CN109667261A - 地基加固装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种地基加固装置，包括插入于需加固的地基区域外围的土体内部的上下端面敞开的隔离体，需加固的地基区域均匀布设有N列钻孔，注浆装置和抽吸装置分别与钻孔相配合；需加固的地基区域顶面铺设有隔离膜，需加固的地基区域边缘位置与隔离膜封闭连接；抽吸装置包括抽吸管本体，抽吸管本体包括顶端开口的抽吸管，抽吸管的管壁上均匀布设有多个抽吸孔，抽吸管外套设有金属网外层，抽吸管与金属网外层之间的空间内填充有隔离。本发明提供的地基加固装置及方法，可以解决浆液难以充分注入土体中、注浆效率低的问题，将深孔注浆和局部真空吸力排水相结合，使浆液迅速地渗透到土体中加固土体，省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及针对土体，岩石等孔隙介质的加固技术领域，尤其是一种地基加固装置及方法。
背景技术
目前地基注浆主用气压、液压或电化学原理把某些能固化的浆液通过压浆泵、灌浆管均匀的注入各种介质的裂缝或孔隙中，以填充、渗进和挤密等方式，驱走裂缝、孔隙中的水分和气体，并填充其位置，硬化后将岩图胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体，从而改善地基的物理化学性质。但是这些方法通常都耗时耗力，并且浆液难以充分注入，无法将各种介质的裂缝或孔隙彻底填充。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种地基加固装置及方法，可以解决浆液难以充分注入土体中、注浆效率低的问题，将深孔注浆和局部真空吸力排水相结合，使浆液迅速地渗透到土体中加固土体，省时省力。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种地基加固装置，包括插入于需加固的地基区域外围的土体内部的上下端面敞开的隔离体，需加固的地基区域均匀布设有N列钻孔，每列钻孔的数量为M个，N≥2，M≥1，注浆装置和抽吸装置分别与钻孔相配合；需加固的地基区域顶面铺设有隔离膜，需加固的地基区域边缘位置与隔离膜封闭连接；
抽吸装置包括抽吸管本体，抽吸管本体包括顶端开口的抽吸管，抽吸管的管壁上均匀布设有多个抽吸孔，抽吸管外套设有金属网外层，抽吸管与金属网外层之间的空间内填充有隔离层，抽吸管套管一端与抽吸管本体顶部连通，抽吸管套管另一端穿过隔离膜后与抽吸机连通。
注浆装置包括顶端开口的注浆管，注浆管的管壁上均匀布设有多个注浆孔，注浆管套管一端与注浆管顶部连通，注浆管套管另一端穿过隔离膜后与注浆机连通。
填充层为粒径大于金属网孔径的卵石填充层。
隔离体为钢板制成的上下端面敞开的方形体。
一种采用上述装置进行地基加固的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：确定需加固的地基区域，将隔离体插入需加固的地基区域外围的土体内部；
步骤2：在需加固的地基区域内钻取N列钻孔，每列钻孔的数量为M个，N=2，M≥1；每两个钻孔之间的距离远大于钻孔的孔径；
步骤3：在需加固的地基区域顶面铺设隔离膜，需加固的地基区域边缘位置与隔离膜封闭连接；
步骤4：在需加固的地基区域的隔离膜的适当位置开孔，将注浆管插入第一列钻孔的各个钻孔中，将抽吸管本体插入第二列钻孔的各个钻孔中；
步骤5：将注浆管通过注浆管套管连接注浆机，将抽吸管通过抽吸管套管连接抽吸机，打开注浆机利用注浆管向第一列钻孔的各钻孔内灌浆，同时打开抽吸机利用抽吸管进行抽吸浆体，由于两钻孔之间的土体存在空隙，在吸力作用下，混凝土具有流动性，混凝土浆体充分流动渗透入两钻孔之间的土体，直至抽吸管本体所在的钻孔内冒浆中气泡数较少停止注浆和抽吸；
步骤6：从各钻孔中取出注浆管和抽吸管本体，即完成需加固的地基区域的地基加固。
一种采用上述装置进行地基加固的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：确定需加固的地基区域，将隔离体插入需加固的地基区域外围的土体内部；
