CN108755699B - 一种基坑周边土体的变形控制方法及装置 - Google Patents

一种基坑周边土体的变形控制方法及装置 Download PDF

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    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Abstract

本发明公开了一种基坑周边土体的变形控制方法及装置,其包括以下步骤:S1、在基坑的设定距离范围内钻设至少一个钻孔;S2、在钻孔内预埋注浆管,在注浆管上开设注浆孔,所述注浆孔的外侧套设有囊袋;S3、检测所述基坑周边土体的变形量,并判断是否超过预警值,若是,则执行步骤S4;S4、通过注浆管进行注浆,控制变形量。本发明使得基坑开挖引起的周边土体变形能够有效恢复。避免了浆液四处流散对土体的扰动,也避免了浆液四处流散导致的浪费和环境污染。囊袋中的浆液凝固后,形成具有刚度和强度的桩体,有效地控制变形进一步发展。同时,还可以在同一位置实现分段、多次注浆,灵活控制,能应对不同的工程需求。

Description

一种基坑周边土体的变形控制方法及装置
技术领域
本发明涉及土体的变形控制技术领域,尤其涉及一种基坑周边土体的变形控制方法及装置。
背景技术
基坑开挖往往引起周边土体位移,从而对周边环境(建筑物、隧道)产生不利影响。工程中,会通过在基坑边埋设注浆管,灌注水泥浆,以此控制周边环境的变形。这种工艺通常无法控制水泥浆液的流向,这会导致以下几个问题:
1、水泥浆液仅仅填充土体间的空隙,无法有效地对基坑开挖引起的周边建筑、隧道变形进行补偿。
2、水泥浆液四处流散一定程度上会扰动土体,破坏土体结构,在浆液凝固前可能会导致保护对象变形进一步增加。
3、注入的水泥浆液仅仅加固了土体,没有形成有效的、集中的加固体,无法有效控制变形的进一步发展。
4、注浆管在灌注水泥浆后,由于水泥凝固堵管仅能使用一次,无法进行二次或多次注浆,也无法分段注浆。
5、由于无法控制水泥浆液流向,导致水泥浆液灌注量增大,造成浪费,污染环境。
此外,一般的注浆措施并不关注保护对象监测数据,往往根据经验注浆,不会根据监测反馈数据调整注浆量、注浆压力、注浆速度等参数。
综上所述,现有的技术无法有效地使基坑周边环境变形得以恢复,反而会进一步扰动土体、增加变形,也无法有效控制变形的进一步发展,同时也无法解决多次注浆、环境污染、注浆参数凭经验等问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题,从而提供一种控制变形效果好、避免了浆液的浪费和环境污染的基坑周边土体的变形控制方法及装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
本发明提供的基坑周边土体的变形控制方法,其包括以下步骤:
S1、在基坑的设定距离范围内钻设至少一个钻孔;
S2、在钻孔内预埋注浆管,在注浆管上开设注浆孔,所述注浆孔的外侧套设有囊袋;
S3、检测所述基坑周边土体的变形量,并判断是否超过预警值,若是,则执行步骤S4;
S4、通过注浆管进行注浆,控制变形量。
进一步地,所述步骤S2具体包括:
S201、在所述注浆管的内部设置分隔板,将所述注浆管分隔成多个注浆腔;
S202、在每个所述注浆腔上开设多个注浆孔;
S203、在注浆管上套设囊袋,所述囊袋具有依次包覆且互不连通的多个夹层,每个所述夹层分别对应地与每个所述注浆腔的注浆孔相连通。
进一步地,所述步骤S3具体包括:
S301、检测基坑周边土体的变形量是否超过预警值,若是,则执行步骤S302;
S302、最内侧的夹层进行注浆;
S303、继续检测基坑周边土体的变形量是否超过预警值,若是,则执行步骤S304;
S304、自内向外的下一夹层进行注浆;
S305、依次循环步骤S303-S304。
进一步地,所述步骤S2具体包括:
S211、在所述钻孔内预埋高度不同的多个注浆管,每个所述注浆管的下部开设注浆孔;
S212、沿所述钻孔的深度方向间隔地布置多个固定板,将注浆管的底部固定在相应的固定板上,并使每个注浆管的注浆孔位于上下相邻的两个固定板之间;
