CN109137948A - 一种桩间后注浆咬合止水方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种桩间后注浆咬合止水方法，在围护桩桩孔成孔及灌注完成的情况下，至少基于注浆系统对围护桩桩孔彼此之间的注浆土层进行注浆，所述注浆系统至少按照以下步骤进行注浆：在沿围护桩桩孔的顶部至底部的方向上，按照在注浆区域的第一端侧和第二端侧彼此之间形成第一压力差的方式以使得注浆液能够基于第一压力差的作用沿围护桩的轴向方向进行定向扩散；在沿第一围护桩桩和第二围护桩桩孔彼此的连线方向上，按照在注浆区域的第三端侧形成第二压力差的方式以使得注浆液能够基于第二压力差的作用进行定向扩散。本发明通过在注浆位置的周边形成压力差的方式调整注浆液在注浆区域中的扩散方向，在提高注浆效率和效果的条件下降低了注浆的施工周期。

Description

一种桩间后注浆咬合止水方法及设备

技术领域

本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种桩间后注浆咬合止水方法及设备。

背景技术

在基坑工程中，围护桩是保持基坑稳定的最常用工程措施之一。围护桩大多采用钢筋混凝土浇筑而成，虽然桩身并不透水，但桩与桩之间的空隙却很容易出现渗水。基坑渗水是威胁基坑稳定和安全的重要因素。基坑开挖后，如果坑外水位高于孔内水位，坑外地下水就有向坑内渗漏的可能。为了防止基坑渗水的出现，通常会在基坑围护桩外侧进行止水处理。但由于施工缺陷或其他原因，坑外止水经常存在局部失效现象。还有一些工程则可能由于事先没有准确估计坑外地下水水位，基坑围护桩外侧并没有进行止水处理。局部止水失效或完全没有进行止水处理，都将导致基坑渗水。基坑大量渗水对坑内施工、基坑自身稳定和坑外道路建筑等结构的安全都有重大影响。同时，在采用“洞桩法”对车站主体进行施工时，常采用的针对暗挖车站的止水方案包括：注浆止水、旋喷桩止水和扩径咬合止水。注浆止水，效果稳定，施工时间短；旋喷桩止水效果好，但造价较高；扩径咬合工艺较新，施工时间短，造价低。在例如是车站站体长度较长，小导洞内围护桩施工桩施工工期较长的情况下，上述止水方案的注浆时效性差，在后续土方开挖过程无法达到完全无水施工条件。同时桩间及桩侧打设注浆管及注浆施工时间较长，也无法达到工效快的目的。

此外，现有技术中通过后压浆的方式对桩间进行注浆止水的工艺方案不能够控制注浆液的扩散范围，使得注浆液在凝固后的呈现不规则的形态。同时，扩散范围的无法控制及监测不方便使得桩间的注浆止水效果较差，往往需要进行补注浆才能达到较好的止水效果，进而使得施工周期增加。

公开号为CN107460882A的专利文献公开了一种深基坑封闭止水的支护排桩施工方法，先在支护排桩现场按设计位置定位放线，做出桩位标记；之后施工排桩导墙；进行I序桩孔施工及浇注；然后对每相邻两个I序桩孔间的II序桩孔孔位进行钻孔施工，进行II序桩孔施工时，采用外侧带钢丝刷的钻孔组件，并混凝土浇注；之后对I序桩钢筋笼两侧的注浆管注浆，封闭桩间的缝隙。桩间采用后注浆工艺进行注浆封闭，保证桩间缝隙封堵严密，确保止水效果，无需单独设置止水帷幕，降低了施工的成本，显著缩短工期，提高了基坑围护排桩的止水效果。但是其无法对注浆过程中的注浆液的扩散范围进行有效控制。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本发明提供一种桩间后注浆咬合止水方法，在围护桩桩孔成孔及灌注完成的情况下，至少基于注浆系统对围护桩桩孔彼此之间的注浆土层进行注浆。所述桩间后注浆咬合止水方法至少包括以下步骤：基于钻孔装置完成所述围护桩桩孔的成孔并在所述围护桩桩孔中装设钢筋笼。在钢筋笼的与第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自的几何中心的连线呈交叉状态的位置处按照对称的方式设置至少两个所述注浆系统。在围护桩桩孔浇筑完成的情况下，基于钢筋笼两侧的注浆系统对所述注浆区域进行注浆以封闭围护桩桩孔之间的缝隙。

根据一种优选的实施方式，所述注浆系统至少按照以下步骤进行注浆：在沿围护桩桩孔的轴向延伸方向上，分别在第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自的与所述注浆土层对应的侧壁上设置至少两个注浆区域。在沿围护桩桩桩孔的顶部至底部的方向上，按照在注浆区域的第一端侧和第二端侧彼此之间形成第一压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第一压力差的作用沿围护桩的轴向方向进行定向扩散。在沿第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔横向彼此面对的方向上，按照在注浆区域的第三端侧形成第二压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第二压力差的作用进行定向扩散。