步骤2：在需加固的地基区域内钻取N列钻孔，每列钻孔的数量为M个，N＞2，M≥1；每两个钻孔之间的距离远大于钻孔的孔径；
步骤3：在需加固的地基区域顶面铺设隔离膜，需加固的地基区域边缘位置与隔离膜封闭连接；
步骤4：在需加固的地基区域的适当位置开孔，将注浆管插入第一列钻孔的各个钻孔中，将抽吸管本体插入第二列钻孔的各个钻孔中；
步骤5：将注浆管通过注浆管套管连接注浆机，将抽吸管通过抽吸管套管连接抽吸机，打开注浆机利用注浆管向第一列钻孔的各钻孔内灌浆，同时打开抽吸机利用抽吸管进行抽吸浆体，由于两钻孔之间的土体存在空隙，在吸力作用下，混凝土具有流动性，混凝土浆体充分流动渗透入两钻孔之间的土体，直至抽吸管本体所在的钻孔内冒浆中气泡数较少停止注浆和抽吸；
步骤6：从各钻孔中取出注浆管和抽吸管本体，完成第一列钻孔和第二列钻孔之间的第一加固区域的地基加固；
步骤7：在需加固的地基区域的隔离膜的适当位置开孔，将注浆管插入第二列钻孔的各个钻孔中，将抽吸管本体插入第三列钻孔的各个钻孔中；
步骤8：重复上述步骤5-6，完成第二列钻孔和第三列钻孔之间的第二加固区域的地基加固；
步骤9：重复上述步骤7-8，完成第N-1列钻孔和第N列钻孔之间的第N-1加固区域的地基加固，即完成需加固的地基区域的地基加固。
本发明提供的地基加固装置及方法，针对强度不够的土体进行结构加固，针对需加固的地基，由于加固区土体存在空隙，钻孔浇筑后，在吸力作用下，混凝土浆体充分流动渗透入两钻孔之间的土体，对两排钻孔之间的地基进行加固，在该区域完成后，可紧挨着第一次加固区进行第二次地基加固，可利用第一次地基加固钻取的一排抽吸孔，形成第二次地基加固的注浆孔，只需再次钻取一排抽吸孔即可；节省再次钻孔的成本和工期，以此循环加固，完成整体加固工作；将深孔注浆和局部真空吸力排水结合在一起，使浆液迅速的渗透到土体中加固土体的方法，可以在土体，岩石等孔隙介质中，通过深孔注浆和局部的真空吸力，真空排水，固结吸力装置，结合在一起使用更加省时省力的充分填充介质中的各种空隙，达到加固防渗等目的。
隔离体的设计封闭了加固区域，形成密闭条件，将所需加固区域与加固区域外的土体隔离，提高抽吸机抽吸土体中的水和空气的效率。
隔离膜铺在地上且四周埋入土中，起到隔离空气与加固区域的作用，方便抽吸机抽吸水和空气。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的注浆管的示意图；
图3为本发明装置的抽吸管本体的示意图；
图4为实施例三中，当钻孔列数为两列时的示意图；
图5为实施例四中，当钻孔列数大于两列时的示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1-图3所示，一种地基加固装置，包括插入于需加固的地基区域11外围的土体内部的上下端面敞开的隔离体16，需加固的地基区域11均匀布设有N列钻孔1，每列钻孔1的数量为M个，N≥2，M≥1，注浆装置和抽吸装置分别与钻孔1相配合；需加固的地基区域11顶面铺设有隔离膜15，需加固的地基区域11边缘位置与隔离膜15封闭连接；
抽吸装置包括抽吸管本体，抽吸管本体包括顶端开口的抽吸管10，抽吸管10的管壁上均匀布设有多个抽吸孔7，抽吸管10外套设有金属网外层8，抽吸管10与金属网外层8之间的空间内填充有隔离层9，抽吸管套管12一端与抽吸管本体顶部连通，抽吸管套管12另一端穿过隔离膜15后与抽吸机13连通。
注浆装置包括顶端开口的注浆管2，注浆管2的管壁上均匀布设有多个注浆孔3，注浆管套管5一端与注浆管2顶部连通，注浆管套管5另一端穿过隔离膜15后与注浆机4连通。
填充层9为粒径大于金属网孔径的卵石填充层，防止抽吸管10吸入碎石损伤抽吸机13。
隔离体16为钢板制成的上下端面敞开的方形体。
金属网外层8底部与抽吸管10底部焊接在一起，保证碎石的填充范围，防止碎石流散。
实施例二
