CN109778873A - 一种围护桩间注浆止水方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种围护桩间注浆止水方法及装置，利用成行且间隔排列的若干个围护桩包围施工区域，并且基于至少具有第一注浆管的注浆系统对围护桩彼此之间限定的注浆区域进行注浆以完成所述施工区域的止水，所述注浆系统配置为：在第一围护桩的第二侧与第二围护桩的第一侧彼此相邻的情况下，所述第二侧和所述第一侧上沿围护桩的深度方向彼此交错地设置有若干个所述第一注浆管，其中：所述第二侧和所述第一侧均能够基于其各自的第一注浆管分别形成若干个第一子注浆区域和若干个第二子注浆区域，所述若干个第一子注浆区域和所述若干个第二子注浆区域沿围护桩的深度方向彼此交错地排布。

Description

一种围护桩间注浆止水方法及装置

技术领域

本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种围护桩间注浆止水方法及装置。

背景技术

基坑围护是在开发利用地下空间，建设多层地下室、地下铁道、地下商业街等各种地下建筑用的方法。常见有重力式搅拌桩挡墙、地下连续墙、桩列式挡墙等。不仅要能保证基坑的稳定性及坑内作业的安全、方便，而且要使坑底和坑外的土体位移控制在一定范围内，确保邻近建筑物及市政设施正常使用。其中钻孔灌注桩作为围护结构承受水土压力，是深基坑开挖常用的一种围护形式。根据不同的地质条件和开挖深度可做成悬臂式挡墙、单撑式挡墙、多层支撑式挡墙等。它的排列形式有一字形相接排列、间隔排列、交错相接排列、搭接排列、或是混合排列，常见的排列方式是一字板间隔排列，并在桩后采用水泥土搅拌桩、旋喷桩、树根桩等阻水。这样的结构形式较为经济，阻水效果较好。大部分开挖深度在7～12米左右的深基坑，采用钻孔灌注桩挡土，水泥土搅拌桩阻水，普遍获得成功。

在现有技术中公开了围护桩，它可以是一种就位成孔式灌注桩，即，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。例如可以采取：(1)钻孔灌注桩：用螺旋钻机、潜水钻机等就地成孔灌注混凝土而成桩，施工时无振动、不挤土。螺旋钻机宜用于地下水位以上的粘性土、砂土及人工填土等，钻削下来的土块沿钻杆上的螺旋叶片上升排出孔外，孔径300mm左右，钻孔深度8～12m，根据土质和含水量选择钻杆。潜水钻机宜用于粘性土、砂土、淤泥和淤泥质土等，尤宜于地下水位较高的土层中成孔。钻孔时为防止坍孔用泥浆护壁。在粘土中用清水钻进，自造泥浆护壁；在砂土中应注入制备的泥浆钻进。利用泥浆循环排除钻削下的土屑，钻至要求深度后要清孔以排除沉在孔底的土屑，减少桩的沉降量，其中，桩径可达1m以上，桩底部还可扩孔，单桩承载能力可达数千吨；或者(2)沉管灌注桩：用锤击或振动将带有钢筋混凝土桩靴或活瓣式桩靴的钢管沉入土中，然后灌注混凝土同时拔管而成桩。用锤击沉管、拔管者称锤击灌注桩；用激振器的振动沉管、拔管者称振动灌注桩。

现有技术也公开了后注浆灌注桩，其可利用钢筋笼底部和侧面预先埋设的注浆管，在成桩后2-30天内用高压泵进行高压注浆，浆液通过渗入、劈裂、填充、挤密等作用与桩体周围土体结合，固化桩底沉渣和桩侧泥皮，起到提高承载力、减少沉降等效果。后注浆技术包括桩间后注浆、桩侧后注浆和桩间、桩侧复式后注浆。钻孔灌注桩的后注浆基本上属于劈裂注浆与渗透注浆相结合。所谓劈裂注浆，即压入的高压浆体克服土体主应力面上的初始压应力，使土体产生劈裂破坏，浆体沿劈裂缝隙渗入土体填充空隙，并挤密桩侧土，促使土体固结从而提高注浆区的土体强度。

