CN107002377A - 能够实现抗震加固和质量管理的c.g.s施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够实现抗震加固和质量管理的压密注浆系统C.G.S施工方法，所述方法包括：将用于将灌浆注入地基内部的注入管插入地基中的注入管插入步骤；通过在所述注入管插入步骤中所插入的注入管，以作为预设静压的注入压力在每单位时间内将定量的所述灌浆注入所述地基内部的注入步骤；测量在所述注入步骤中所注入的所述灌浆的排出压力的压力测量步骤；根据在所述压力测量步骤中所测量的所述排出压力的测量值的变化，调节所述注入步骤中的所述灌浆的注入压力和用于定量注入所述灌浆的单位时间中的至少一者的注入调节步骤；以及在完成所述灌浆的注入后改变所述注入管在所述地基中的插入深度的深度改变步骤。
Description
技术领域
本发明涉及能够实现抗震加固和质量管理的压密注浆系统(CompactionGrouting System，C.G.S)施工方法，更详细地，本发明涉及在难以将桩插入地基中的环境下能够在地基内部形成均匀形状的灌浆柱的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法。
背景技术
通常，作为用于加固软弱地基的方法，使用将铁桩等插入地基内部的施工方法。
然而，有时也发生根据地基的状态或施工现场的条件无法使用这样的施工方法的情况。
在这种情况下，作为通过将非流动性的砂浆型灌浆注入地基内部而形成柱状的凝固体以压缩和加固周围地基的方法，可以使用加固地基的地基加固施工方法，这种施工方法熟知为C.G.S施工方法。
由于这种C.G.S施工方法使用坍落度值为5cm以下的低流动性材料，因此灌浆偏离计划注入地方相对较少，同时能够形成凝固体，且也能够在现有结构的周围或地下室等狭小的地方作业。
此外，能够无振动/无噪音地进行施工，因此还能够应用于商业街和住宅密集区，且所使用的灌浆还具有环保特性。
然而，在实施C.G.S施工方法时，由于不能用肉眼确认注入至地基内部的灌浆的注入状态，因此存在难以获知注入情况和制定针对地基状态的对策的问题。
因此，具有如下问题：即使随着灌浆注入而发生地基破碎现象，也难以针对此进行预防，只能在破碎现象发生后进行事后处理。
此外，针对所设计的定量注入的确认和施工质量管理依赖于操作人员的经验，因此具有难以解决针对施工完成度的疑问的问题。
发明内容
技术问题
为了解决背景技术中提出的问题，本发明旨在提供能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法，在难以将桩插入地基中的环境下能够在地基内部形成均匀形状的灌浆柱。
本发明的技术问题不限于上文提及的技术问题，本领域的普通技术人员根据下面的记载能够明确地理解未提及的其它技术问题。
技术方案
为了解决上述技术问题而提出了本发明，根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法包括：注入管插入步骤，将用于将灌浆注入地基内部的注入管插入地基中；注入步骤，通过在所述注入管插入步骤中所插入的注入管，以作为预设静压的注入压力在每单位时间内将定量的所述灌浆注入所述地基内部；压力测量步骤，测量在所述注入步骤中所注入的所述灌浆的排出压力；注入调节步骤，根据在所述压力测量步骤中所测量的所述排出压力的测量值的变化，调节所述注入步骤中的所述灌浆的注入压力和用于定量注入所述灌浆的单位时间中的至少一者；以及深度改变步骤，在完成所述灌浆的注入后改变所述注入管在所述地基中的插入深度。
其中，在所述压力测量步骤中所测量的所述排出压力的按深度的变化量值变大时，在所述注入调节步骤中可以将所述注入步骤中的所述灌浆的注入压力调节成小于所述预设静压。
此外，在所述压力测量步骤中所测量的所述排出压力的按深度的变化量值变小时，所述注入调节步骤可以增大用于在所述注入步骤中定量注入所述灌浆的单位时间。
此外，在所述深度改变步骤后再次执行注入步骤时，在所述注入步骤中可以采用在所述注入调节步骤中调节后的设置来注入所述灌浆。
在所述注入步骤中可以将在注入所述灌浆时所设置的每单位时间内注入量设置成被注入所述灌浆的地基的地基渗透系数的50倍以下。
技术效果
根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法在难以将桩插入地基中的环境下能够在地基内部形成均匀形状的灌浆柱。
