CN108086296B - 动静联合注浆地基加固工法 - Google Patents

Abstract

一种动静联合注浆地基加固工法，包括下述步骤：S1：采用引孔机械进行引孔施工，并设置侧壁防护装置；S2：采用高压喷射钻具进行喷射加固浆液处理，喷射前在孔口处安装孔口密封装置，孔口密封装置上连接有孔口调压装置；S3：启动高压旋喷施工，在原地进行驻喷施工，通过孔口调压装置控制孔内压力至设计要求值；S4：提升高压喷射钻具进行高压旋喷施工，高压喷射钻具廻转速度为8~25r/min，提升速度为6~25cm/min，同时调整控制孔内压力；S5：钻头提至设计标高位置，进行原地驻喷，同时调节释放孔内压力；S6：提起钻杆和钻头到地面，完成桩体施工；S7：移动钻机到下一个桩位重复上述步骤S1~步骤S6，直至完成。

Description

动静联合注浆地基加固工法

技术领域

本发明公开一种地基加固工法，特别是一种动静联合注浆地基加固工法，涉及各类地质条件下岩土工程的地基加固处理及止水处理领域。

背景技术

目前常规的注浆方法分为静压注浆和高压喷射注浆两种工法。其中静压注浆法适于中粗砂及砂砾石、破碎岩石等地质条件，不适于粉土、粘土等细粒土，而且浆液的可控性较差，常出现窜浆、跑浆现象，对填土卵石等易集中聚集难以实现全域加固；高压喷射注浆法适合砂性土、粘性土、淤泥质土等地层，但对砂卵石、块石、填石等地层由于喷射能量衰减或受阻，加固效果十分有限。而实际地层常常是多种土层、多种地质条件同时存在，现有单一的注浆工法难以同时满足各类地层加固的需要。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的单一的注浆工法很难满足各类地层加固的需要的缺点，本发明提供一种动静联合注浆地基加固工法，在引孔施工完成后，将钻头及注浆管道放入设计要求加固深度；及时进行孔口调压密封装置的安装；安装完成后启动高压喷射注浆操作，先原地驻喷，待上返浆液受封堵形成一定压力后，通过调压装置将孔内压力控制在设计要求范围内；提升钻头进行高压旋喷的同时，自动启动静压注浆模式，并通过调压装置调整孔内压力，保证高压喷射注浆与静压注浆效果的有机结合；将土体充分拌和凝固后形成有效的加固土体。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种动静联合注浆地基加固工法，加固工法包括下述步骤：

步骤S1：采用引孔机械进行引孔施工，并根据密封需要设置侧壁防护装置；

步骤S2：引孔完成后，采用高压喷射钻具进行喷射加固浆液处理，喷射前将高压喷射钻具下放至孔底设计要求的深度，在孔口处安装孔口密封装置，孔口密封装置上连接有孔口调压装置；

步骤S3：启动高压旋喷施工，在原地进行驻喷施工，待浆液逐渐上返形成压力时，通过孔口调压装置控制孔内压力至设计要求值；

步骤S4：提升高压喷射钻具进行高压旋喷施工，高压喷射钻具廻转速度为8~25r/min，提升速度为6~25cm/min，同时通过孔口调压装置1随时调整控制孔内压力，保证压力值在1.0~1.5MPa范围内；

步骤S5：钻头提至设计标高位置，进行原地驻喷，同时调节释放孔内压力；

步骤S6：提起钻杆和钻头到地面，完成桩体施工；

步骤S7：移动钻机到下一个桩位重复上述步骤S1~步骤S6，直至完成。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的孔口侧壁防护装置采用钢护筒、水泥或混凝土护壁。

