CN108797561A - 软弱地基注浆管及利用该注浆管的地基加固补强方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程施工领域，针对地基补强的效果较差的问题，提供了一种软弱地基注浆管，该技术方案如下：包括管体，管体插入地基的端部封闭，管体的侧壁上固定有贯穿管体侧壁的伸缩管，伸缩管完全收缩时，伸缩管伸出的端部位于管体的侧壁内，伸缩管伸出的端部封闭，伸缩管的侧壁上开有若干注浆孔，注浆孔上设有仅允许水泥浆液向伸缩管外流动的单向阀。还提供了一种地基加固补强方法，包括：待补强处钻孔并插入注浆管、注浆、抽浆、转动注浆管并再次注浆、抽浆、取出注浆管并回填钻孔。通过浆液的液压驱动伸缩管伸出，伸缩管伸出后，水泥浆液从注浆孔注出至地基泥土中，以使得注浆范围较大、分布均匀，使得地基补强效果较佳。

Description

软弱地基注浆管及利用该注浆管的地基加固补强方法

技术领域

本发明涉及工程施工领域，更具体地说，它涉及一种软弱地基注浆管及利用该注浆管的地基加固补强方法。

背景技术

道路在使用过程中，受行车荷载和自然环境的作用，路用性能逐渐下降，出现各种损坏，其中很多病害与基层或地基的不稳定或强度不足有关，如裂缝，不均匀沉降，脱空等。提高地基强度、加固补强软弱地基对提高道路使用性能，延长使用寿命至关重要。

采用非开挖注浆补强技术修复地基病害，方便快捷，工程量小，成本低，避免了大填大挖，对交通影响小，能够显著提高软弱地基和基层的承载能力，正逐步成为道路养护的重要手段。

非开挖注浆加固补强技术作为一种综合性专业技术，其修复效果不仅与注浆材料有关，还受注浆工艺影响。

传统的注浆方法采用一根硬质中空管，浆液在注浆压力下沿注浆管向下推送，从管底注入软弱地基中。

这种注浆方法使得浆液依靠自身流动性向周围扩散，导致浆液容易团聚在一起，扩散不均匀，导致地基填充缝隙以补强的效果较差，还有改善空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种软弱地基注浆管，具有地基补强效果较佳的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种软弱地基注浆管，包括管体，所述管体插入地基的端部封闭，所述管体的侧壁上固定有贯穿管体侧壁的伸缩管，所述伸缩管完全收缩时，所述伸缩管伸出的端部位于管体的侧壁内，所述伸缩管伸出的端部封闭，所述伸缩管的侧壁上开有若干注浆孔，所述注浆孔上设有仅允许水泥浆液向伸缩管外流动的单向阀。

采用上述技术方案，由于管体插入地基的端部封闭以及伸缩管伸出的端部封闭，使得管体内注满水泥浆液后，通过浆液的液压驱动伸缩管伸出，伸缩管伸出后，水泥浆液从注浆孔注出至地基泥土中，以使得注浆范围较大，水泥浆液在地基中分布均匀，使得地基补强效果较佳；通过在伸缩管上设有仅允许水泥浆液向伸缩管外流动的单向阀，使得抽吸管体内的水泥浆液时，管体内形成负压，利用负压使得伸缩管回缩，伸缩管回缩后，使得管体在地基中的位置可调节，通过调节管体的位置以再次注浆，使得水泥浆液在地基中分布更加均匀，进一步提高地基补强效果。

优选的，所述单向阀包括封堵注浆孔的弹性片以及位于弹性片朝向伸缩管内的一侧的固定件，所述固定件与弹性片抵接，所述弹性片部分与伸缩管固定连接。

采用上述技术方案，通过固定件与弹性片抵接，限制弹性片朝向伸缩管内形变，进而封堵注浆孔，当伸缩管内压力大于外界压力时，压力克服弹性片的弹力以驱动弹性片朝向远离伸缩管的方向发生弹性形变，进而打开注浆孔，进而使得水泥浆液从注浆孔注出，由于打开单向阀需要先克服弹性片的弹力，使得水泥浆液需要具有一定压力后方可注出，进而使得利用水泥浆液的压力驱动伸缩管伸出的效果更佳。