本发明的效果不限于上文提及的效果，本领域的技术人员从权利要求范围的记载能够明确地理解未提及的其它效果。
附图说明
图1是示出在土质均匀的地基内部利用C.G.S施工方法形成灌浆柱的状态的图。
图2是示出在图1的情况下出现的各深度的、灌浆排出压力和每单位时间内的灌浆注入量之间的比例的图。
图3是示出在上下土质不同的地基内部利用C.G.S施工方法形成灌浆柱的状态的图。
图4是示出在图3的情况下出现的各深度的、灌浆排出压力和每单位时间内的灌浆注入量之间的比例的图。
图5是示出根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法的执行过程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。然而，在对本发明进行说明的过程中，为了使本发明的要旨变得更加明了而省略对已公知的功能或结构的说明。
此外，在对本发明进行说明的过程中，前方/后方或上侧/下侧之类的指示方向的多个术语是为了使本领域的技术人员更加明确地理解本发明而记载的，且指示相对性的方向，因此，本发明的保护范围并不因此而受到限制。
首先，参照图1至图4，详细说明根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法的原理。
其中，图1是示出在土质均匀的地基内部利用C.G.S施工方法形成灌浆柱的状态的图，图2是示出在图1的情况下出现的各深度的、灌浆排出压力和每单位时间内的灌浆注入量之间的比例的图。
此外，图3是示出在上下土质不同的地基内部利用C.G.S施工方法形成灌浆柱的状态的图，图4是示出在图3的情况下出现的各深度的、灌浆排出压力和每单位时间内的灌浆注入量之间的比例的图。
如图1所示，在利用C.G.S施工方法在地基内部形成柱时，利用灌浆G形成的柱可以在地基内部以贯通软弱地基A的形式形成，以连接坚硬的岩石层B和地面从而能够支撑建筑物等。
在一般的C.G.S施工方法中，通过使得用于将灌浆G注入地基内部的注入管T贯通软弱地基A并插入至到达岩石层B的深的深度D2后注入灌浆G并使得注入管T向上移动的方法进行施工，也基于该方法说明根据本发明的能够进行抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法。
首先，在向地基内部注入灌浆G时，可以采用作为预设静压的注入压力在每单位时间内注入定量的灌浆，若完成一定量的注入，则使注入管T上升预定间隔，以再次注入灌浆。
此时，如果注入有灌浆G的软弱地基A以从深的深度D2至浅的深度D1土质均匀地形成，则按注入灌浆G的各深度形成类似的量和形状的灌浆G柱并凝固的灌浆G可以执行柱的作用。
在这种情况下，在执行整个工序的过程中，在每单位时间内所注入的灌浆G的注入量可以相同。
此外，虽然用于注入灌浆G的注入压力也相同，但是通过注入管T排出灌浆G的排出压力可以与从深的深度G2至浅的深度D1的灌浆G的注入深度移动距离成比例地降低。
因此，如图2所示，如果用图表示出在整个注入过程中出现的各注入深度的灌浆G的排出压力V2除以灌浆G的每单位时间内注入量Vs而得到的值，可知其变化量恒定。
然而，由于地基内部土壤状态全部均匀的情况非常罕见，因此如图3所示，地基内部的土壤的一部分的状态也可以彼此不同。
在图3中，将地基内部的土壤状态简化并表示为土壤的上层和下层不同的情况，基于这样的情况说明本发明的原理。
在图3中，在软弱地基A的上层A1相比下层A2更密实地形成的情况下，在通过C.G.S施工方法注入灌浆G的同时使注入管T上升的过程中，可以按照从地基的下层A2至上层A1的顺序注入灌浆G。
此时，如上所述，注入至地基内部的灌浆G的排出压力与注入深度的变化成比例地降低，如果向比较密实地形成的上层A1区域注入，则灌浆G的排出压力的降低幅度可能会比较小。
也就是说，在灌浆G注入过程中地基内部的土壤状态变得相对密实时，相比在地基内部的土壤状态均匀时可获得的灌浆G的排出压力，可能会测得比较高的排出压力。
在这种情况下，在注入灌浆G而形成的柱中，灌浆G自身的密度在各注入深度不同，因此可能无法正确地支撑从地上传递的力，且在施工过程中，由于灌浆G的压力还可能发生地基破碎的现象。