但由于围护桩为圆柱形，基坑内侧需由混凝土填平后才能施工卷材防水层和结构侧墙。现有技术中，大部分采取的是喷射混凝土的方式填平基坑一侧的围护桩，待基坑开挖至设计要求深度后，将桩间及桩身土方清理干净，然后用湿喷机直接在桩间及桩身喷射混凝土，该方法对在不施做卷材防水层及对净空要求不高的基坑使用较为广泛。但是，在城市地铁的修建过程中，地铁车站对基坑支护结构及防水效果要求也越来越严格。因此，如果只简单的采取桩间喷射混凝土的方法，无法保证混凝土面的平整度及厚度，将会出现防水卷材因混凝土面不平整被损坏，最终使围护结构失去支护作用、防水层失去防水效果。

此外，在地铁车站的土建基坑施工中，由于对地下水情况的地质勘察的不准确，围护桩结构设计的不连续不封闭，或在施工过程中围护咬合桩出现开叉，均会发生围护桩间渗漏地下水情况。当渗漏水量较小时，一般是采取基坑明排的方式疏干基坑中的地下水，当渗漏水量较大时，并且未在基坑周边布置降水井的情况下，就需要采取紧急措施，对基坑渗漏水进行处理。现有技术是从基坑内部向渗漏点位置水平钻孔，然后进行注浆封堵。但当基坑开挖过深时，基坑内的支撑体系相对密集，导致在基坑内部进行渗漏水处理用的设备材料无法运进基坑内，另外，由于基坑围护结构的渗漏会直接导致围护结构的变形，乃至支撑体系的脱落和围护结构的失稳，在基坑内进行补渗作业会有很大的安全风险，容易发生安全事故。

公开号为CN106193044A的专利文献公开了一种管体分段注浆方法，包括如下步骤：选取若干出浆孔的钢管，将所述钢管压入至土体中；之后在所述钢管中置入一注浆头，所述注浆头由侧壁开孔的注浆管以及间隔套设于所述注浆管上的两橡胶封板组成，在两所述橡胶封板以及所述钢管内壁的围合下构成注浆腔体，其中，在无压紧力作用下所述橡胶封板与所述钢管内壁呈间隙配合；通过所述注浆头上的松紧调节机构挤压两所述橡胶封板发生膨胀，以同所述钢管内壁呈过盈配合；通过所述注浆管向所述注浆腔体内注浆，浆液经所述钢管上的出浆孔注入土体形成注浆扩大头。该专利的优点为操作简便，利用橡胶封板的挤压膨胀特性以及回弹特性，可自由控制注浆腔体在钢管内的移动或锁紧密封。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，也无法有效缩短注浆时间。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种围护桩间注浆止水方法，该方法利用成行且间隔排列的若干个围护桩包围施工区域，并且基于至少具有第一注浆管的注浆系统对围护桩彼此之间限定的注浆区域进行注浆以完成所述施工区域的止水，所述注浆系统配置为：在第一围护桩的第二侧与第二围护桩的第一侧彼此相邻的情况下，所述第二侧和所述第一侧上沿围护桩的深度方向彼此交错地设置有若干个所述第一注浆管，其中：所述第二侧和所述第一侧均能够基于其各自的第一注浆管分别形成若干个第一子注浆区域和若干个第二子注浆区域，所述若干个第一子注浆区域和所述若干个第二子注浆区域沿围护桩的深度方向彼此交错地排布。

根据一种优选实施方式，所述围护桩间注浆止水方法还包括如下步骤：所述第一围护桩和所述第二围护桩按照同步注浆的方式在第一时间内形成彼此相邻且抵靠接触的第一子注浆区域和第二子注浆区域的情况下，所述注浆区域在第二时间内按照在沿第一围护桩与第二围护桩的连线方向上形成交替变换的压力差的方式进行注浆以完成第一轮注浆。