根据一种优选的实施方式，在第二端侧与围护桩桩孔的底部的距离小于第一端侧的情况下，所述注浆系统还按照以下步骤进行注浆：在所述第一压力差为正压差且所述第二压力差为负压差的情况下，基于第一设定注浆量依次对第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自的注浆区域进行第一轮注浆。在所述第一压力差和所述第二压力差均为负压差的情况下，基于第二设定注浆量依次对第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自的注浆区域进行第二轮注浆。在注浆区域的端侧位置形成压力差可以使得注浆液基于压力差的作用进行定向扩散。压力差的大小和方向能够被配置为变化的工作形态，相比于注浆过程中始终保持压力差方向或大小固定的工作状态，本发明能够更好地适应注浆区域中不同地质结构的复杂情况。在注浆过程中，现有注浆过程是按照提前计算完成的注浆量，将足量的注浆液一次性注入对应的注浆区域中，其往往面临的问题是在注浆过程中基于地质结构的复杂性，还未完成所有注浆液的灌注时，基于注浆压力的增加而使得注浆被迫停止，此时，土层中可能未注入足够的注浆液而使得桩间的止水效果较差，往往需要在后续过程中进行补注浆。本发明的注浆过程是分为多次进行，每一次注浆时注浆液的注浆量可以不同，例如，第一轮注浆注入占总注浆量较多的注浆液，第二轮注浆注入占总注浆量较少的注浆液，第一轮注浆和第二轮注浆具有时间差以使得第一轮注浆的注浆液进行充分扩散，注浆液扩散后便会降低注浆压力，从而可以再次对注浆区域进行注浆，通过至少两轮的注浆过程可以保证注浆区域内的注浆量达到的设定标准。同时，第一轮注浆和第二轮注浆彼此对应的压力方向或大小是改变的，例如在第一轮注浆时压力差的方向由围护桩桩孔的顶部指向底部，此时注浆液更倾向于向注浆区域的具有更大静水压力的底部扩散。第一轮注浆能够在不增大加注装置的加压压力的条件下，基于额外提供的压力差灌注更多的注浆量。在第二轮注浆时将压力差的方向改变为由底部指向顶部，使得注浆液趋向于向注浆区域的静水压力较小的顶部扩散。在第一轮注浆中，基于压力差的限制了注浆液向顶部的扩散，当改变压力差后，能够使得第二轮注浆即使在降低加注装置的加压压力的条件下，也能够基于额外提供的压力差灌注足量的注浆液。进而使得第一轮注浆和第二轮注浆均能够有效的避免注浆过程中压力陡增而导致的注浆终止。

根据一种优选的实施方式，所述注浆系统还按照以下步骤进行注浆：在所述第一轮注浆和所述第二轮注浆均完成的情况下，按照同时对所述第一围护桩桩孔和所述第二围护桩桩孔各自对应的注浆区域进行注浆的方式，基于第三设定注浆量对所述第一端侧和所述第二端侧各自所对应的注浆区域进行第三轮注浆。

本发明还提供一种桩间后注浆咬合止水设备，在围护桩桩孔浇筑完成的情况下，基于钢筋笼两侧的注浆系统对所述注浆区域进行注浆以封闭围护桩桩孔之间的缝隙，其中，所述注浆系统被配置为至少基于第一注浆管在所述注浆区域形成所述第一压力差和所述第二压力差的工作模式，其中，所述第一注浆管至少具有彼此间隔排布的至少三个空间，其中，在所述注浆液通过第二空间对所述注浆区域进行注浆的情况下，第一空间和第三空间在沿第一注浆管的轴向方向上按照对称的方式分布于第二空间的两侧。所述第一空间和第三空间被配置为均能够均能够产生正压力和负压力的工作模式，其中，在沿围护桩桩桩孔的顶部至底部的方向上，第一空间和第二空间按照分别在注浆区域的第一端侧和第二端侧彼此之间形成第一压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第一压力差的作用沿围护桩的轴向方向进行定向扩散。在沿第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔彼此的连线方向上，所述第一空间或所述第二空间按照在注浆区域的第三端侧形成第二压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第二压力差的作用进行定向扩散。

根据一种优选的实施方式，所述第一空间、所述第二空间和所述第三空间被配置为能够同时沿第一注浆管的轴向方向移动以改变注浆位置的工作模式，其中，所述第一注浆管还包括内置于外壳中的支撑轴，其中，基于至少两个固定在所述支撑轴上的密封盘以限定所述第一空间、所述第二空间和所述第三空间。所述支撑轴能够基于驱动电机的驱动按照旋转的方式带动所述密封盘沿第一注浆管的轴向方向移动。

根据一种优选的实施方式，所述外壳上设置有至少三个第二注浆管以分别将所述第一空间、所述第二空间和所述第三空间与所述注浆区域连通，其中，所述支撑轴上设置有第一通路、第二通路和第三通路，其中，所述第二空间至少通过所述第二通路与加注装置连通，所述第一空间经所述第一通路与加压装置连通，所述第三空间经所述第三通路与降压装置。

根据一种优选的实施方式，在第三空间与围护桩桩孔的底部的距离小于第一空间的情况下，所述加压装置和所述降压装置被配置为其连接状态能够进行切换的工作模式，其中，在第一连接状态下，所述加压装置与所述第一空间连通且所述降压装置与所述第三空间连通以形成呈正压差状态的第一压力差。在第二连接状态下，所述加压装置与所述第三空间连通且所述降压装置与所述第一空间连通以形成呈负压差状态的第一压力差。

根据一种优选的实施方式，在所述第一状态下基于所述第二空间对第一围护桩桩孔的注浆区域进行注浆的情况下，所述第二围护桩桩孔所对应的第一空间或第三空间与第一围护桩桩孔的第二空间均位于同一个垂直于围护桩桩孔的轴向延伸方向的平面内，其中，第二围护桩桩孔所对应的第一空间或第三空间被配置为与降压装置连通以在第一围护桩桩孔所对应的注浆区域的第三端侧形成呈负压差状态的第二压力差。

根据一种优选的实施方式，所述驱动电机被配置为按照以下步骤驱动所述支撑轴的移动的工作模式：在对第一围护桩桩孔所对应的注浆区域进行注浆的情况下，驱动第二围护桩桩孔所对应的支撑轴以使得其第一空间或第三空间与第一围护桩桩孔的第二空间均位于同一个垂直于围护桩桩孔的轴向延伸方向的平面内。按照沿围护桩桩孔的底部指向顶部的方向同时移动第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自所对应的支撑轴的方式改变注浆位置。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明通过在注浆位置的周边形成压力差的方式调整注浆液在注浆区域中的扩散方向，能够使得注浆液在凝固后形成的较为规则的形状。

(2)注浆液在进入土层后，由于较深处的土层的静压力高于较浅处的土层，在不施加外接压力的条件下，注浆液更倾向于向较浅的土层中扩散，同时，注浆液也没有较大的驱动力使之沿桩间的横向方向移动，进而导致需要大量的注浆时间方能将桩间完全进行封闭，使得注浆效率不高。

