1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置及方法,在桩式可调风机在顶升纠偏后,减沉桩出现沉降,桩的承载力和桩侧摩阻力减小,通过设置注浆花管和注浆芯管,利用高压注浆形成毛刺状水泥柱,劈裂桩侧土体,进一步加固桩侧土体,增加侧摩阻力。

    2、为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:

    3、第一方面,一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,包括若干注浆花管,注浆花管竖向均匀分布在灌注桩周侧,注浆花管上设有花管注浆孔;每一注浆花管内设有注浆芯管,注浆芯管顶端用于通过注浆软管连接注浆机,注浆芯管上还设有芯管注浆孔,芯管注浆孔与花管注浆孔对应设置,注浆芯管端部设有灌浆塞进行密封。

    4、作为进一步的实现方式,所述注浆花管固定在灌注桩周侧,注浆花管底端封闭,顶端开口,注浆花管通过螺纹套筒分段拼接形成。

    5、作为进一步的实现方式,所述灌浆塞安装在注浆芯管上下两端,位于上端的灌浆塞上设有上部接头,注浆芯管通过上部接头与注浆软管连通。

    6、作为进一步的实现方式,所述灌浆塞的直径与注浆花管的内径相同。

    7、作为进一步的实现方式,所述注浆花管上设有橡皮单向阀,橡皮单向阀设于花管注浆孔处。

    8、作为进一步的实现方式,所述橡皮单向阀包括橡胶薄膜,覆盖在花管注浆孔外侧,橡胶薄膜可以翻转,所述芯管注浆孔外侧覆盖有橡皮膜。

    9、作为进一步的实现方式,所述花管注浆孔在注浆花管侧壁上倾斜设置。

    10、作为进一步的实现方式,所述芯管注浆孔在注浆芯管上至少开设两层,芯管注浆孔在注浆芯管沿环向均匀分布。

    11、作为进一步的实现方式,所述注浆花管通过支架与灌注桩连接为一体式结构,注浆花管顶端不与土体接触。

    12、第二方面,一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固方法,采用如上任一所述的桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,步骤如下:

    13、利用支架将注浆花管焊接在灌注桩外侧,注浆花管的顶端在桩顶留出一段距离,使其暴露在桩式可调风机基础的工作井内,注浆花管底部密封;桩式可调风机基础进行顶升纠偏注浆完成后,利用注浆软管将注浆芯管推入注浆位置,通过高压注浆使桩侧形成毛刺状水泥柱,劈裂桩侧土体,增加侧摩阻力;在注浆完成后,等待水泥初凝,立即使用低压清水对注浆管进行清洗,注浆软管尾部连接抽水泵,将清孔的杂质抽取出来;在减沉桩再次沉降后,需要再次进行注浆,形成注浆加固体。

    14、上述本发明的有益效果如下:

    15、1.本发明考虑了风机基础需要多次顶升纠偏,在桩式可调风机在顶升纠偏后,减沉桩出现沉降,桩的承载力和桩侧摩阻力减小,通过设置注浆花管和注浆芯管,利用高压注浆形成毛刺状水泥柱,劈裂桩侧土体,进一步加固桩侧土体,增加侧摩阻力;并且本发明可以实现多次循环注浆加固。

    16、2.本发明通过设置橡皮单向阀,当进行压力注浆时,薄膜可以被压力冲开;在注浆完成后,薄膜则会重新覆盖到花管注浆孔上,保证土体不会进入注浆花管内,花管注浆孔倾斜开孔,进一步防止堵塞。

    17、3.本发明通过注浆加固、注浆孔清洗、杂质抽吸,可以实现注浆管循环使用,适用于桩式可调风机基础进行多次纠偏并顶升的情形。



    技术特征:

    1.一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,包括若干注浆花管,注浆花管竖向均匀分布在灌注桩周侧,注浆花管上设有花管注浆孔;每一注浆花管内设有注浆芯管,注浆芯管顶端用于通过注浆软管连接注浆机,注浆芯管上还设有芯管注浆孔,芯管注浆孔与花管注浆孔对应设置,注浆芯管端部设有灌浆塞进行密封。

    2.根据权利要求1所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述注浆花管固定在灌注桩周侧,注浆花管底端封闭,顶端开口,注浆花管通过螺纹套筒分段拼接形成。

    3.根据权利要求1所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述灌浆塞安装在注浆芯管上下两端,位于上端的灌浆塞上设有上部接头,注浆芯管通过上部接头与注浆软管连通。

    4.根据权利要求3所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述灌浆塞的直径与注浆花管的内径相同。

    5.根据权利要求1所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述注浆花管上设有橡皮单向阀,橡皮单向阀设于花管注浆孔处。

    6.根据权利要求5所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述橡皮单向阀包括橡胶薄膜,覆盖在花管注浆孔外侧,橡胶薄膜可以翻转,所述芯管注浆孔外侧覆盖有橡皮膜。

    7.根据权利要求6所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述花管注浆孔在注浆花管侧壁上倾斜设置。

    8.根据权利要求1所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述芯管注浆孔在注浆芯管上至少开设两层,芯管注浆孔在注浆芯管沿环向均匀分布。

    9.根据权利要求1所述的一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,其特征在于,所述注浆花管通过支架与灌注桩连接为一体式结构,注浆花管顶端不与土体接触。

    10.一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固方法,其特征在于,采用如权利要求1-9任一所述的桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置,步骤如下:


    技术总结
    本发明涉及桩基施工技术领域,公开了一种桩式可调风机减沉桩侧循环注浆加固装置及方法,包括若干注浆花管,注浆花管竖向均匀分布在灌注桩周侧,注浆花管上设有花管注浆孔;每一注浆花管内设有注浆芯管,注浆芯管顶端用于通过注浆软管连接注浆机,注浆芯管上还设有芯管注浆孔,芯管注浆孔与花管注浆孔对应设置,注浆芯管端部设有灌浆塞进行密封;本发明考虑了风机基础需要多次顶升纠偏,在桩式可调风机在顶升纠偏后,减沉桩出现沉降,桩的承载力和桩侧摩阻力减小,通过设置注浆花管和注浆芯管,利用高压注浆形成毛刺状水泥柱,劈裂桩侧土体,进一步加固桩侧土体,增加侧摩阻力;并且本发明可以实现多次循环注浆。

    技术研发人员:魏焕卫,李连春,刘聪,谭芳,刘中华,徐强,李伟琪,李瑜
    受保护的技术使用者:山东建筑大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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