S213、在相邻的两个固定板的外侧包覆囊袋。
进一步地,所述步骤S3具体包括:
S311、检测基坑周边土体的变形位置及变形量,当超过预警值时,执行步骤S312;
S312、在变形位置处,利用相应的注浆管进行注浆;
S313、依次循环步骤S311-S312。
进一步地,在所述钻孔内自下而上还依次设有填砂段和注浆封堵段,所述填砂段设置在囊袋的外侧,所述注浆封堵段包括水泥浆、混凝土、水玻璃、环氧树脂中的一种或组合。
进一步地,所述注浆封堵段上方还设有填土段,所述填土段包括粘土、建筑垃圾中的一种或组合。
进一步地,所述囊袋通过绑扎钢丝或粘合剂中的一种或组合固定在所述注浆管上。
本发明提供的基坑周边土体的变形控制装置,其包括设置在所述基坑设定范围处的至少一个钻孔,所述钻孔内预埋有注浆管,所述注浆管上开设有注浆孔,所述注浆孔的外侧套设有囊袋。
进一步地,所述注浆管的内部设置有分隔板,所述分隔板将所述注浆管分隔成多个注浆腔;每个所述注浆腔上开设有所述注浆孔;以及所述囊袋具有依次包覆且互不连通的多个夹层,每个所述夹层分别对应地与每个所述注浆腔的注浆孔相连通。
进一步地,所述注浆管的数量为多个,且高度均不相同;沿所述钻孔的深度方向间隔地布置多个固定板,所述注浆管的底部固定在相应的所述固定板上,且每个所述注浆管的注浆孔位于上下相邻的两个所述固定板之间,以及所述囊袋设置在相邻的两个固定板的外侧。
本发明的有益效果在于:
1)、注浆时囊袋扩张,挤压周边土体,使得基坑开挖引起的周边土体变形能够有效恢复。
2)、浆液包裹在囊袋中,避免了浆液四处流散对土体的扰动,也避免了浆液四处流散导致的浪费和环境污染。
3)、囊袋中的浆液凝固后,形成具有刚度和强度的桩体,有效地控制变形进一步发展。
4)、囊袋的多个夹层和多个注浆腔的组合,可以在同一位置实现分段、多次注浆,灵活控制,能应对不同的工程需求。
5)、结合保护土体的变形量监测数据,能对注浆量、注浆速度、注浆压力进行调整,更有效地补偿基坑开挖引起的周边土体变形。
附图说明
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。
图1是本发明的基坑周边土体的变形控制方法的方法流程图;
图2是本发明的基坑周边土体的变形控制装置的安装位置图;
图3是本发明的基坑周边土体的变形控制装置的安装位置俯视图;
图4是本发明实施例一的基坑周边土体的变形控制装置的结构示意图;
图5是图4的A-A的剖视图;
图6是本发明实施例二的基坑周边土体的变形控制装置的结构示意图;
图7是图6的B-B的剖视图;
图8是本发明实施例三的基坑周边土体的变形控制装置的结构示意图;
图9是图8的C-C的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示,本发明的基坑周边土体的变形控制方法,其包括以下步骤:
S1、在基坑的设定距离范围内钻设至少一个钻孔;本发明中,基坑的周边土体一般有建筑物(或隧道)时,容易产生较大的土体变形,因此,本实施例中的钻孔一般是设置在基坑和建筑物之间,呈线性等间隔设置,而设定距离范围可以为:距离建筑物为6-8m,或距离基坑6-8m等,其具体取值范围和分布方式也可根据实际情况进行合理设定。较佳地,本发明的钻孔可以为垂直、水平或倾斜状。
S2、在钻孔内预埋注浆管,在注浆管上开设注浆孔,注浆孔的外侧套设有囊袋;本发明中,注浆管可以是铝制、铝合金、钢、塑料、聚合物软管中的一种或多种组合。
S3、检测基坑周边土体的变形量,并判断是否超过预警值,若是,则执行步骤S4;
S4、通过注浆管进行注浆,控制变形量。
本发明中,在注浆孔的外侧套设囊袋的好处在于:1)、注浆时囊袋扩张,挤压周边土体,使得基坑开挖引起的周边土体变形能够有效恢复。2)、浆液包裹在囊袋中,避免了浆液四处流散对土体的扰动,也避免了浆液四处流散导致的浪费和环境污染。3)、囊袋中的浆液凝固后,形成具有刚度和强度的桩体,有效地控制变形进一步发展。
在本发明的一个实施例中,步骤S2具体包括:
S201、在注浆管的内部设置分隔板,将注浆管分隔成多个注浆腔;每个注浆腔之间是互不连通的,使其能实现多次注浆。
S202、在每个注浆腔上开设多个注浆孔;