根据一种优选实施方式，在所述第二时间能够划分为第一子时间和第二子时间的情况下，所述围护桩间注浆止水方法还包括如下步骤：在所述第一子时间内，所述第一子注浆区域按照第一压力进行注浆并且所述第二子注浆区域按照第二压力进行注浆以形成沿第一方向的压力差，在所述第二子时间内，所述第一子注浆区域按照所述第二压力进行注浆并且所述第二子注浆区域按照所述第一压力进行注浆以形成沿第二方向的压力差，其中：所述第一压力大于所述第二压力，并且所述第一压力配置为能够形成劈裂注浆的压力值，所述第二压力配置为能够形成渗透注浆的压力值。

根据一种优选实施方式，所述第二时间能够划分为n个所述第一子时间和n个所述第二子时间，所述注浆区域能够在所述第二时间内形成n个所述交替变换的压力差，其中：所述注浆系统配置为在所述第一时间和所述第二时间内完成第一设定量的注浆液的灌注以完成对所述第一子注浆区域和所述第二子注浆区域的所述第一轮注浆。

根据一种优选实施方式，至少基于所述第一轮注浆和第二轮注浆完成所述注浆区域的注浆，其中：在所述第一时间和所述第二时间内，所述注浆区域按照所述第一围护桩和所述第二围护桩同步注浆且均沿围护桩的深度方向从底至上的后退式注浆的方式完成所述第一轮注浆；在第三时间内，所述第一子注浆区域和所述第二子注浆区域基于相同的注浆压力按照所述后退式注浆的方式完成所述第二轮注浆。

根据一种优选实施方式，所述围护桩间注浆止水方法还至少包括如下步骤：基于钻孔装置完成彼此间隔排布的所述围护桩的成孔；完成钢筋笼与所述注浆系统的连接固定；完成所述钢筋笼与所述围护桩的配合安装以及所述钢筋笼彼此之间的紧固连接；基于混凝土完成所述围护桩的浇筑；基于所述注浆系统按照所述后退式注浆的方式对所述注浆区域进行注浆以封闭围护桩彼此之间的缝隙；注浆完成后，将第二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。

本发明还提供一种围护桩间注浆止水装置，所述围护桩间止水装置至少包括所述注浆系统且被配置为：在第一围护桩的第二侧与第二围护桩的第一侧彼此相邻的情况下，所述第二侧和所述第一侧上沿围护桩的深度方向彼此交错地设置有若干个所述第一注浆管，其中：所述第二侧和所述第一侧均能够基于其各自的第一注浆管分别形成若干个第一子注浆区域和若干个第二子注浆区域，所述若干个第一子注浆区域和所述若干个第二子注浆区域沿围护桩的深度方向彼此交错地排布。

根据一种优选实施方式，所述围护桩间止水装置还至少包括加注装置和控制模块，所述加注装置与所述注浆系统连通，所述控制模块电连接至所述加注装置，所述围护桩间止水装置被配置为：所述第一围护桩配置第一加注装置以形成所述第一子注浆区域，所述第二围护桩配置第二加注装置以形成所述第二子注浆区域；相邻的第一子注浆区域和第二子注浆区域能够在所述第一时间内按照所述第一加注装置和所述第二加注装置以相同注浆压力同步注浆的方式相互抵靠接触。

根据一种优选实施方式，所述围护桩间止水装置被配置为：在所述第一子时间内，所述第一加注装置按照第一压力对所述第一子注浆区域进行注浆并且所述第二加注装置按照第二压力对所述第二子注浆区域进行注浆以形成沿第一方向的压力差；在所述第二子时间内，所述第一加注装置按照所述第二压力对所述第一子注浆区域进行注浆并且所述第二加注装置按照所述第一压力对所述第二子注浆区域进行注浆以形成沿第二方向的压力差。

根据一种优选实施方式，所述第一加注装置和所述第二加注装置至少基于所述第一轮注浆和所述第二轮注浆完成所述注浆区域的注浆，其中：在所述第一时间和所述第二时间内，所述注浆区域按照所述第一围护桩和所述第二围护桩同步注浆且均沿围护桩的深度方向从底至上的后退式注浆的方式完成所述第一轮注浆；在第三时间内，所述第一子注浆区域和所述第二子注浆区域基于相同的注浆压力按照所述后退式注浆的方式完成所述第二轮注浆。