(3)本发明采用循环注浆的方式按照不同的注浆量比例对桩间的土层依次进行三轮注浆，使得相邻的两个围护桩桩孔的注浆时间具有时间间隔，能够有效地保证注浆液在桩间土层中的充分扩散，能够保证注浆效果减少了后续进行补注浆的操作次数。

附图说明

图1是本发明优选的围护桩桩孔、钢筋笼和注浆系统的布置示意图；

图2是本发明优选的第二注浆管的布置示意图；

图3是本发明第一注浆管的一种优选的工作形态；

图4是本发明第一注浆管的另一种优选的工作形态；

图5是本发明优选的第一注浆管彼此配合使用的布置示意图；和

图6是本发明优选的第一注浆管的俯视图。

附图标记列表

1：注浆区域 2：围护桩桩孔 3：钢筋笼

4：注浆系统 5：隔离板 6：加注装置

7：存储装置 8：压力显示器 9：注浆孔

10：外壳 11：密封盘 12：空间

13：支撑轴 14：第一通孔 15：第二通孔

16：第三通孔 17：第一通路 18：第二通路

19：第三通路 20：加压装置 21：降压装置

22：第一侧 23：驱动电机

11a：第一密封盘 11b：第二密封盘 12a：第一空间

12b：第二空间 12c：第三空间 α：弧度

2a：第一围护桩桩孔 2b：第二围护桩桩孔

3a：第一钢筋笼 3b：第二钢筋笼

4a：第一注浆管 4b：第二注浆管

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本发明提供一种桩间后注浆咬合止水方法，至少包括以下步骤：

S1：基于钻孔装置完成若干个围护桩桩孔2的挖掘。若干个围护桩桩孔按照彼此之间具有设定间距的方式进行布置，其中，围护桩桩孔之间的设定间距能够根据施工位置的土质情况进行灵活设定。例如，在施工位置的土质为粉细砂土层时，可以选取较小的设定间距以提高围护桩对土层的支护强度。例如，可以将围护桩桩孔的孔径设置为1000mm，设定间距设置为1.5m，并通过C30钢筋混凝土对其进行浇筑。优选的，围护桩桩孔的施工可以采用例如是反循环挖钻机的钻孔装置进行挖钻成孔，当围护桩桩孔达到设计标高后，采用泵吸反循环抽浆的方法对围护桩桩孔进行清洁。采用砂石泵排出围护桩桩孔底部悬浮钻渣的泥浆。优选的，围护桩桩孔的形状可以根据实际施工需求进行灵活设计，例如将其设定为圆形、长方形或正方形。

S2：制作钢筋笼3并完成注浆系统4与钢筋笼的连接。围护桩桩孔挖钻完成后，需要进行钢筋笼的安装施工。钢筋笼的制作可以在挖钻围护桩桩孔期间同期制作以节省整个施工周期，钢筋笼的横截面形状设置与围护桩桩孔的形状相同以便于钢筋笼的下放、安装及定位。优选的，为了便于钢筋笼的安装施工，钢筋笼被设置为分段式的结构，每一段钢筋笼的长度可以根据围护桩桩孔的深度或高度尺寸进行调节。例如，可以将每一段钢筋笼的长度设置为三米，每一段钢筋笼之间通过例如是Ⅰ级接头进行机械连接以保证其结构稳定性。

优选的，注浆系统4至少包括第一注浆管4a和第二注浆管4b。第一注浆管能够被设置为分段连接的形态，例如，第一注浆管可以根据钢筋笼的分段数量设定为相应数量的n段，每一段之间通过例如是快接接头进行连接。每一段第一注浆管均通过通过例如是绑扎丝实现与钢筋笼的连接固定，其中，第一注浆管的延伸方向与钢筋笼的轴向延伸方向彼此平行。每一段第一注浆管上均设置有至少一个第二注浆管。第二注浆管可以与第一注浆管设置为一体成型的模式使得两者呈现不可分离的工作形态。优选的，第一注浆管上可以设置有若干个快插接头，第二注浆管的第一端部设置为与快插接头匹配的形态以实现第一注浆管与第二注浆管的可拆卸连接。第二注浆管的第二端部上设置有逆流阀以使得从第二端部流出的液体不会再基于外界压力的作用而回流进入第二注浆管中。优选的，第二注浆管的延伸方向与第一注浆管的延伸方向彼此垂直。例如，第一注浆管采用场外定制加工的Φ50钢管。第二注浆管采用Φ32钢管，长度为100mm。在沿第二注浆管的延伸方向上，第二注浆管彼此之间的间距设置为800mm。采用火烧丝将第一注浆管与钢筋笼绑扎在一起，每节第一注浆管采用火烧丝绑扎5道以保证绑扎牢固。每节连接完成后在第一注浆管的上端采用棉纱进行封堵，防止泥浆流入。第一注浆管彼此之间可以采用管箍进行连接。优选的，第一注浆管彼此之间的连接节点被设置为能够承受1MPa以上的静水压力的工作模式。

优选的，围护桩桩孔的周向方向上，按照彼此对称的方式设置有至少两个第一注浆管，其中，第一注浆管的安装位置可以设置在两个围护桩桩孔距离最小的位置处。在第一注浆管的安装位置处，钢筋笼上对应地安装有设定厚度的隔离板5。隔离板的形状与钢筋笼的弧形表面匹配，隔离板的厚度和弧度α可以根据实际情况进行设定。例如在本实施例中，隔离板的厚度为10mm，隔离板的两个开放状端部的直线距离为80mm以限定弧度α。通过安装隔离板可以在围护桩桩孔进行浇筑时缓冲混凝土对第一注浆管和第二注浆管的冲击作用。