如图4所示，一种采用上述装置进行地基加固的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：确定需加固的地基区域11，将隔离体16插入需加固的地基区域11外围的土体内部；
步骤2：在需加固的地基区域11内钻取N列钻孔1，每列钻孔1的数量为M个，N=2，M≥1；每两个钻孔1之间的距离远大于钻孔1的孔径（优选为孔径的2-5倍）；
步骤3：在需加固的地基区域11顶面铺设隔离膜15，需加固的地基区域11边缘位置与隔离膜15封闭连接；
步骤4：在需加固的地基区域11的隔离膜15的适当位置开孔，将注浆管2插入第一列钻孔的各个钻孔1中，将抽吸管本体插入第二列钻孔的各个钻孔1中；
步骤5：将注浆管2通过注浆管套管5连接注浆机4，将抽吸管10通过抽吸管套管12连接抽吸机13，打开注浆机4利用注浆管2向第一列钻孔的各钻孔1内灌浆，同时打开抽吸机13利用抽吸管10进行抽吸浆体，由于两钻孔之间的土体存在空隙，在吸力作用下，混凝土具有流动性，混凝土浆体充分流动渗透入两钻孔之间的土体，直至抽吸管本体所在的钻孔1内冒浆中气泡数较少停止注浆和抽吸；
步骤6：从各钻孔1中取出注浆管2和抽吸管本体，即完成需加固的地基区域11的地基加固。
实施例三
如图5所示，一种采用上述装置进行地基加固的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：确定需加固的地基区域11，将隔离体16插入需加固的地基区域11外围的土体内部；
步骤2：在需加固的地基区域11内钻取N列钻孔1，每列钻孔1的数量为M个，N＞2，M≥1；每两个钻孔1之间的距离远大于钻孔1的孔径（优选为孔径的2-5倍）；
步骤3：在需加固的地基区域11顶面铺设隔离膜15，需加固的地基区域11边缘位置与隔离膜15封闭连接；
步骤4：在需加固的地基区域11的适当位置开孔，将注浆管2插入第一列钻孔的各个钻孔1中，将抽吸管本体插入第二列钻孔的各个钻孔1中；
步骤5：将注浆管2通过注浆管套管5连接注浆机4，将抽吸管10通过抽吸管套管12连接抽吸机13，打开注浆机4利用注浆管2向第一列钻孔的各钻孔1内灌浆，同时打开抽吸机13利用抽吸管10进行抽吸浆体，由于两钻孔之间的土体存在空隙，在吸力作用下，混凝土具有流动性，混凝土浆体充分流动渗透入两钻孔之间的土体，直至抽吸管本体所在的钻孔1内冒浆中气泡数较少停止注浆和抽吸；
步骤6：从各钻孔1中取出注浆管2和抽吸管本体，完成第一列钻孔1和第二列钻孔1之间的第一加固区域6的地基加固；
步骤7：在需加固的地基区域11的隔离膜15的适当位置开孔，将注浆管2插入第二列钻孔的各个钻孔1中，将抽吸管本体插入第三列钻孔的各个钻孔1中；
步骤8：重复上述步骤5-6，完成第二列钻孔1和第三列钻孔1之间的第二加固区域14的地基加固；
步骤9：重复上述步骤7-8，完成第N-1列钻孔1和第N列钻孔1之间的第N-1加固区域的地基加固，即完成需加固的地基区域11的地基加固。
上述实施例二和实施例三中，
隔离膜15上的开孔与注浆管套管5和抽吸管套管12相配合，插入注浆管套管5和抽吸管套管12后无需再次进行孔口封闭。
在第一次加固结束后，拔出抽吸管本体和注浆管2，在拔出的过程中，各钻孔内注满水泥浆体形成桩基。隔离膜15上的开孔被水泥浆自动封闭，无需再次进行封闭孔口的动作。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种地基加固装置，其特征在于：包括插入于需加固的地基区域（11）外围的土体内部的上下端面敞开的隔离体（16），需加固的地基区域（11）均匀布设有N列钻孔（1），每列钻孔（1）的数量为M个，N≥2，M≥1，注浆装置和抽吸装置分别与钻孔（1）相配合；需加固的地基区域（11）顶面铺设有隔离膜（15），需加固的地基区域（11）边缘位置与隔离膜（15）封闭连接；
抽吸装置包括抽吸管本体，抽吸管本体包括顶端开口的抽吸管（10），抽吸管（10）的管壁上均匀布设有多个抽吸孔（7），抽吸管（10）外套设有金属网外层（8），抽吸管（10）与金属网外层（8）之间的空间内填充有隔离层（9），抽吸管套管（12）一端与抽吸管本体顶部连通，抽吸管套管（12）另一端穿过隔离膜（15）后与抽吸机（13）连通。
