CN110409523A - 一种双管可逆单向加压注浆的荷载箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有双管的荷载箱，尤其是一种双管可逆单向加压注浆的可加固荷载箱。一种双管可逆单向加压注浆的荷载箱，包括液压装置，在液压装置的缸体两侧设置进液口、出液口，进液口与出液口不等高设置，一个位于缸体的上端，另一个位于缸体的中端。本发明具有如下优点：1、保证了浆体质量、提高了荷载箱的充盈率；2、解决了基桩自平衡静载试验后，因施力加载的液体无法排出而导致的断桩问题，从而通过注浆加固荷载箱而使被加固的荷载箱与工程桩形成连续承载上部荷载的整体，保证了基桩桩身强度及完整性。

Description

一种双管可逆单向加压注浆的荷载箱

技术领域

本发明涉及一种具有双管的荷载箱，尤其是一种双管可逆单向加压注浆的可加固荷载箱。

背景技术

基桩自平衡静载试验中，使用的荷载箱，普遍只有一根注液管，使得在试验后荷载箱体的缸体与活塞之间充满永不凝固的液体，导致桩在工程垂直受压状态下产生挤出液体产生位移。

虽然现在有荷载箱，可通过两根管实现出液注浆，但是由于两根管均在缸体上端同一标高，使得注浆时往往只能将出液口标高之上的挤压排出，而无法将出液口标高之下的液体排尽，导致注入的浆体被稀释，降低了浆液的浓度，满足不了加固要求。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种能够实现注浆的同时保证浆体质量、提高充盈率的双管可逆单向加压注浆的荷载箱。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双管可逆单向加压注浆的荷载箱，包括液压装置，在液压装置的缸体两侧设置进液口、出液口，进液口与出液口不等高设置，一个位于缸体的上端，另一个位于缸体的中端。

优选的，液压装置的缸体内的活塞为上下非等截面柱塞体。

优选的，柱塞体由半径相同的圆柱和带槽圆柱组合而成，带槽圆柱位于柱塞体的上端。

优选的，带槽圆柱的槽截面为平面、弧面或锥面。

优选的，柱塞体由半径不同的两个圆柱组合而成，半径小的圆柱位于柱塞体的上端。

进一步的，还包括工具式定压易爆注浆装置，工具式定压易爆注浆装置包括缸外注浆垂直管、L形换向多功能装置和水平导向装置；缸外注浆垂直管为两根，其顶端穿出上板，底端靠近底板，L形换向多功能装置的垂直部分插入缸外注浆垂直管内，并可在缸外注浆垂直管内上下移动，其水平部分与底板固定且与水平导向装置连通，水平导向装置连通L形换向多功能装置。

优选的，L形换向多功能装置的垂直部分长度大于自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值。

进一步的，还包括定型导向旗杆筋，定型导向旗杆筋包括旗筋、旗杆和杆鞘，旗筋与旗杆连接，杆鞘安装于旗杆的尾部；上部定型导向旗杆筋贯穿上板、底板或贴上板、底板边缘，其旗筋与上板固定，旗杆在底板之下的部分安装杆鞘；下部定型导向旗杆筋贯穿底板或贴底板边缘，其旗筋与底板固定，位于上板与底板之间的旗杆安装杆鞘。

优选的，上部定型导向旗杆筋的旗杆长度大于荷载箱高度与自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值之和；下部定型导向旗杆筋的旗杆长度小于荷载箱高度且大于自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值。

优选的，杆鞘高度大于自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值。

优选的，还包括端顶，端顶固定在旗杆的尾部，其截面大于旗杆的截面。

优选的，多个液压装置通过连接管串联。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、保证了浆体质量、提高了荷载箱的充盈率；

2、解决了基桩自平衡静载试验后，因施力加载的液体无法排出而导致的断桩问题，从而通过注浆加固荷载箱而使被加固的荷载箱与工程桩形成连续承载上部荷载的整体，保证了基桩桩身强度及完整性。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是图1中液压装置结构示意图；