S3：钢筋笼与围护桩桩孔配合安装，并完成钢筋笼之间的机械连接以及第一注浆管之间的连接。钢筋笼上可以设置至少两个吊环以便于钢筋笼的起吊，通过起吊设备将第一段钢筋笼吊起后放入围护桩桩孔中，第一段钢筋笼定位及固定完成后，通过起吊设备将第二段钢筋笼吊起后放入围护桩桩孔，通过人工的方式完成第一段钢筋笼与第二段钢筋笼的机械连接，以及第一段钢筋笼上的第一注浆管和第二段钢筋笼上的第二注浆管的连接。重复上述步骤，直至所有钢筋笼全部放入围护桩桩孔内。例如，吊装钢筋笼时保证吊直扶稳，对准孔位后缓慢下沉，不得摇晃碰撞井壁和强行入孔。将下段的钢筋笼吊入孔内后，其上端应留0.5m左右临时固定孔口，上下段钢筋笼主筋及第一注浆管对正连接合格后继续下沉。

S4：通过混凝土对围护桩桩孔进行浇筑。钢筋笼安装完成后通过C30混凝土对其进行浇筑。例如，混凝土运输采用泵送形式，坍落度为160-210mm，浇筑混凝土前应先检查围护桩桩孔和钢筋笼质量，混凝土一次浇筑完成。水下灌注采用直径Φ219mm钢管，管节连接应严密、牢固，使用前应试拼。灌注混凝土的导管的底端与围护桩孔底部的距离设置为300-500mm。浇筑过程中导管埋入混凝土深度设置为2-3m，导管吊放和提升不得碰撞钢筋笼。

S5：基于注浆系统按照分段注浆的方式进行注浆以封闭围护桩桩孔之间的间隙。优选的，在若干个第一注浆管按照彼此拼接的方式形成一整段注浆管的情况下，位于围护桩桩孔最底部的第一注浆管的端部呈封闭状态以避免漏浆，位于围护桩桩孔最上部的第一注浆管的端部通过加注装置6与用于存储注浆液的存储装置7连接。通过加注装置将注浆液传输至第一注浆管中。注浆液可以采用例如是无收缩双浆液以满足注浆强度和入浆率。

优选的，在围护桩桩孔的轴向延伸方向上，注浆的顺序按照自下而上的后退式注浆方式，其中，注浆压力被设置为逐渐增大的模式。例如，在开始注浆时采用小压力慢速注浆，随后逐渐增压以使得注浆液能够充分的渗入土层中。优选的，在注浆过程中，基于压力显示器8控制注浆压力。压力显示器可以是安装在加注装置上的压力表。注浆过程中严格控制注浆压力，当压力表的压力突然上升或下降时，应立即停止注浆，查明原因后采用必要的措施方可继续注浆。

优选的，注浆量基于如下公式进行计算确定：Q＝A*n*(1+β)＝A*m，其中，Q为总注浆量，单位为立方米。A为注浆范围的体积，单位为立方米。n为土层的孔隙率，β为注浆液的填充系数。m＝n*(1+β)，表示填充率，其中，m的选取可以基于施工位置的土层的地质条件进行选择。填充率可以参照下表进行选择。

序号	地质条件	填充率％
			1	杂填土	30-35
2	粉质粘土、砂土	20-25
			3	粉细砂、砂层	30-45
4	砾砂、中粗砂	40-60

S6：注浆完成后，将位于围护桩桩孔最上部的第一注浆管的端部进行封堵，并在注浆结束达到设定的时间周期后进行检测注浆效果。优选的，注浆效果的检测至少包括：对地基土层承载力和轻型动力触探的检测，按照钻芯取样的方式确定注浆体强度及完整程度。具体的，可以在注浆结束后的第28天进行注浆效果的检测，注浆检查点的数量占注浆点数量的3％，其中，在所有检验点合格率小于80％的情况下，对不合格区域进行重复注浆。优选的，第一注浆管端部的封堵可以按照临时封堵的方式进行以便于再次通过第一注浆管进行补注浆。

为了便于理解，将后注浆的工作流程进行详细论述。

钢筋笼通过吊装的方式依次放入第一围护桩桩孔2a和第二围护桩桩孔2b中，通过混凝土对第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔进行浇筑。间隔设定时间周期后，第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔的混凝土强度达到设定要求时，通过灌浆系统对第一围护桩桩孔与第二围护桩桩孔彼此之间的注浆土层进行注浆。具体的，如图1和图2所示，第一围护桩桩孔中的第一钢筋笼3a和第二围护桩桩孔中的第二钢筋笼3b上同时设置有第一注浆管4a和第二注浆管4b，注浆时，采用循环注浆的方式。例如，首先通过第一围护桩桩孔的第一注浆管进行注浆，当注浆量达到注浆总量的例如是70％的情况下，暂时停止第一注浆管的注浆。此时，通过第二围护桩桩孔的第一注浆管进行注浆，注浆量达到注浆总量70％的情况下暂停注浆。通过上述循环方式，依次完成第一围护桩桩孔的第二注浆管和第二围护桩桩孔的第二注浆管的注浆。在第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔均完成第一轮注浆的情况下，按照上述循环方式，再次通过第一注浆管和第二注浆管对剩余的30％的注浆液进行灌注。循环注浆的方式能够保证第一围护桩桩孔的第一注浆管和第二围护桩桩孔的注浆管的注浆时间具有间隔，能够有效地保证注浆液在桩间的注浆土层中的充分扩散。同一根第一注浆管上的若干个第二注浆管按照自下而上的方式进行注浆，即先灌注靠近围护桩桩孔底部的土层，最后灌注围护桩桩孔最上部的土层。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

如图3和图4所示，本发明还提供一种桩间后注浆咬合止水设备，至少包括用于输送注浆液的第一注浆管4a和第二注浆管4b，其中，第一注浆管通过焊接、绑接或卡接的方式固定在钢筋笼上。第一注浆管延伸方向与钢筋笼的轴向方向平行。在沿平行于钢筋笼的轴向方向上，第一注浆管上设置有若干个第二注浆管，其中，第二注浆管的一个端部与第一注浆管连接，第二注浆管的另一个端部按照插入注浆孔9中方式埋入彼此相邻的两个围护桩桩孔之间的注浆土层中。注浆孔的延伸方向垂直于钢筋笼的轴向延伸方向。