所述的孔口侧壁防护装置在引孔施工前或引孔施工后进行安设。

所述的高压喷射钻具包括钻头和钻杆，钻头连接在钻杆上，钻头上开设有喷射孔。

所述的孔口密封装置采用各类特制的囊式、重力式或液压式密封装置或设施。

所述的孔口调压装置采用电子式、机械式或手动式调压装置或措施。

所述的加固浆液采用水泥浆液、水玻璃或碱液。

所述的桩体的桩长为5~20m。

所述的桩体的截面为圆形、扇形或半圆形。

所述的桩体的加固方向为竖向、斜向、水平向或仰斜向。

本发明的有益效果是：本发明将岩土工程领域的高压喷射注浆方法与静力注浆工法结合形成一种新型的基础加固或地下止水防渗的施工方法，其技术原理是先采用单管、双管、多管等传统的高压喷射注浆工艺进行喷射注浆施工，通过设置于孔口的独特的密封装置，将高压喷射注浆施工中上返的浆液封堵在注浆孔内，并形成不断增加的压力。通过调压装置将压力限制在设计范围，使浆液在压力作用下向四周的土体区域渗透、挤密、劈裂，在高压喷射注浆加固的基础上向外侧延伸，扩大加固范围，增强加固效果。该方法实现了高压喷射注浆与静压注浆的有机结合，充分发挥各自优势，在保证加固效果的同时增加对各类复杂土质条件的适应性，彻底解决了传统的静力注浆工艺和高压旋喷注浆工艺对土质条件适应性差的技术限制，通过旋喷注浆与静压注浆的有机结合，能克服注浆不可控的缺点，实现各种地质条件下的注浆加固。通过对返浆的高效利用，大大提升了水泥的利用率，几乎避免了返浆污染，有利于节能与环保。

本发明采用孔口调压密封装置对高压旋喷施工上返的泥浆进行封堵，避免冒浆污染的同时形成压力，使浆液对侧壁土体浸润、挤密、劈裂，与高压喷射注浆联合作用，扩大加固范围，提高加固效果，解决了相关技术中对地质条件适应性差、窜浆、跑浆、冒浆污染、水泥浪费严重等缺点。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是根据本发明实施例的动静联合注浆工法的工艺流程图。

图2是根据本发明实施例的动静联合注浆工法的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的注浆加固过程示意图。

图中，1-孔口调压装置，2-孔口密封装置，3-孔口侧壁防护装置，4-高压喷射钻具，5-静压注浆渗入挤密作用形成区域，6-静压注浆劈裂作用形成区域，7-高压旋喷冲切拌和作用形成区域。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图1、附图2和附图3，本发明主要为一种动静联合注浆地基加固工法，该方法主要包括下述步骤：

步骤S1：采用引孔机械进行引孔施工，并根据密封需要设置侧壁防护装置3，本实施例中，孔口侧壁防护装置3可采用钢护筒、水泥或混凝土护壁等各类侧壁防护措施，可保证密封效果，本实施例中，根据侧壁防护方法的不同选择，在引孔施工前或引孔施工后进行侧壁防护装置3的安设；

步骤S2：引孔完成后，采用高压喷射钻具4进行喷射加固浆液处理，本实施例中，高压喷射钻具4包括钻头和钻杆，钻头连接在钻杆上，钻头上开设有喷射孔，喷射时，将钻头及钻杆下放至孔底（即步骤S1引孔操作形成的孔）设计要求的深度，在孔口处安装孔口密封装置2，孔口密封装置2上连接有孔口调压装置1，本实施例中，孔口密封装置2可采用各类特制的囊式、重力式、液压式等各类密封装置或设施，采用特制孔口密封装置能够对高压旋喷上返泥浆进行封堵，孔口密封装置2上连接有孔口调压装置1，能够对上返泥浆封堵产生的压力进行可控调整，孔口调压装置1可采用电子式、机械式、手动式等各类调压装置或措施，本实施例中，加固浆液可采用水泥浆液、水玻璃或碱液等各类加固浆液；

步骤S3：启动高压旋喷施工，在原地进行驻喷施工，本实施例中，驻喷时钻头在原地旋转喷射，钻具4廻转速度为8~25r/min，待浆液逐渐上返形成压力时，通过孔口调压装置1控制孔内压力至设计要求值，本实施例中，在原地驻喷过程中，可通过孔口调压装置1随时调整孔内压力，保证压力值在1.0~1.5MPa范围内，本实施例中，在原地驻喷时，可根据孔口浆液渗漏情况，检测孔口密封装置2和孔口调压装置1的效果，同时将孔内压力控制在设计要求范围内；

步骤S4：提升钻头进行高压旋喷施工，本实施例中，驻喷结束后即开始提升钻头，一般由设计人员根据岩土参数提出具体驻喷时间要求，通常情况下，以驻喷时满足孔内压力为准，当压力达到设计要求值时，即提升钻头，本实施例中，钻具4廻转速度为8~25r/min，提升速度为6~25cm/min，同时通过孔口调压装置1随时调整控制孔内压力，保证压力值在1.0~1.5MPa范围内，进行静压注浆施工，本发明中不断提升高压喷射钻具，形成自下而上的不断冲切拌和，同时与孔内压力形成的静压注浆有机结合，促进土体与水泥浆液的充分拌和，形成均匀的水泥加固土体；