此外，与上述假设相反，在软弱地基A的下层A2相比上层A1更密实地形成的情况下，在通过C.G.S施工方法注入灌浆G的同时使注入管T上升的过程中，也可以按照从地基的下层A2至上层A1的顺序注入灌浆G。
此时，在向比较松散地形成的上层A1区域注入灌浆G时，与灌浆G的注入深度的变化成比例地减小的排出压力可能会以比较大的幅度减小。
也就是说，在灌浆G注入过程中地基内部的土壤状态变得相对松散时，相比在地基内部的土壤状态均匀时可获得的灌浆G的排出压力，可能会测得比较低的排出压力。
在这种情况下，无法形成稳定的柱形式，例如在注入灌浆G的同时所形成的整体灌浆G柱的形状向一侧扩散，因此也有可能无法正确地支撑从地上传递的力。
如图4所示，通过示出在整个注入过程中出现的各注入深度的灌浆G的排出压力V2除以灌浆G的每单位时间内注入量Vs而得到的值的图表，可以看出这种变化。
地基内部的土壤状态整体均匀时的图形会具有C1形状，然而，在以从深的深度D2至浅的深度D1的顺序注入灌浆G的过程中，在上层A1的土壤状态变得比较密实的情况下，会示出C2的图形，且在上层A1的土壤状态变得比较松散地情况下，会示出C3的图形。
因此，可以防止这种图形的变型，以形成更均匀的恒定形状的灌浆G柱。
接着，参照图5，详细说明能够按照上述原理执行的根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法的一实施例的过程。
其中，图5是示出根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法的执行过程的流程图。
首先，如图5所示，根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法的一实施例可以包括注入管插入步骤S100、注入步骤S200、压力测量步骤S300、注入调节步骤S400以及深度改变步骤S500。
注入管插入步骤S100为将用于将灌浆G注入地基内部的注入管T插入地基中的步骤，可以将注入管T插入至利用根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法所形成的灌浆G柱能够充分地支撑从地面传递的力的深度。
此外，注入管插入步骤S100还可以包括为了确保用于插入注入管T的空间而预先对地基进行钻孔的钻孔过程。
此外，注入步骤S200为通过在所述注入管插入步骤S100中所插入的注入管T将灌浆G注入地基内部的步骤，在本实施例中在注入灌浆G时以作为预设静压的注入压力在每单位时间内注入定量的灌浆。
通常，在执行C.G.S施工方法时，预先采集地基样品以测量各深度的地基渗透系数，在注入步骤S200中注入灌浆G时，优选将每单位时间内注入量设置并确定为预先测量的地基渗透系数的50倍以下。
这是为了在将灌浆G注入地基内部的同时防止地基自身的破碎。
此外，压力测量步骤S300为测量在上述注入步骤S200中注入的灌浆G的排出压力的步骤，在地基内部的注入灌浆G的位置处测量该压力或者可以在供给灌浆G的泵的后端测量灌浆G排出部的压力。
接着，注入调节步骤S400为根据在上述压力测量步骤S300中所测量的排出压力的测量值的变化量值，调节注入步骤S200中的灌浆G的注入压力和用于定量注入灌浆G的单位时间中的至少一者的步骤。
在下文详细描述在该注入调节步骤S400中对灌浆G的注入进行调节的详细内容。
此外，深度改变步骤S500为在完成灌浆G的注入后改变注入管T在所述地基中的插入深度的步骤。
可以在执行该深度改变步骤S500后，再次从注入步骤S200开始重复执行上述步骤，从而在各深度注入灌浆G以在地基内部形成灌浆G柱。
此外，优选地，在此时再次重复执行的注入步骤S200中，按照在上述深度改变步骤S500之前的注入调节步骤S400中改变后的灌浆G注入设置值来注入灌浆G。
这是因为，如果之前的灌浆G的注入深度处的土壤状态有改变，则之后的灌浆G的注入深度处的土壤状态也相同的可能性高。
用于基于在各深度所测量的灌浆G的排出压力确认整个灌浆G柱是否很好地形成并进行控制的注入调节步骤S400的更具体的方法如下所述。
如上所述，在压力测量步骤S300中所测量的灌浆G的排出压力会与灌浆G的注入深度成比例地变化。
然而，在压力测量步骤S300中所测量的灌浆G的排出压力的变化量值改变时，可以判断出注入有灌浆G的地基的土壤状态在各深度处不均匀。