优选的，第一注浆管4a包括呈半圆管状的外壳10和至少两个密封盘11。密封盘按照彼此相邻的方式设置于外壳10中。外壳10被第一密封盘11a和第二密封盘11b分割为三个空间12。优选的，第一密封盘和第二密封盘均被设置与外壳的内壁的间距能够调节的工作模式。在第一工作状态下，第一密封盘和/或第二密封盘与外壳的内壁脱离接触，使得两者能够沿外壳的轴向方向移动。在第二工作状态下，第一密封盘和第二密封盘与外壳的内壁紧密贴合，使得第一空间12a、第二空间12b和第三空间12c呈不连通的状态。在第二工作状态下，第一密封盘和第二密封盘保持位置的相对固定不动。例如第一密封盘和第二密封盘的边缘部位均设置有气囊，在气囊通过例如是空压机进行注气的情况下，气囊膨胀以实现与外壳内壁的紧密贴合。在气囊泄压的情况下，气囊萎缩以实现与外壳内部的脱离。

优选的，第一注浆管还包括支撑轴13，其中，第一密封板和第二密封板均固定在支撑轴13上。在第一工作状态下，通过沿外壳的轴向方向拉动或推动支撑轴便能实现第一密封板和第二密封板的移动。在外壳的与第一空间、第二空间和第三空间分别对应的位置设置有第一通孔14、第二通孔15和第三通孔16。至少三根第二注浆管分别通过第一通孔、第二通孔和第三通孔与其对应的第一空间、第二空间和第三空间连通。

优选的，在沿支撑轴的轴向延伸方向上，支撑轴上设置有至少三个通路，其中，第一通路17的一端与第一空间连通，第二通路18的一端与第二空间连通，第三通路19的一端与第三空间连通。第一通路的另一端通过管道与例如是空压机的加压装置20连通。第三通路的另一端通过管道与例如是真空泵的降压装置21连通。第二通路的另一端通过管道与例如是注浆泵的加注装置6连通。

优选的，第一注浆管多个外壳，两个外壳之间通过例如是管接头进行密封连接。第一注浆管按照拼接的方式能够动态适应不同深度的围护桩桩孔。第一空间、第二空间和第三空间组成一个堆叠单元，每一段第一注浆管可以按照相邻的方式设置有若干个堆叠单元。同时，支撑轴上设置有与堆叠单元数量对应的第一通路、第二通路和第三通路。通过同时注浆的方式能够有效地增加注浆的效率。

为了便于理解，将第一注浆管的工作原理进行详细论述。

每一段第一注浆管固定钢筋笼上，钢筋笼通过吊装的方式放入围护桩桩孔中，在对钢筋笼进行紧固连接的同时对第一注浆管进行密封连接。其中，位于围护桩桩孔最底部位置处的第一注浆管的端部处于密封状态。在对第一注浆管进行密封连接的同时将安装在第一注浆管上的若干个第二注浆管放入对应的注浆孔9中，注浆孔的开放状端部进行封口处理以防止在注浆过程中，注浆液通过端口泄露而降低注浆效果。

通过浇筑混凝土的方式将围护桩桩孔及其钢筋笼进行浇筑以形成围护桩，在围护桩的强度达到设定值或浇筑完成的时间超过设定时间周期的情况下，通过第一注浆管和第二注浆管对围护桩桩孔彼此之间的注浆土层进行灌注。通过灌注液的扩散以封闭围护桩桩孔之间的注浆土层以水的渗透。

注浆过程中先灌注围护桩桩孔底部，最后灌注围护桩桩孔的顶部。具体的，通过例如是气囊将第一密封盘和第二密封盘与第一注浆管的内壁脱离连接，沿朝向围护桩桩孔底部的方向移动支撑轴并将其移动至最底部以使得第二空间与位于围护桩桩孔最底端的第三通孔连通。通过加注装置从存储装置中将配置完成的注浆液依次通过第一注浆管和第二注浆管注入对应位置的土层中。在该位置处的注浆完成后，通过气囊再次将第一密封盘和第二密封盘与第一注浆管的内壁脱离连接，沿朝向围护桩桩孔顶部的方向移动支撑轴以使得第二空间与位于第三通孔上侧的第二通孔连通。当支撑轴的位置移动完成后，通过例如是气囊将第一密封盘和第二密封盘的工作状态由第一工作状态切换为第二工作状态以将第二空间与第一空间及第三空间进行隔离。通过加注装置再次将注浆液依次通过第一注浆管和第二注浆管注入围护桩桩孔彼此之间的注浆土层中。按照上述循环方式，将第二空间依次朝向围护桩桩孔顶部方向移动直至完成整个围护桩桩孔在轴向延伸方向上的所有注浆孔的注浆。

在完成第一围护桩桩孔的一侧的注浆后，对第二围护桩桩孔的与第一围护桩桩孔注浆侧对应的一侧进行注浆。当第二围护桩桩孔的该侧完成注浆后，对第一围护桩桩孔的另一侧进行注浆。注浆完成后，对第二围护桩桩孔的另一侧进行注浆，从而完成整个第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔的注浆。

优选的，当需要对至少三个围护桩桩孔进行注浆的情况下，注浆按照同时对位于围护桩桩孔的相同侧的土层进行注浆，注浆完成后，再对围护桩桩孔的另一侧的土层进行注浆。例如，如图5和图6所示所示，加注装置同时通过位于围护桩桩孔右侧的第一注浆管进行注浆，注浆完成后，加注装置同时通过位于围护桩桩孔左侧的第一注浆管进行注浆。在存在若干个围护桩的情况下，通过同时对相同侧土层进行灌注能够提高注浆效率。

实施例3

本实施例是对实施例1和实施例2的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本发明还提供一种基于桩间后注浆咬合止水设备的注浆方法，至少包括以下步骤：

S1：基于第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔彼此相邻的一侧，设置桩间后注浆咬合止水设备。