本发明的有益技术效果：

(1)第一注浆管彼此交错排布使得形成的第一子注浆区域和第二子注浆区域也呈现彼此交错的形态，从而使得第一子注浆区域和第二子注浆区域彼此的重叠区域的体积较小，第一子注浆区域和第二子注浆区域是通过注浆液的在土层中的不断扩散而由小变大的，子注浆区域在变大的过程中会对其周边的土壤形成挤压压实作用，第一子注浆区域和第二子注浆区域彼此错开，能够避免相互挤压影响而降低注浆液沿围护桩的径向方向的扩散速度。

(2)第一子注浆区域和第二子注浆区域彼此错开能够增大注浆液的利用效率，使得注浆能够充分的填充于土层中，避免由于第一子注浆区域和第二子注浆区域重叠过大导致的注浆压力剧增而无法完成设定注浆量的注浆，并且能够降低注浆液的使用量。

附图说明

图1是本发明的第一注浆管的一种优选的布置示意图；

图2是本发明的第一注浆管的另一种优选的布置示意图；

图3是本发明的围护桩的一种优选的布置示意图；

图4是图1的俯视示意图；和

图5是本发明优选的各模块的模块化连接关系示意图。

附图标记列表

1：注浆区域 2：围护桩 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 19：控制模块

22：第一侧 23：第二侧 30：施工区域

2a：第一围护桩 2b：第二围护桩 3a：第一钢筋笼

3b：第二钢筋笼 4a：第二注浆管 4b：第一注浆管

1a：第一子注浆区域 1b：第二子注浆区域 α：弧度

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。根据本发明，桩间：被定义为一组围护桩中，不同围护桩2之间的土体，例如：第一围护桩2a与第二围护桩2b之间的土体；后注浆：被定义为在围护桩2完成挖掘且装配有注浆系统4的钢筋笼3下放至所述围护桩2桩体以后，将所述注浆系统4按照后退式分段密封注浆的方式进行桩间注浆；咬合止水：被定义为第一围护桩2a与第二围护桩2b按照彼此交错的方式设置，例如：第一围护桩2a所对应的第二通孔15与第二围护桩2b所对应的第二通孔15按照彼此交错的方式形成一定的高度差。

实施例1

如图2和图4所示，本发明提供一种围护桩间注浆止水方法，至少包括以下步骤：

S1：利用钻孔装置完成若干个围护桩2的挖掘。若干个围护桩按照彼此之间具有设定间距的方式进行布置，其中，围护桩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，当围护桩达到设计标高后，采用泵吸反循环抽浆的方法对围护桩进行清洁。采用砂石泵排出围护桩底部悬浮钻渣的泥浆。优选的，围护桩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至少包括第二注浆管4a和第一注浆管4b。第二注浆管能够被设置为分段连接的形态，例如，第二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。每一段第二注浆管均通过例如是绑扎丝实现与钢筋笼的连接固定，其中，第二注浆管的延伸方向与钢筋笼的轴向延伸方向彼此平行。每一段第二注浆管上均设置有至少一个第一注浆管。第一注浆管可以与第二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，第二注浆管上可以设置有若干个快插接头，第一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二注浆管与第一注浆管的可拆卸连接。第一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一注浆管中。优选的，第一注浆管的延伸方向与第二注浆管的延伸方向彼此垂直。例如，第二注浆管采用场外定制加工的Φ50钢管。第一注浆管采用Φ32钢管，长度为100mm。在沿第一注浆管的延伸方向上，第一注浆管彼此之间的间距设置为800mm。采用火烧丝将第二注浆管与钢筋笼绑扎在一起，每节第二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二注浆管的上端采用棉纱进行封堵，防止泥浆流入。第二注浆管彼此之间可以采用管箍进行连接。优选的，第二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，如图4所示，围护桩的周向方向上，按照彼此对称的方式设置有至少两个第二注浆管，其中，第二注浆管的安装位置可以设置在两个围护桩距离最小的位置处。在第二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进行浇筑时缓冲混凝土对第二注浆管和第一注浆管的冲击作用。