步骤S5：钻头提至设计标高位置，进行原地驻喷，同时调节释放孔内压力，将原来的高压注浆压力逐渐降低，为安全提出钻头做准备，提起钻头到设计标高（本实施例中，设计标高是设计人员根据工程需求及地质条件提出来的，通常以能够安全将钻头提出为准）时，先停止注浆，通过调压装置1调整释放孔压，避免浆液上冒，造成污染，待压力释放完毕后再将钻头提离孔口，本实施例中，通常喷筑的水泥固化桩体的桩长为5~20m；

步骤S6：提起钻杆和钻头到地面，完成桩体施工，本实施例中，水泥固化桩体的截面为圆形、扇形、半圆形等各类可能加固形状，水泥固化桩体的加固方向包括竖向、斜向、水平向、仰斜向等各种加固角度；

步骤S7：若还有需要施工的桩位，移动钻机到下一个桩位重复上述步骤S1~步骤S6，直至完成。

本发明将岩土工程领域的高压喷射注浆方法与静力注浆工法结合形成一种新型的基础加固或地下止水防渗的施工方法，其技术原理是先采用单管、双管、多管等传统的高压喷射注浆工艺进行喷射注浆施工，通过设置于孔口的独特的密封装置，将高压喷射注浆施工中上返的浆液封堵在注浆孔内，并形成不断增加的压力。通过调压装置将压力限制在设计范围，使浆液在压力作用下向四周的土体区域渗透、挤密、劈裂，在高压喷射注浆加固的基础上向外侧延伸，扩大加固范围，增强加固效果。该方法实现了高压喷射注浆与静压注浆的有机结合，充分发挥各自优势，在保证加固效果的同时增加对各类复杂土质条件的适应性，彻底解决了传统的静力注浆工艺和高压旋喷注浆工艺对土质条件适应性差的技术限制，通过旋喷注浆与静压注浆的有机结合，能克服注浆不可控的缺点，实现各种地质条件下的注浆加固。通过对返浆的高效利用，大大提升了水泥的利用率，几乎避免了返浆污染，有利于节能与环保。

本发明的方法可用于建筑物地基加固、既有建筑物地基加固、深基坑地下工程支挡、筑造地下防水帷幕、防止砂土液化、增大土的摩擦力和粘聚力以及防止坝基冲刷等地基加固工程。

本发明实施例和优选实施例的创新点在于采用孔口调压密封装置实现密封造压；采用调压装置动态控制孔内压力；采用高压喷射注浆产生的返浆形成静压注浆材料；密封装置的设置有利于水平及仰角加固效果的保证；提高水泥利用率，大大减少返浆污染，利于实节能和绿色环保。

Claims (9)

1.一种动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的加固工法包括下述步骤：

步骤S1：采用引孔机械进行引孔施工，并根据密封需要设置侧壁防护装置，孔口侧壁防护装置采用钢护筒、水泥或混凝土护壁；

步骤S2：引孔完成后，采用高压喷射钻具进行喷射加固浆液处理，喷射前将高压喷射钻具下放至孔底设计要求的深度，在孔口处安装孔口密封装置，孔口密封装置上连接有孔口调压装置；

步骤S3：启动高压旋喷施工，在原地进行驻喷施工，待浆液逐渐上返形成压力时，通过孔口调压装置控制孔内压力至设计要求值；

步骤S4：提升高压喷射钻具进行高压旋喷施工，高压喷射钻具廻转速度为8~25r/min，提升速度为6~25cm/min，同时通过孔口调压装置随时调整控制孔内压力，保证压力值在1.0~1.5MPa范围内；

步骤S5：钻头提至设计标高位置，进行原地驻喷，同时调节释放孔内压力；

步骤S6：提起钻杆和钻头到地面，完成桩体施工；

步骤S7：移动钻机到下一个桩位重复上述步骤S1~步骤S6，直至完成。

2.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的孔口侧壁防护装置在引孔施工前或引孔施工后进行安设。

3.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的高压喷射钻具包括钻头和钻杆，钻头连接在钻杆上，钻头上开设有喷射孔。

4.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的孔口密封装置采用各类特制的囊式、重力式或液压式密封装置或设施。

5.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的孔口调压装置采用电子式、机械式或手动式调压装置。

6.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的加固浆液采用水泥浆液、水玻璃或碱液。

7.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的桩体的桩长为5~20m。

8.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的桩体的截面为圆形或扇形。

9.根据权利要求1所述的动静联合注浆地基加固工法，其特征是：所述的桩体的加固方向为竖向、斜向或水平向。