第一注浆管和第二注浆管分别设置于围护桩桩孔和注浆孔中，其中，在第一连接状态下，第一空间与加压装置连通，第二空间与加注装置连通，第三空间与降压装置连通。通过移动支撑轴的方式将第一空间、第二空间和第三空间分别与第一通孔、第二通孔和第三通孔连通。其中，支撑轴的每次的移动距离等于相邻的两个第二通孔的距离以保证按照设定的注浆孔位置进行注浆。

S2：在第一密封盘和第二密封盘均处于第二工作状态的情况下，第一空间被配置为产生正压力的工作模式，第二空间被配置为按照设定压力注入注浆液的工作模式，第三空间被配置为产生负压的工作模式。按照先灌注位于围护桩桩孔最底部的土层，再灌注位于围护桩桩孔顶部的土层的后退式的方式完成灌注。在通过第二通孔对土层进行注浆的情况下，与第一通孔对应的注浆孔内形成例如是10kPa的正压力，与第三通孔对应的注浆孔内形成例如是-50kPa的负压力，进而在第一通孔与第三通孔的连线方向上形成逐渐减小的压力差。基于压力差的作用，通过第二通孔注入的注浆液会更偏向于朝位于其下端的第三通孔所对应的土层中扩散。在围护桩桩孔的轴向方向垂直于地表的情况下，位于地面更深处的土层静压力的静压力大于更浅的土层，基于静压力差注入的注浆液会更倾向于向更浅的土层中扩散，进而导致通过第二通孔灌注的注浆液凝固后的形状呈现上大下小的不规则形态。在土层较浅的位置形成正压力，在土层较深的位置形成负压力可以有效地抵消静压力的作用，使得注浆液在灌注过程中能够向更深的土层中扩散。使得通过第二通孔灌注的注浆液在凝固后能够呈现较为规则的形态。优选的，第一通孔和第三通孔的状态被配置为能够彼此切换的工作方式以使得在第一设定时间内第一通孔所对应的注浆孔保持正压力状态，第三通孔所对应的注浆孔保持负压力状态。通过第一通孔和第二通孔状态的切换可以使得在第二设定时间内第一通孔所对应的注浆孔保持负压力状态，第三通孔所对应的注浆孔保持正压力状态。使得注浆液能够通过扩散进入较浅的土层，进而能够进一步保证注浆液扩散凝固后形成的形状保持规则的形态。

优选的，在第一压力差为正压差且第二压力差为负压差的情况下，基于第一设定注浆量依次对第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自的注浆区域进行第一轮注浆。在第一压力差和第二压力差均为负压差的情况下，基于第二设定注浆量依次对第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自的注浆区域进行第二轮注浆。例如，第一设定时间内的注浆量的大于第二设定时间内的注浆量。例如，第一轮注浆是在第一设定时间内通过第二通孔对其所对应的土层按照第一设定注浆量为总注浆量70％的比例进行注浆。第二轮注浆是在第二设定时间内通过第二通孔对其所对应的土层灌注剩余的30％的注浆液，其中，第二设定注浆量即为剩余的30％的注浆液。在第一设定时间内，第三通孔所对应的注浆孔为负压力，第一通孔所对应的注浆孔为正压力，较大的注浆量能够有效的保证充足的注浆液通过扩散的方式进入较深的土层中以形成规则的形状。在第二设定时间内，第三通孔所对应的注浆孔为正压力，第一通孔所对应的注浆孔为负压力，此时注浆液趋向于向压力较小的较浅土层中扩散。较少的注浆液便足以对较浅土层中的注浆液进行补充以便于其形成规则的形状。第一设定注浆量和第二设定注浆量的比例可以根据土层性质、结构等因素进行灵活设定。优选的，第一通孔和第三通孔状态的改变可以通过例如是换向阀进行切换。例如，加压装置和降压装置均通过换向阀分别连接至第一通路和第三通路。加压装置和降压装置分别连接至换向阀的输入端，第一通路和第三通路分别连接至换向阀的输出端。通过换向阀可以改变加压装置和降压装置的连接状态以使得其能够实现第一连接状态和第二连接状态的相互切换。

S3：在完成所有第二通孔所对应位置处的土层的灌注的情况下，通过加注装置对第二通孔彼此之间的第一通孔和第三通孔所对应的注浆土层按照该注浆量为第三设定注浆量的方式进行第三轮注浆以实现围护桩桩间所有区域的注浆密封。第三设定注浆量的确定可以依据第一通孔和第三通孔之间的土层的体积按照现有的注浆量计算方法进行确定。

实施例4

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，彼此相邻的第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自相邻的第一侧22上均设置有第一注浆管和第二注浆管。如图1、图2和图5所示，第一围护桩桩孔的右侧为第一侧，第二围护桩桩孔的左侧为第一侧。在沿平行于围护桩桩孔的轴向延伸方向上，第一围护桩桩孔所对应的第二通孔与第二围护桩桩孔所对应的第二通孔按照彼此交错的方式进行设置。具体的，如图5所示，在第一围护桩桩孔的第一侧先于第二维护桩桩孔的第一侧进行注浆的情况下，第一围护桩桩孔所对应的第二通孔与第二围护桩桩孔所对应第三通孔匹配。第三通孔所对应的土层通过降压装置进行降压而呈现负压力状态，使得位于同一水平高度上的第一围护桩桩孔所对应的注浆液能够基于负压差的作用而更容易朝向第二围护桩桩孔一侧扩散。优选的，在对第一围护桩桩孔的第一侧的土层进行注浆时，第二围护桩桩孔中的加注装置在第一围护桩桩孔的第一侧完成设定注浆量的注浆液灌注的情况下开启工作。在第二围护桩桩孔中的加注装置开启工作的情况下，第一围护桩桩孔的加注装置停止工作并且其对应的支撑轴通过移动的方式使得第一围护桩桩孔所对应的第三通孔与第二围护桩桩孔的第二通孔匹配。使得第二围护桩桩孔所对应的注浆液能够基于负压差的作用更容易朝向第一围护桩桩孔的方向扩散。通过调整围护桩桩孔彼此之间的注浆区域的压力差，能够定向的引导注浆液朝向所需的方向进行扩散，能够更好地控制注浆液在注浆区域内凝固后形成的形状。如图2所示，注浆区域1的第一端侧和第二端侧分别指靠近围护桩桩孔顶部的上侧位置和靠近围护桩桩孔底部的下侧位置。注浆区域的第三端侧1c是指沿围护桩桩孔连线方向上的侧边。例如，第一围护桩桩孔的注浆区域的第三端侧1c是靠近第二围护桩桩孔的右侧位置。