S203、在注浆管上套设囊袋,囊袋具有依次包覆且互不连通的多个夹层,每个夹层分别对应地与每个注浆腔的注浆孔相连通。本发明通过对不同的注浆腔进行注浆,即可对囊袋的相应夹层进行填充。
具体地,步骤S3具体包括:
S301、检测基坑周边土体的变形量是否超过预警值,若是,则执行步骤S302;
S302、最内侧的夹层进行注浆;
S303、继续检测基坑周边土体的变形量是否超过预警值,若是,则执行步骤S304;
S304、自内向外的下一夹层进行注浆;
S305、依次循环步骤S303-S304。
本发明中,通过检测基坑周边土体的变形量,然后根据变形量的大小来选择一个或多个夹层的注浆,其能实现同一位置的多次注浆,控制灵活方便,能应对不同的工程需求。
在本发明的另一个实施例中,步骤S2具体包括:
S211、在钻孔内预埋高度不同的多个注浆管,每个注浆管的下部开设注浆孔;
S212、沿钻孔的深度方向间隔地布置多个固定板,将注浆管的底部固定在相应的固定板上,并使每个注浆管的注浆孔位于上下相邻的两个固定板之间;
S213、在相邻的两个固定板的外侧包覆囊袋。即:每个注浆管的注浆孔均与一个囊袋相对应,当对其中一个注浆管进行注浆时,即可对相应的囊袋进行填充。
步骤S3具体包括:
S311、检测基坑周边土体的变形位置及变形量,当超过预警值时,执行步骤S312;
S312、在变形位置处,利用相应的注浆管进行注浆;
S313、依次循环步骤S311-S312。
本发明,可以根据变形位置,有针对性地进行补偿和控制,其避免了整体注浆造成的材料浪费和补偿精度低的缺陷。
本发明中,在钻孔1内自下而上还依次设有填砂段2和注浆封堵段3填砂段2设置在囊袋5的外侧,注浆封堵段3包括水泥浆、混凝土、水玻璃、环氧树脂中的一种或组合。优选地,注浆封堵段3上方还设有填土段4,当注浆封堵段3直接封堵到地面,则不需要填土段4,否则,需要增加填土段4,其中,填土段4包括粘土、建筑垃圾中的一种或多种组合。
较佳地,囊袋5通过绑扎钢丝或粘合剂中的一种或组合固定在注浆管上。
参阅图2-9所示,本发明的基坑周边土体的变形控制装置,其包括设置在基坑6设定范围处的至少一个钻孔1,钻孔1内预埋有注浆管7,注浆管7上开设有注浆孔8,注浆孔8的外侧套设有囊袋5。
在本发明的一个实施例中,注浆管7的内部设置有分隔板9,分隔板9将注浆管分隔成多个注浆腔10;每个注浆腔10上开设有注浆孔8;以及囊袋5具有依次包覆且互不连通的多个夹层11,每个夹层11分别对应地与每个注浆腔10的注浆孔8相连通。
在本发明的另一个实施例中,注浆管7的数量为多个,且高度均不相同;沿钻孔1的深度方向间隔地布置多个固定板12,注浆管7的底部固定在相应的固定板12上,且每个注浆管7的注浆孔位于上下相邻的两个固定板12之间,以及囊袋5设置在相邻的两个固定板12的外侧。
实施例一
参阅图2-5所示,具体实施步骤如下:
1)定位注浆管7的预埋位置,注浆管7预埋距离隧道6m,相邻注浆管7预埋间距为3m,利用地质钻机施工预先钻孔1,钻孔1的直径110mm,钻孔深度大于隧道底部埋深3m;
2)注浆管7采用DN25镀锌钢管,在需要注浆处对注浆管7进行开孔,开孔直径为5mm,开孔间距为0.1m,开孔外利用绑扎钢丝绑扎囊袋5,囊袋5长度为12m;
3)下放注浆管7至预先钻孔1中,在注浆段外填入砂形成填砂段2,在填砂段2上方进行注浆封堵,注浆水灰比0.6,形成注浆封堵段3,注浆封堵段3长度为4m;
4)在注浆封堵段3上方填土,形成填土段4;
5)当基坑1开挖引起建筑物和隧道变形超过预警值时,在注浆管7中进行注浆,控制变形,注浆水灰比0.6。
6)根据土体的监测传感器得到的位移等数据,及时调整注浆量、注浆压力、注浆速度,使得保护对象变形得到有效补偿。
实施例二
参阅图6-7所示,具体实施步骤如下:
1)定位注浆管7的预埋位置,注浆管7预埋距离建筑物为6m,相邻注浆管7预埋间距为3m,利用地质钻机施工预先钻孔1,钻孔1的直径110mm,钻孔深度大于建筑物基础埋深8m;
2)注浆管7采用DN25镀锌钢管,在需要注浆处对注浆管7进行开孔,开孔直径为5mm,开孔间距为0.1m,注浆管7中设置分隔板9,分隔板9板厚2mm;
3)注浆管7对应开孔位置处,利用绑扎钢丝绑扎两层囊袋5,囊袋段长8m;