图3是本发明实施例中多个液压装置串联结构示意图；

图4是图1中工具式定压易爆注浆装置结构示意图；

图5是图4中L形换向多功能装置的垂直部分与缸外注浆垂直管结构示意图；

图6是图1中上部多功能定型导向旗杆筋结构示意图；

图7是图1中下部多功能定型导向旗杆筋结构示意图；

图8-1是本发明实施例中液压装置注液加压流程图；

图8-2是本发明实施例中液压装置充气排液流程图；

图8-3是本发明实施例中液压装置注浆流程图；

图9是本发明实施例中向工具式定压易爆注浆装置中注浆流程图；

图10是本发明实施例中多功能定型导向旗杆筋工作示意图；

图中，1、上板；2、液压装置；3、连接管；4、工具式定压易爆注浆装置；5、底板；6、上位移丝；7、上位移丝护套；8、上部多功能定型导向旗杆筋；9、下部多功能定型导向旗杆筋；20、液压缸体；21、高位管；22、低位管；23、上下非等截面柱塞体；24、密封胶条；40、下位移丝；41、缸外注浆垂直管；42、L形换向多功能装置；43、水平导向装置；80、旗筋；81、旗杆；82、杆鞘；83、端顶；90、旗筋；91、旗杆；92、杆鞘；93、端顶。

具体实施方式

需要说明的是，在本实施例中，方位词“上、下”等均是依照附图所示进行描述，不构成对本发明的限制。

下面结合附图1-10对本发明做进一步详述：如图1所示， 一种双管可逆单向加压注浆的荷载箱，由上板1、液压装置2、连接管3、工具式定压易爆注浆装置4、底板5、上位移丝6、上位移丝护套7、上部多功能定型导向旗杆筋8和下部多功能定型导向旗杆筋9组成。

上位移丝护套7为两根，分别安装在对称分布在上板1的两块垫块上，上位移丝6设置于上位移丝护套7内，可以直接与荷载箱上板1、底板5连接测量荷载箱位移，也可以埋入混凝土直接测得桩体位移，用于测量荷载箱位移或桩体位移。

如图2所示，液压装置2由液压缸体20、高位管21、低位管22、上下非等截面柱塞体23和密封胶条24组成。

液压装置的高位管21在液压缸体20的上端，其直径为d₂，低位管22在液压缸体20的中端，其直径为d₁，进出液口不在同一标高，在注液加压和注浆时做到可逆单向，即注液加压和注浆时，可从高位管注入，低位管排出；也可从低位管注入，高位管排出，同时也可以在注浆时将液压缸体20内的液体排尽，从而避免了传统双管荷载箱未将出液口标高之下的液体排尽而导致注入的浆体被稀释，降低了浆液的浓度，满足不了加固要求。

液压装置内，上下非等截面柱塞体23顶部距离液压缸体距离为h，柱塞体槽口距离液压缸体距离为a，柱塞体边缘距离液压缸体距离为b。其中，h略大于d₂，a＞b；b的取值非常小，即柱塞体与缸体只有细微缝隙，同时为了液压装置更好的密封，在柱塞体与液压缸体20之间设置密封胶条24。

柱塞体可以由半径相同的圆柱和带槽圆柱组合而成。槽截面可为平面、弧面、锥面等；也可以由半径不同的两个圆柱组合而成。

如图3所示，多个液压装置可通过连接管3串联，从而实现荷载箱整体加液和注浆。

如图4-5所示，工具式定压易爆注浆装置4由下位移丝40、下位移丝护套兼外注浆垂直导管41，L形换向多功能装置42、水平导向装置43组成。缸外注浆垂直管41为两根，其顶端穿出上板1，底端靠近底板，L形换向多功能装置42的垂直部分插入缸外注浆垂直管41内，并可在缸外注浆垂直管41内上下移动，其水平部分与底板5焊接且与水平导向装置43连通，水平导向装置连通L形换向多功能装置42；下位移丝40可固定在下位移丝护套兼外注浆垂直管41上，L形换向多功能装置42的外径为d₃，下位移丝护套兼外注浆垂直管的内径为d₄，d₃＜d₄。L形换向多功能装置42水平部分承压能力为PL₁，水平导向装置43的承压能力为PL₂，PL₁＞PL₂。L形换向多功能装置42的垂直部分长度L大于自平衡静载试桩试验终止条件时上下非等截面柱塞体的位移值。