优选的，支撑轴按照丝杆副的方式与外壳连接。例如，外壳的端部具有呈圆柱形的通孔，通孔内设置有螺纹，支撑轴的表面上也设置有螺纹。支撑轴与通过通过螺纹配合的方式进行连接。支撑轴的端部通过驱动电机23进行连接以实现支撑轴绕其轴线方向进行旋转运动。驱动电机通过控制装置进行控制以实现其自动移动。优选的，控制装置与加注装置进行通信连接以使得当注浆量达到设定值的情况下，关闭加注装置并控制驱动电机旋转以改变注浆位置。控制装置可以是具有数据处理能力的中央处理器或服务器。

为了便于理解，将注浆过程进行详细论述。

首先对第一围护桩桩孔的第一侧22进行注浆，注浆按照先灌注第一围护桩桩孔最底部的土层，最后灌注第一围护桩桩孔顶部的土层的方式进行。如图5所示，第一围护桩的第一注浆管上设置有至少三个第二注浆管，第二围护桩的第一注浆管上也设置有至少三个第二注浆管。在对第一围护桩桩孔的第一侧进行注浆前，将位于左侧的支撑轴进行移动以使得其第二空间与位于中部的第二通孔连通，并且移动位于右侧的支撑以使得其对应的第一空间与位于顶部的第一通孔连通，其中，左侧的第一通孔和右侧的第二通孔位于同一水平面上。通过加注装置对第一围护桩桩孔的第一侧的最靠近其底部的土层进行注浆，注浆的同时，通过加压装置在注浆区域的上侧形成正压力区域，通过降压装置在注浆区域的下侧和右侧形成降压区域。注浆区域位于上侧的第一端侧1a和其位于下侧的第二端侧1b基于正负压力而形成第一压力差，第一压力差的方向平行与围护桩桩孔的轴向方向。注浆区域位于右侧的第三端侧的负压力形成第三压力差，第三压力差的方向垂直于围护桩桩孔的轴向方向。第一压力差是正压差表明第一端侧的压力大于第二端侧的压力。第一压力差为负压差表明第一端侧的压力小于第二端侧的压力。第三压力差为负压差表明第三端侧的压力小于注浆区域的靠近其左侧的第一注浆管的所对应区域的压力。

在完成第一围护桩最底部土层的注浆后，通过驱动电机控制左侧和右侧的支撑轴同时向围护桩桩孔的顶部移动以改变注浆位置。位置改变后，保证注浆区域的右侧始终为负压力状态以使得注浆液能够更轻易的向第二围护桩桩孔方向扩散。注浆液在负压的驱动下沿垂直于围护桩桩孔的轴向方向移动能够更轻易地实现桩间区域的密封止水。

在第一围护桩桩孔的第一侧完成注浆后，关闭第一围护桩桩孔的加注装置并开启第二围护桩桩孔的加注装置以对第二围护桩桩孔的第一侧进行注浆。通过驱动电机23切换左侧支撑轴和右侧支撑轴的工作形态以使得第二围护桩桩孔的注浆区域的左侧始终处于负压力状态。按照上述与第一围护桩桩孔相同的注浆方式完成第二围护桩桩孔的第一侧的注浆。

在完成第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔的第一侧的第二通孔所对应位置处的土层的注浆后，再次通过加注装置按照从下至上的后退式注浆方式依次对第一围护桩桩孔和第二围护桩桩孔各自的第一通孔和第三通孔所对应的土层进行补注浆以实现桩间的完全封闭。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种桩间后注浆咬合止水方法，在围护桩桩孔(2)成孔及灌注完成的情况下，至少基于注浆系统(4)对围护桩桩孔(2)彼此之间的注浆土层进行注浆，其特征在于，所述桩间后注浆咬合止水方法至少包括以下步骤：

基于钻孔装置完成所述围护桩桩孔(2)的成孔并在所述围护桩桩孔(2)中装设钢筋笼(3)；

在钢筋笼(3)的与第一围护桩桩孔(2a)和第二围护桩桩孔(2b)各自的几何中心的连线呈交叉状态的位置处按照对称的方式设置至少两个所述注浆系统(4)；

在围护桩桩孔(2)浇筑完成的情况下，基于钢筋笼(3)两侧的注浆系统(4)对所述注浆区域(1)进行注浆以封闭围护桩桩孔之间的缝隙。

2.如权利要求1所述的桩间后注浆咬合止水方法，其特征在于，所述注浆系统(4)至少按照以下步骤进行注浆：

在沿围护桩桩孔(2)的轴向延伸方向上，分别在第一围护桩桩孔(2a)和第二围护桩桩孔(2b)各自的与所述注浆土层对应的侧壁上设置至少两个注浆区域(1)；

在沿围护桩桩桩孔(2)的顶部至底部的方向上，按照在注浆区域(1)的第一端侧(1a)和第二端侧(1b)彼此之间形成第一压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第一压力差的作用沿围护桩的轴向方向进行定向扩散；

在沿第一围护桩桩孔(2a)和第二围护桩桩孔(2b)横向彼此面对的方向上，按照在注浆区域(1)的第三端侧(1c)形成第二压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第二压力差的作用进行定向扩散。

3.如权利要求2所述的桩间后注浆咬合止水方法，其特征在于，在第二端侧(1b)与围护桩桩孔(2)的底部的距离小于第一端侧(1a)的情况下，所述注浆系统(4)还按照以下步骤进行注浆：