优选的，所述固定件为一体连接在注浆孔内的限位卡环，所述限位卡环朝向注浆孔的中轴线延伸，所述弹性片抵接在限位卡环远离伸缩管的一侧且所述弹性片与限位卡环朝向弹性片的端部平行。

采用上述技术方案，通过限位卡环与弹性片抵接，同时弹性片与限位卡环朝向弹性片的端部平行，使得弹性片与限位卡环的贴合较佳，提高弹性片封闭注浆孔时的密封性。

优选的，所述限位卡环由弹性材料制成。

采用上述技术方案，由于限位卡环由弹性材料制成，使得抽吸管体内的水泥浆液时，若部分泥土跟随水泥浆液流动至限位卡环处，利用限位卡环的弹性形变，避免泥土阻碍弹性片关闭，保证弹性片封闭注浆管时的密封效果。

优选的，所述限位卡环连接有远离弹性片的滤网。

采用上述技术方案，通过在限位卡环上连接有远离弹性片的滤网，利用滤网阻隔泥土，减少抽吸管体内浆液时泥土进入管体内的情况，同时由于滤网远离弹性片，减少被滤网阻隔的泥土阻碍弹性片弹性恢复以封堵注浆孔的情况。

优选的，所述弹性片位于伸缩管的侧壁内。

采用上述技术方案，由于弹性片位于伸缩管的侧壁内，使得伸缩管伸出时破开泥土后形成通道，而弹性片与泥土无需直接接触，使得打开弹性片时仅需克服弹性片自身弹力即可，保证弹性片打开顺畅。

优选的，所述伸缩管伸出的端部尖锐设置。

采用上述技术方案，通过伸缩管伸出的端部尖锐设置，使得伸缩管伸出时，更容易破开泥土，进而使得伸缩管易于伸出。

针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供一种地基加固补强方法，具有地基补强效果较佳的优点。

一种利用上述的软弱地基注浆管的地基加固补强方法，包括以下步骤：

（1）待补强处钻孔并插入注浆管；

（2）注浆，具体如下：

通过注浆泵向注浆管内注浆，通过浆液压力驱动伸缩管伸出，从注浆孔注出水泥浆液；

（3）抽浆，具体如下：

通过注浆泵抽吸注浆管内浆液配合单向阀以在注浆管内形成负压，通过负压驱动伸缩管回缩；

（4）转动注浆管并再次注浆，具体如下：

通过转动注浆管以调节伸缩管的位置，再次注浆以驱动伸缩管伸出以注浆；

（5）抽浆；

（6）取出注浆管并回填钻孔。

采用上述技术方案，通过钻孔后插入注浆管注浆，通过浆过程中利用浆液的压力驱动伸缩管伸出并注浆，增加了注浆范围，通过抽吸管体内的浆液以使伸缩管回缩，进而调节注浆管的位置再次注浆，使得注浆作业覆盖的范围较大且均匀，使得地基补强效果较佳。

优选的，所述步骤（5）中，抽浆后，调节注浆管高度，然后重复步骤（2）-步骤（5）再进行步骤（6）。

采用上述技术方案，通过调节注浆管的高度，使得注浆作业除了在水平方向分布范围增大外，在竖直方向分布的范围也得到增大，进一步提高注浆作业覆盖的范围，使得地基补强效果更佳。

优选的，所述步骤（1）中，钻孔深度大于待补强处的深度，所述步骤（6）取出注浆管后，向钻孔内注水泥浆液，水泥浆液高度为钻孔深度的十分之一。

采用上述技术方案，通过钻孔深度大于待补强出的深度，以方便注浆管在竖直方向上进行位置调节，在取出注浆管后向钻孔内注入水泥浆液，以在回填时通过泥土压力使得钻孔内的水泥浆液朝四周泥土渗透，进一步提高注浆作业覆盖的范围以及地基补强的效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过浆液的液压驱动伸缩管伸出，伸缩管伸出后，水泥浆液从注浆孔注出至地基泥土中，以使得注浆范围较大、分布均匀，使得地基补强效果较佳；