缸外注浆垂直管与下位移丝护套一体化整合成为多功能管，既可避免下位移丝被混凝土握裹，同时又可作为缸外注浆的垂直导管。通过L形换向多功能装置连接下位移丝护套兼外注浆垂直导管与可受压易爆的水平导向装置，起到引流变向作用。同时，也可在装置上固定下位移丝。采用可受压易爆的水平导向装置，将两端的下位移丝护套兼缸外注浆垂直管和L形换向多功能装置有机连接成通路，引导浆体能够从一端进入，另一端溢出。在溢出端取样后，将溢出端封闭，再从进入端高压注入浆体直至引爆水平单向流动易爆装置，迫使浆体自然流向并填满荷载箱处的缝隙。

多功能定型导向旗杆筋包括上部多功能定型导向旗杆筋8和下部多功能定型导向旗杆筋9。多功能定型导向旗杆筋的钢筋型号、数量与基桩设计所要求的钢筋笼相匹配。

如图6所示，上部多功能定型导向旗杆筋8由钢筋弯曲而成的旗筋80、旗杆81、杆鞘82和端顶83组合而成；旗筋80为三角形，旗杆81与旗筋80的某一边连接，优选的，旗筋与旗杆一体成型，端顶83固定在旗杆81的尾部，其截面大于旗杆81的截面，且杆鞘82套在旗杆81上，并将端顶83罩在杆鞘82内。上部多功能定型导向旗杆筋8贯穿上板1和底板5，旗筋80位于上板1上，且其固定有旗杆81的边与上板1焊接，可以起到导向作用和规范所要求的喇叭筋作用；旗杆81穿过上板、底板，穿出底板的部分套装杆鞘，上部多功能定型导向旗杆筋8的旗杆长度为L₃，L₃大于荷载箱高度与自平衡静载试桩试验终止条件时上下非等截面柱塞体的位移值之和。杆鞘82高度大于自平衡静载试桩试验终止条件时上下非等截面柱塞体的位移值。

如图7所示，下部多功能定型导向旗杆筋9由钢筋弯曲而成的旗筋90、旗杆91、杆鞘92和端顶93组合而成；旗筋90为三角形，旗杆91与旗筋90的某一边连接，优选的，旗筋与旗杆一体成型，端顶93固定在旗杆91的尾部，其截面大于旗杆91的截面，且杆鞘92套在旗杆91上，并将端顶93罩在杆鞘92内；下部多功能定型导向旗杆筋9的旗杆长度为L₄，L₄小于荷载箱高度。杆鞘92高度大于自平衡静载试桩试验终止条件时上下非等截面柱塞体的位移值。下部多功能定型导向旗杆筋9贯穿底板5，旗筋90位于底板下，且其固定有旗杆91的边与底板5焊接，位于上板与底板之间的旗杆上套装杆鞘92。

在注液加压时，液压缸体与上下非等截面柱塞体由于推力而产生的位移而导致该处出现断裂层；检测试验后注浆时，由于上下旗杆互为交错，裸露旗杆筋被注浆所握裹后形成了钢筋与混凝土共同工作的截面，从而加强了该截面的抗压和抗拔强度。使钢筋笼免与荷载箱直接焊接连接，同时使钢筋笼的接头焊缝截面可满足规范要求，不在同一截面标高。杆鞘可确保旗杆不受混凝土的约束而上下自由无限制移动，能够在试验后裸露在断裂层。

工作步骤：

一、注液加压：注液加压时，封闭高位管，从低位管注入；也可以封闭低位管，从高位管注入。

1、在未注液时，柱塞体处于初始位置；压力值P1=P2=P3，如图8-1（1）所示；

2、开始注液加压，如果从高位管注入，则压力值P1＞P2＞P3；如果从低位管注入，则压力值P3＞P2＞P1，如图8-1(2）所示；

3、持续注液加压，直至达到满足自平衡静载试桩试验终止条件时停止，停止后压力值P1=P2=P3，如图8-1（3）所示；

二、充气排液：注液完成后，开始充气排液；充气排液时，高位管和低位管均不封闭，且只能高充低排。

4、开始充气排液，打开封闭的高位管或低位管，然后从高位管注入气体，气体自上而下填充入缸体，挤压液体从低位管排出，压力值P1＞P2＞P3。如图8-2（4）所示；

5、持续充气，直至低位管不再出液，表示缸内液体已排尽，停止充气，停止后压力值P1=P2=P3。如图8-2（5）所示；

三、注浆：当低位管不再出液后，开始注浆；注浆时，可以从高位管注入，也可从低位管注入。

6、开始注浆，如果从高位管注入，则压力值P1＞P2＞P3；如果从低位管注入，则压力值P3＞P2＞P1，如图8-3（6）所示；

7、持续注浆，直至另一侧管有浆溢出后停止，停止后压力值P1=P2=P3，如图8-3（7）所示；

四、向工具式定压易爆注浆装置中注浆

8、基桩浇筑混凝土后，向液压装置中注液加压，上下非等截面柱塞体会伸出缸体，从而会在荷载箱中形成一道断裂层；外注浆垂直管也会产生相同与上下非等截面柱塞体位移相同的位移量。如图9（1）所示；