在所述第一压力差为正压差且所述第二压力差为负压差的情况下，基于第一设定注浆量依次对第一围护桩桩孔(2a)和第二围护桩桩孔(2b)各自的注浆区域(1)进行第一轮注浆；

在所述第一压力差和所述第二压力差均为负压差的情况下，基于第二设定注浆量依次对第一围护桩桩孔(2a)和第二围护桩桩孔(2b)各自的注浆区域(1)进行第二轮注浆。

4.如权利要求3所述的桩间后注浆咬合止水方法，其特征在于，所述注浆系统(4)还按照以下步骤进行注浆：

在所述第一轮注浆和所述第二轮注浆均完成的情况下，按照同时对所述第一围护桩桩孔(2a)和所述第二围护桩桩孔(2b)各自对应的注浆区域(1)进行注浆的方式，基于第三设定注浆量对所述第一端侧(1a)和所述第二端侧(1b)各自所对应的注浆区域(1)进行第三轮注浆。

5.一种桩间后注浆咬合止水设备，其特征在于，在围护桩桩孔(2)浇筑完成的情况下，基于钢筋笼(3)两侧的注浆系统(4)对所述注浆区域(1)进行注浆以封闭围护桩桩孔之间的缝隙，其中，所述注浆系统(4)被配置为至少基于第一注浆管(4a)在所述注浆区域(1)形成所述第一压力差和所述第二压力差的工作模式，其中，

所述第一注浆管(4a)至少具有彼此间隔排布的至少三个空间(12)，其中，在所述注浆液通过第二空间(12b)对所述注浆区域(1)进行注浆的情况下，第一空间(12a)和第三空间(12c)在沿第一注浆管(4a)的轴向方向上按照对称的方式分布于第二空间(12b)的两侧；

所述第一空间(12a)和第三空间(12c)被配置为均能够均能够产生正压力和负压力的工作模式，其中，

在沿围护桩桩桩孔(2)的顶部至底部的方向上，第一空间(12a)和第二空间(12b)按照在注浆区域(1)的第一端侧(1a)和第二端侧(1b)彼此之间形成第一压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第一压力差的作用沿围护桩的轴向方向进行定向扩散；

在沿第一围护桩桩孔(2a)和第二围护桩桩孔(2b)彼此的连线方向上，所述第一空间(12a)或所述第二空间(12b)按照在注浆区域(1)的第三端侧(1c)形成第二压力差的方式以使得注浆液能够基于所述第二压力差的作用进行定向扩散。

6.如权利要求5所述的桩间后注浆咬合止水设备，其特征在于，所述第一空间(12a)、所述第二空间(12b)和所述第三空间(12c)被配置为能够同时沿第一注浆管(4a)的轴向方向移动以改变注浆位置的工作模式，其中，

所述第一注浆管(4a)还包括内置于外壳(10)中的支撑轴(13)，其中，基于至少两个固定在所述支撑轴(13)上的密封盘(11)以限定所述第一空间(12a)、所述第二空间(12b)和所述第三空间(12c)；

所述支撑轴(13)能够基于驱动电机(23)的驱动按照旋转的方式带动所述密封盘(11)沿第一注浆管(4a)的轴向方向移动。

7.如权利要求6所述的桩间后注浆咬合止水设备，其特征在于，所述外壳(10)上设置有至少三个第二注浆管(4b)以分别将所述第一空间(12a)、所述第二空间(12b)和所述第三空间(12c)与所述注浆区域(1)连通，其中，

所述支撑轴(13)上设置有第一通路(17)、第二通路(18)和第三通路(19)，其中，所述第二空间(12b)至少通过所述第二通路(18)与加注装置(6)连通，所述第一空间(12a)经所述第一通路(17)与加压装置(20)连通，所述第三空间(12c)经所述第三通路(19)与降压装置(21)。

8.如权利要求7所述的桩间后注浆咬合止水设备，其特征在于，在第三空间(12c)与围护桩桩孔(2)的底部的距离小于第一空间(12a)的情况下，所述加压装置(20)和所述降压装置(21)被配置为其连接状态能够进行切换的工作模式，其中，

在第一连接状态下，所述加压装置(20)与所述第一空间(12a)连通且所述降压装置(21)与所述第三空间(12c)连通以形成呈正压差状态的第一压力差；

在第二连接状态下，所述加压装置(20)与所述第三空间(12c)连通且所述降压装置(21)与所述第一空间(12a)连通以形成呈负压差状态的第一压力差。

9.如权利要求8所述的桩间后注浆咬合止水设备，其特征在于，在所述第一状态下基于所述第二空间(12b)对第一围护桩桩孔(2a)的注浆区域(1)进行注浆的情况下，所述第二围护桩桩孔(2a)所对应的第一空间(12a)或第三空间(12c)与第一围护桩桩孔(2a)的第二空间(12b)均位于同一个垂直于围护桩桩孔(2)的轴向延伸方向的平面内，其中，

第二围护桩桩孔(2b)所对应的第一空间(12a)或第三空间(12c)被配置为与降压装置(21)连通以在第一围护桩桩孔(2a)所对应的注浆区域(1)的第三端侧(1c)形成呈负压差状态的第二压力差。

10.如权利要求9所述的桩间后注浆咬合止水设备，其特征在于，所述驱动电机(23)被配置为按照以下步骤驱动所述支撑轴(13)的移动的工作模式：

在对第一围护桩桩孔(2a)所对应的注浆区域(1)进行注浆的情况下，驱动第二围护桩桩孔(2b)所对应的支撑轴(13)以使得其第一空间(12a)或第三空间(12c)与第一围护桩桩孔(2a)的第二空间(12b)均位于同一个垂直于围护桩桩孔(2)的轴向延伸方向的平面内；

按照沿围护桩桩孔的底部指向顶部的方向同时移动第一围护桩桩孔(2a)和第二围护桩桩孔(2b)各自所对应的支撑轴(13)的方式改变注浆位置。