因此，可以确认在反复执行上述根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法的步骤的过程中获得的灌浆G的排出压力的变化量是否变化。
首先，在灌浆G的排出压力的变化量值没有变化时，可以在维持灌浆G注入设置的同时完成灌浆G的注入，且改变注入管T在地基内部的插入深度。
然而，在灌浆G的排出压力的变化量值改变时，可以改变灌浆G的注入设置。
首先，在灌浆G的排出压力的变化量值变大时，可能表示：与之前注入灌浆G的深度处的土壤相比，当前注入灌浆G的深度处的土壤更密实。
在该情况下，由于过分注入灌浆G而地基可能发生破碎，因此可以使用降低用于将灌浆G注入地基内部的注入压力以降低灌浆G的排出压力的方法。
此外，在灌浆G的排出压力的变化量值变小时，可能表示：与之前注入灌浆G的深度处的土壤相比，当前注入灌浆G的深度处的土壤更松散。
在该情况下，如果按照原来的设置来注入灌浆G，则可能导致灌浆G散开的同时使整个灌浆G柱的形状不均匀，因此可以使用增大用于定量注入灌浆G的单位时间以调节注入速度的方法。
也就是说，通过调节该灌浆G注入设置，使供灌浆G硬化的时间比较长，以形成更均匀形状的灌浆G柱，从而能够进行有效地支撑从地面施加的力的地基的施工。
例如，在地基内部的形成有孔隙或有水流动的区域也可以形成均匀的灌浆G柱。
此外，可以执行上述调节灌浆G注入设置的过程后再次测量灌浆G的排出压力的变化量值以获知该值是否变化，然后执行下一个工序。
如果重复上述过程而完成全深度的灌浆G注入，则能够完成根据本发明的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法。
通过上述过程可以实时确认注入灌浆G的地基内部的状态，且可以相应地优化灌浆G注入条件。
因此，能够形成均匀的灌浆G柱而不受难以用肉眼确认的土层和土壤条件的不规则变化的影响，且快速应对在施工过程中可能发生的问题，从而能够获得施工质量管理和防止地基破碎现象等的效果。
也就是说，可以获得如下效果：可以在执行上述整个工序期间根据地基状态持续管理灌浆G的注入状态。
此外，如上所述，虽然说明并示出了本发明的特定的实施例，但本发明并不局限于所记载的实施例，本领域的普通技术人员将理解在不脱离本发明的思想及范围的情况下可以进行各种修改及变型。因此，这种修改例及变型例不应被理解成独立于本发明的技术思想或观点，而是应视为这种变型后的实施例属于本发明的发明要求保护范围。
Claims (5)
1.一种能够实现抗震加固和质量管理的压密注浆系统C.G.S施工方法，包括：
注入管插入步骤，将用于将灌浆注入地基内部的注入管插入地基中；
注入步骤，通过在所述注入管插入步骤中所插入的注入管，以作为预设静压的注入压力在每单位时间内将定量的所述灌浆注入所述地基内部；
压力测量步骤，测量在所述注入步骤中所注入的所述灌浆的排出压力；
注入调节步骤，根据在所述压力测量步骤中所测量的所述排出压力的测量值的变化，调节所述注入步骤中的所述灌浆的注入压力和用于定量注入所述灌浆的单位时间中的至少一者；以及
深度改变步骤，在完成所述灌浆的注入后改变所述注入管在所述地基中的插入深度。
2.根据权利要求1所述的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法，其中，在所述压力测量步骤中所测量的所述排出压力的按深度的变化量值变大时，在所述注入调节步骤中将所述注入步骤中的所述灌浆的注入压力调节成小于所述预设静压。
3.根据权利要求1所述的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法，其中，在所述压力测量步骤中所测量的所述排出压力的按深度的变化量值变小时，在所述注入调节步骤中增大在所述注入步骤中用于定量注入所述灌浆的单位时间。
4.根据权利要求1所述的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法，其中，在所述深度改变步骤后再次执行注入步骤时，在所述注入步骤中采用在所述注入调节步骤中调节后的设置来注入所述灌浆。
5.根据权利要求1所述的能够实现抗震加固和质量管理的C.G.S施工方法，其中，在所述注入步骤中将在注入所述灌浆时所设置的每单位时间内注入量设置成被注入所述灌浆的地基的地基渗透系数的50倍以下。
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