4)下放注浆管7至预先钻孔1中,在注浆段外填入砂形成填砂段2,在填砂段2上方进行注浆封堵,注浆水灰比0.6,形成注浆封堵段3,注浆封堵段3长度为4m;
5)在注浆封堵段3上方填土,形成填土段4;
6)当基坑1开挖引起建筑物和隧道变形超过预警值时,在注浆管7中进行第一次注浆以控制变形(图6中注浆管右半边注浆),注浆水灰比0.6;
7)根据保护对象上的监测传感器得到的位移等数据,及时调整注浆量、注浆压力、注浆速度,使得保护对象变形得到有效补偿;
8)当变形进一步发展时,在注浆管7中进行第二次注浆(图6中注浆管左半边注浆)。
实施例三
参阅图8-9所示,具体实施步骤如下:
1)定位注浆管7的预埋位置,注浆管7预埋距离建筑物为8m,相邻注浆管7预埋间距为3m,利用地质钻机施工预先钻孔1,钻孔直径110mm,钻孔深度大于基坑底部深度5m;
2)三根注浆管7与固定板12焊接,注浆管7采用DN25镀锌钢管,三根注浆管7的长度各不相同,长度分别延长至不同位置的固定板12,固定板12直径为90mm,固定板12间的距离为3m,固定板12间的注浆管段进行开孔,孔径为5mm;
3)利用绑扎钢丝在固定板12间绑扎囊袋5;
4)下放注浆管7以及固定板12等至预先钻孔1中,在注浆段外填入砂形成填砂段2,在填砂段2上方进行注浆封堵,注浆水灰比0.6,形成注浆封堵段3,注浆封堵段3长度为4m;
5)在注浆封堵段3上方填土,形成填土段4;
6)当基坑开挖引起建筑物和隧道变形超过预警值时,根据需要在三根注浆管7中的一根进行注浆,注浆水灰比0.6,控制变形;
7)根据保护对象上的监测传感器得到的位移等数据,及时调整注浆量、注浆压力、注浆速度,使得保护对象变形得到有效补偿。
8)当变形进一步发展时,可在其他两根中进行注浆。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基坑周边土体的变形控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在基坑的设定距离范围内钻设至少一个钻孔;
S2、在钻孔内预埋注浆管,在注浆管上开设注浆孔,所述注浆孔的外侧套设有囊袋;
S3、检测所述基坑周边土体的变形量,并判断是否超过预警值,若是,则执行步骤S4;
S4、通过注浆管进行注浆,控制变形量;
所述步骤S2具体包括:
S201、在所述注浆管的内部设置分隔板,将所述注浆管分隔成多个注浆腔;
S202、在每个所述注浆腔上开设多个注浆孔;
S203、在注浆管上套设囊袋,所述囊袋具有依次包覆且互不连通的多个夹层,每个所述夹层分别对应地与每个所述注浆腔的注浆孔相连通。
2.如权利要求1所述的基坑周边土体的变形控制方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:
S301、检测基坑周边土体的变形量是否超过预警值,若是,则执行步骤S302;
S302、最内侧的夹层进行注浆;
S303、继续检测基坑周边土体的变形量是否超过预警值,若是,则执行步骤S304;
S304、自内向外的下一夹层进行注浆;
S305、依次循环步骤S303-S304。
3.如权利要求1所述的基坑周边土体的变形控制方法,其特征在于,在所述钻孔内自下而上还依次设有填砂段和注浆封堵段,所述填砂段设置在囊袋的外侧,所述注浆封堵段包括水泥浆、混凝土、水玻璃、环氧树脂中的一种或组合。
4.如权利要求3所述的基坑周边土体的变形控制方法,其特征在于,所述注浆封堵段上方还设有填土段,所述填土段包括粘土、建筑垃圾中的一种或组合。
5.如权利要求1所述的基坑周边土体的变形控制方法,其特征在于,所述囊袋通过绑扎钢丝或粘合剂中的一种或组合固定在所述注浆管上。
6.一种基坑周边土体的变形控制装置,其特征在于,包括设置在所述基坑设定范围处的至少一个钻孔,所述钻孔内预埋有注浆管,所述注浆管上开设有注浆孔,所述注浆孔的外侧套设有囊袋;所述注浆管的内部设置有分隔板,所述分隔板将所述注浆管分隔成多个注浆腔;每个所述注浆腔上开设有所述注浆孔;以及所述囊袋具有依次包覆且互不连通的多个夹层,每个所述夹层分别对应地与每个所述注浆腔的注浆孔相连通。
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