2.根据权利要求1所述的地基加固装置，其特征在于：注浆装置包括顶端开口的注浆管（2），注浆管（2）的管壁上均匀布设有多个注浆孔（3），注浆管套管（5）一端与注浆管（2）顶部连通，注浆管套管（5）另一端穿过隔离膜（15）后与注浆机（4）连通。
3.根据权利要求1所述的地基加固装置，其特征在于：填充层（9）为粒径大于金属网孔径的卵石填充层。
4.根据权利要求1所述的地基加固装置，其特征在于：隔离体（16）为钢板制成的上下端面敞开的方形体。
5.一种采用上述权利要求1-4中任一项所述的装置进行地基加固的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：确定需加固的地基区域（11），将隔离体（16）插入需加固的地基区域（11）外围的土体内部；
步骤2：在需加固的地基区域（11）内钻取N列钻孔（1），每列钻孔（1）的数量为M个，N=2，M≥1；每两个钻孔（1）之间的距离远大于钻孔（1）的孔径；
步骤3：在需加固的地基区域（11）顶面铺设隔离膜（15），需加固的地基区域（11）边缘位置与隔离膜（15）封闭连接；
步骤4：在需加固的地基区域（11）的隔离膜（15）的适当位置开孔，将注浆管（2）插入第一列钻孔的各个钻孔（1）中，将抽吸管本体插入第二列钻孔的各个钻孔（1）中；
步骤5：将注浆管（2）通过注浆管套管（5）连接注浆机（4），将抽吸管（10）通过抽吸管套管（12）连接抽吸机（13），打开注浆机（4）利用注浆管（2）向第一列钻孔的各钻孔（1）内灌浆，同时打开抽吸机（13）利用抽吸管（10）进行抽吸浆体，由于两钻孔之间的土体存在空隙，在吸力作用下，混凝土具有流动性，混凝土浆体充分流动渗透入两钻孔之间的土体，直至抽吸管本体所在的钻孔（1）内冒浆中气泡数较少停止注浆和抽吸；
步骤6：从各钻孔（1）中取出注浆管（2）和抽吸管本体，即完成需加固的地基区域（11）的地基加固。
6.一种采用上述权利要求1-4中任一项所述的装置进行地基加固的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：确定需加固的地基区域（11），将隔离体（16）插入需加固的地基区域（11）外围的土体内部；
步骤2：在需加固的地基区域（11）内钻取N列钻孔（1），每列钻孔（1）的数量为M个，N＞2，M≥1；每两个钻孔（1）之间的距离远大于钻孔（1）的孔径；
步骤3：在需加固的地基区域（11）顶面铺设隔离膜（15），需加固的地基区域（11）边缘位置与隔离膜（15）封闭连接；
步骤4：在需加固的地基区域（11）的适当位置开孔，将注浆管（2）插入第一列钻孔的各个钻孔（1）中，将抽吸管本体插入第二列钻孔的各个钻孔（1）中；
步骤5：将注浆管（2）通过注浆管套管（5）连接注浆机（4），将抽吸管（10）通过抽吸管套管（12）连接抽吸机（13），打开注浆机（4）利用注浆管（2）向第一列钻孔的各钻孔（1）内灌浆，同时打开抽吸机（13）利用抽吸管（10）进行抽吸浆体，由于两钻孔之间的土体存在空隙，在吸力作用下，混凝土具有流动性，混凝土浆体充分流动渗透入两钻孔之间的土体，直至抽吸管本体所在的钻孔（1）内冒浆中气泡数较少停止注浆和抽吸；
步骤6：从各钻孔（1）中取出注浆管（2）和抽吸管本体，完成第一列钻孔（1）和第二列钻孔（1）之间的第一加固区域（6）的地基加固；
步骤7：在需加固的地基区域（11）的隔离膜（15）的适当位置开孔，将注浆管（2）插入第二列钻孔的各个钻孔（1）中，将抽吸管本体插入第三列钻孔的各个钻孔（1）中；
步骤8：重复上述步骤5-6，完成第二列钻孔（1）和第三列钻孔（1）之间的第二加固区域（14）的地基加固；
步骤9：重复上述步骤7-8，完成第N-1列钻孔（1）和第N列钻孔（1）之间的第N-1加固区域的地基加固，即完成需加固的地基区域（11）的地基加固。
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