2. 通过抽吸管体内的水泥浆液时，管体内形成负压，使得伸缩管回缩，通过调节管体的位置以再次注浆，使得水泥浆液在地基中分布更加均匀，进一步提高地基补强效果；

3. 由于打开单向阀需要先克服弹性片的弹力，使得水泥浆液需要具有一定压力后方可注出，进而使得利用水泥浆液的压力驱动伸缩管伸出的效果更佳；

4. 通过取出注浆管后向钻孔内注入水泥浆液，以在回填时通过泥土压力使得钻孔内的水泥浆液朝四周泥土渗透，进一步提高注浆作业覆盖的范围以及地基补强的效果。

附图说明

图1为本发明中软弱地基注浆管的整体结构示意图；

图2为本发明中用于示意注浆管内部结构的示意图；

图3为本发明中用于示意伸缩管内部结构的示意图；

图4为图3中A部的放大示意图；

图5为本发明中地基加固补强方法的主要工艺流程图。

图中：1、管体；2、伸缩管；21、注浆孔；22、固定管；221、固定卡环；222、固定限制环；23、初级管；231、初级卡环；232、初级限制环；24、次级管；241、次级卡环；242、尖刺部；3、单向阀；31、固定件；311、限位卡环；32、弹性片；33、滤网。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1

一种软弱地基注浆管，参照图1，包括管体1，管体1插入地基的端部封堵，管体1的侧壁上固定有伸缩管2，伸缩管2的侧壁上开有注浆孔21，参照图3，注浆孔21上封堵有单向阀3。

参照图2，管体1为圆柱管体1，管体1的中空通道沿管体1径向截面呈正方形。

伸缩管2靠近插入地基的端部，伸缩管2共四个且绕管体1的周向均布，伸缩管2沿管体1径向伸缩。

伸缩管2包括固定在管体1侧壁上的固定管22，固定管22贯穿管体1侧壁，固定管22朝向管体1外的一端与管体1外侧壁平齐，固定管22朝向管体1内的端部一体连接有固定卡环221，固定卡环221部分沿固定管22的径向向固定管22外延伸同时固定卡环221部分沿固定管22的径向向固定管22内延伸，固定管22朝向管体1外的端部一体连接有沿固定管22径向朝向固定管22内延伸的固定限制环222。

固定管22内插有初级管23，初级管23沿固定管22的轴向滑动，初级管23朝向管体1内的端部一体固定有初级卡环231，初级卡环231部分沿初级管23的径向向初级管23外延伸同时初级卡环231部分沿初级管23的径向向初级管23内延伸，初级卡环231的外径大于固定卡环221以及固定限制环222的内径，初级管23朝向管体1外的端部还一体连接有朝向初级管23内延伸的初级限制环232。

初级管23内插有次级管24，次级管24沿初级管23的轴向滑动，次级管24朝向管体1内的端部一体固定有次级卡环241，次级卡环241部分沿次级管24的径向向次级管24外延伸同时次级卡环241部分沿次级管24的径向向次级管24内延伸，次级卡环241的外径大于初级卡环231以及初级限制环232的内径，次级管24朝向管体1外的端部还一体连接有朝向远离管体1的方向延伸的尖刺部242，尖刺部242呈圆锥状。

注浆孔21位于初级管23的侧壁上，注浆孔21贯穿初级管23的侧壁。

参照图3以及图4，单向阀3包括弹性片32以及位于弹性片32朝向伸缩管2内的一侧的固定件31，弹性片32的弹力大于初级管23与固定管22之间的摩擦力以及伸缩管2与地基泥土之间的摩擦力总和，同时弹性片32的弹力大于次级管24与初级管23之间的摩擦力。