9、通过外注浆垂直管向工具式定压易爆注浆装置中注浆。如图9（2）所示；

10、持续注浆，直至另一侧管有浆溢出。在取样后，将溢出端封闭，再从进入端高压注入浆体直至引爆水平导向装置，迫使浆体自然流向并填满荷载箱处的缝隙。如图9（3）所示；

五、多功能定型导向旗杆筋

1、基桩浇筑混凝土时，荷载箱内填满了混凝土。如图10（1）所示；

2、基桩浇筑混凝土后，在注液加压时，缸体与上下非等截面柱塞体由于推力而产生的位移而导致该处出现断裂层，此时上部多功能定型导向旗杆筋保持不动，下部多功能定型导向旗杆筋随底板下移，露出旗杆。如图10（2）所示；

3、向工具式定压易爆注浆装置中注浆直至水平单向流动易爆装置引爆，由于上下旗杆互为交错，裸露旗杆筋被注浆所握裹后形成了钢筋与混凝土共同工作的截面。如图10（3）所示。

上述实施例仅仅是本发明的优选实施方式，不构成对本发明的限制。液压装置、工具式定压易爆注浆装置及多功能定型导向旗杆筋可以根据实际情况选用其一或其中的两个或者全部。另外，多功能定型导向旗杆筋中的端顶可以根据需要进行选择，也就是说可以不采用端顶结构。本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离本发明原理的额基础上，所做的任何引申、变形均在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种双管可逆单向加压注浆的荷载箱，包括液压装置，其特征在于：在液压装置的缸体两侧设置进液口、出液口，进液口与出液口不等高设置，一个位于缸体的上端，另一个位于缸体的中端。

2.根据权利要求1所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：液压装置的缸体内的活塞为上下非等截面柱塞体。

3.根据权利要求2所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：柱塞体由半径相同的圆柱和带槽圆柱组合而成，带槽圆柱位于柱塞体的上端。

4.根据权利要求3所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：带槽圆柱的槽截面为平面、弧面或锥面。

5.根据权利要求2所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：柱塞体由半径不同的两个圆柱组合而成，半径小的圆柱位于柱塞体的上端。

6.根据权利要求1所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：还包括工具式定压易爆注浆装置，工具式定压易爆注浆装置包括缸外注浆垂直管、L形换向多功能装置和水平导向装置；缸外注浆垂直管为两根，其顶端穿出上板，底端靠近底板，L形换向多功能装置的垂直部分插入缸外注浆垂直管内，并可在缸外注浆垂直管内上下移动，其水平部分与底板固定且与水平导向装置连通，水平导向装置连通L形换向多功能装置。

7.根据权利要求6所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：L形换向多功能装置的垂直部分长度大于自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值。

8.根据权利要求1所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：还包括定型导向旗杆筋，定型导向旗杆筋包括旗筋、旗杆和杆鞘，旗筋与旗杆连接，杆鞘安装于旗杆的尾部；上部定型导向旗杆筋贯穿上板、底板或贴上板、底板边缘，其旗筋与上板固定，旗杆在底板之下的部分安装杆鞘；下部定型导向旗杆筋贯穿底板或贴底板边缘，其旗筋与底板固定，位于上板与底板之间的旗杆安装杆鞘。

9.根据权利要求8所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：上部定型导向旗杆筋的旗杆长度大于荷载箱高度与自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值之和；下部定型导向旗杆筋的旗杆长度小于荷载箱高度且大于自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值。

10.根据权利要求8所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：杆鞘高度大于自平衡静载试桩试验终止条件时柱塞体的位移值。

11.根据权利要求8所述的双管可逆单向加压注浆的荷载箱，其特征在于：还包括端顶，端顶固定在旗杆的尾部，其截面大于旗杆的截面。