弹性片32的外径与注浆孔21的内径一致，弹性片32封堵注浆孔21，固定件31为固定连接在注浆孔21内的限位卡环311，限位卡环311的外径与注浆孔21的内径一致，限位卡环311沿注浆孔21轴向朝向初级管23外的端部与初级管23的外侧壁留有间距。

弹性片32位于限位卡环311朝向初级管23外的端部，弹性片32部分与限位卡环311固定连接且部分与限位卡环311仅抵接。

弹性片32远离限位卡环311的一侧位于初级管23的侧壁内且与初级管23外壁留有间距。

限位卡环311由弹性材料制成，本实施例中，限位卡环311由橡胶制成，其他实施例中由海绵、聚氨酯等材料制成。

限位卡环311固定连接有滤网33，滤网33远离弹性片32，滤网33的外径与限位卡环311的内径一致，滤网33与注浆孔21的轴向垂直。

次级管24上也设有注浆孔21，次级管24上的注浆孔21也设有单向阀3，次级管24上的单向阀3与初级管23上的单向阀3结构一致，不再累述。

本实施例的工况及原理如下：

通过管体1内的液压，驱动伸缩管2伸出，伸缩管2伸出后液压继续增大，进而打开单向阀3，从而使得水泥浆液从注浆孔21注出，通过伸缩管2增大注浆范围，进而使得水泥浆液分布均匀，从而使得地基补强效果较佳。

通过单向阀3封闭注浆孔21，使得抽吸管体1内的浆液时，管体1内产生负压，进而驱动伸缩管2回缩，以使管体1位置可调，以再次向其他位置注浆，进一步提高注浆范围以进一步提高地基补强效果。

通过限位卡环311由弹性材料制成，使得抽吸管体1内的浆液时，部分泥土跟随浆液回流至限位卡环311与弹性片32之间时，通过限位卡环311的弹性形变，避免泥土阻碍弹性片32弹性恢复，保证弹性片32封闭注浆孔21时的密封性。

通过卡环连接有滤网33，减少泥土进入管体1内，同时由于滤网33远离弹性片32，减少泥土阻碍弹性片32弹性恢复，保证弹性片32封闭注浆孔21时的密封性。

通过弹性片32位于伸缩管2的侧壁内，使得伸缩管2伸出后在泥土中形成通道，同时弹性片32与泥土没有直接接触，以留有一定空间供弹性片32发生形变，保证弹性片32打开顺畅。

通过次级管24远离管体1的端部一体连接有尖刺部242，使得伸缩管2伸出时更容易破开泥土，使得伸缩管2伸出时较为顺畅。

实施例2

一种利用实施例1的软弱地基注浆管的地基加固补强方法，参照图5，包括以下步骤：

S001待补强处钻孔并插入注浆管，具体如下：

根据探测情况，在待补强处通过螺旋钻机进行钻孔作业，钻孔的深度比待补强处的深度大1米，钻挖出的泥土收集并存放在旁边，然后放入注浆管。

通过钻孔深度大于待补强处的深度，方便调节注浆管插入深度以调节伸缩管2的位置以使伸缩管2与待补强处相对。

S002注浆，具体如下：

调节注浆管插入深度以调节伸缩管2所在高度位于待补强处的范围内，将注浆泵与注浆管连通并注浆。

注浆时，由于管体1底部封闭同时注浆孔21被单向阀3封闭，使得管体1内压力增大，进而驱动伸缩管2伸出，伸缩管2完全伸出后，继续注浆，使得管体1内压力继续增大，进而克服单向阀3中的弹性片32的弹力，进而打开单向阀3，使得浆液从注浆孔21处注出至泥土内。

通过伸缩管2上的注浆孔21使得注浆范围增大，减少水泥浆液团聚，使得地基补强效果更佳。

S003抽浆，具体如下：

通过注浆泵反向运行以抽吸注浆管的管体1内的水泥浆液，使得管体1内的压力下降，弹性片32弹性恢复以封闭注浆孔21，继续抽吸浆液进而使得管体1内形成负压，通过负压使得伸缩管2回缩，持续运行注浆泵以保证管体1内一直处于负压状态，进而稳定的保持伸缩管2处于回缩状态。

S004调节注浆管并再次注浆，具体如下：

通过转动注浆管以调节伸缩管2在水平方向上的位置，再次注浆以使伸缩管2伸出，并再次注浆至泥土中，使得注浆范围覆盖更广。

S005抽浆，具体如下：

抽浆作业与S003同，抽浆使得伸缩管2回缩后，调节注浆管插入深度以调节伸缩管2在竖直方向上的位置，然后重复S002至S005，直至注浆范围覆盖整个待补强区域后再进行下一步。

S006取出注浆管并回填钻孔，具体如下：

取出注浆管，向钻孔内注入钻孔深度十分之一的水泥浆液，然后回填钻孔。

通过回填钻孔时对钻孔底部的水泥浆液施压，进而使得水泥浆液渗透至泥土内，进一步增加水泥浆液覆盖范围，同时使得钻孔底部强度提高，减少因钻孔导致地基产生薄弱点的情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种软弱地基注浆管，包括管体(1)，其特征是：所述管体(1)插入地基的端部封闭，所述管体(1)的侧壁上固定有贯穿管体(1)侧壁的伸缩管(2)，所述伸缩管(2)完全收缩时，所述伸缩管(2)伸出的端部位于管体(1)的侧壁内，所述伸缩管(2)伸出的端部封闭，所述伸缩管(2)的侧壁上开有若干注浆孔(21)，所述注浆孔(21)上设有仅允许水泥浆液向伸缩管(2)外流动的单向阀(3)。

2.根据权利要求1所述的软弱地基注浆管，其特征是：所述单向阀(3)包括封堵注浆孔(21)的弹性片(32)以及位于弹性片(32)朝向伸缩管(2)内的一侧的固定件(31)，所述固定件(31)与弹性片(32)抵接，所述弹性片(32)部分与伸缩管(2)固定连接。

3.根据权利要求2所述的软弱地基注浆管，其特征是：所述固定件(31)为一体连接在注浆孔(21)内的限位卡环(311)，所述限位卡环(311)朝向注浆孔(21)的中轴线延伸，所述弹性片(32)抵接在限位卡环(311)远离伸缩管(2)的一侧且所述弹性片(32)与限位卡环(311)朝向弹性片(32)的端部平行。

4.根据权利要求3所述的软弱地基注浆管，其特征是：所述限位卡环(311)由弹性材料制成。

5.根据权利要求4所述的软弱地基注浆管，其特征是：所述限位卡环(311)连接有远离弹性片(32)的滤网(33)。

6.根据权利要求5所述的软弱地基注浆管，其特征是：所述弹性片(32)位于伸缩管(2)的侧壁内。

7.根据权利要求1所述的软弱地基注浆管，其特征是：所述伸缩管(2)伸出的端部尖锐设置。

8.一种利用如权利要求1-7任一所述的软弱地基注浆管的地基加固补强方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）待补强处钻孔并插入注浆管；

（2）注浆，具体如下：

通过注浆泵向注浆管内注浆，通过浆液压力驱动伸缩管(2)伸出，从注浆孔(21)注出水泥浆液；

（3）抽浆，具体如下：

通过注浆泵抽吸注浆管内浆液配合单向阀(3)以在注浆管内形成负压，通过负压驱动伸缩管(2)回缩；

（4）转动注浆管并再次注浆，具体如下：

通过转动注浆管以调节伸缩管(2)的位置，再次注浆以驱动伸缩管(2)伸出以注浆；

（5）抽浆；

（6）取出注浆管并回填钻孔。

9.根据权利要求8所述的地基加固补强方法，其特征是：所述步骤（5）中，抽浆后，调节注浆管高度，然后重复步骤（2）-步骤（5）再进行步骤（6）。

10.根据权利要求9所述的地基加固补强方法，其特征是：所述步骤（1）中，钻孔深度大于待补强处的深度，所述步骤（6）取出注浆管后，向钻孔内注水泥浆液，水泥浆液高度为钻孔深度的十分之一。