S3：钢筋笼与围护桩配合安装，并完成钢筋笼之间的机械连接以及第二注浆管之间的连接。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，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二注浆管和第二段钢筋笼上的第一注浆管的连接。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二注浆管对正连接合格后继续下沉。

S4：通过混凝土对围护桩进行浇筑。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：利用注浆系统按照后退式注浆的方式进行注浆以封闭围护桩之间的间隙。优选的，在若干个第二注浆管按照彼此拼接的方式形成一整段注浆管的情况下，位于围护桩最底部的第二注浆管的端部呈封闭状态以避免漏浆，位于围护桩最上部的第二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二注浆管中。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，利用压力显示器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，将第二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，第二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二注浆管进行补注浆。

为了便于理解，将注浆止水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2a和第二围护桩2b中，通过混凝土对第一围护桩和第二围护桩进行浇筑。间隔设定时间周期后，第一围护桩和第二围护桩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与第二围护桩彼此之间的注浆土层进行注浆。具体的，如图1和图2所示，第一围护桩中的第一钢筋笼3a和第二围护桩中的第二钢筋笼3b上同时设置有第二注浆管4a和第一注浆管4b，注浆时，采用循环注浆的方式。例如，首先通过第一围护桩的第二注浆管进行注浆，当注浆量达到注浆总量的例如是70％的情况下，暂时停止对第一围护桩的注浆。此时，通过第二围护桩的第二注浆管进行注浆，注浆量达到注浆总量70％的情况下暂停对第二围护桩的注浆。通过上述循环方式，依次完成第一围护桩的第一轮注浆和第二围护桩的第一轮注浆。在第一围护桩和第二围护桩均完成第一轮注浆的情况下，按照上述循环方式，再次对第一围护桩和第二围护桩进行剩余的30％的注浆液的灌注。循环注浆的方式能够保证第一围护桩的第二注浆管和第二围护桩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。同一根第二注浆管上的若干个第一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底部的土层，最后灌注围护桩最上部的土层。

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1所示，本发明还提供一种围护桩间注浆止水装置。止水装置至少包括第一注浆管4b和第二注浆管4a。钢筋笼3上按照呈镜像对称的方式设置有至少两个第二注浆管4a。例如，如图1所示，围护桩的第一侧22和第二侧23上均分别设置有第二注浆管4a。在图1的视角下，第一侧22指围护桩的左侧，第二侧23指围护桩的右侧。第一侧和第二侧的第二注浆管4a彼此的连线与维护桩的中轴线彼此相交。第二注浆管4a的延伸方向与围护桩2的轴向方向彼此平行。第二注浆管4a上按照彼此平行的方式设置有若干个第一注浆管4b。第一注浆管4b的延伸方向垂直于围护桩2的轴向方向。

优选的，参见图1和图3，若干个围护桩2能够通过彼此相邻的排布以限定出设定形状的施工区域30，若干个围护桩包围将施工区域进行包围。例如，当需要挖据一个呈长方形的基坑时，在基坑的四周均需要设置围护桩2以对基坑的开挖面进行防护支撑，并且通过围护桩2之间的桩间注浆来达到桩间止水的目的，进而能够防止基坑外侧的水渗透进入基坑内部。下面以相邻的两个围护桩为例对注浆系统的设置方式进行详细说明。具体的，如图1和图4所示，左侧为第一围护桩2a，右侧为第二围护桩2b。第一围护桩和第二围护桩彼此之间间隔设定距离并以此形成需要进行注浆止水的注浆区域1。第一围护桩2a中设置有第一钢筋笼3a，第二围护桩中设置有第二钢筋笼3b。第一钢筋笼3a和第二钢筋笼3b上按照彼此平行的方式分别设置有至少两个第二注浆管4a。第一围护桩2a的第一侧22的第二注浆管4a上彼此间隔地设置有若干个第一注浆管4b。第一维护桩2a的第二侧23上的第二注浆管4a上也彼此间隔的设置有若干个第一注浆管4b，其中，第一围护桩的第一侧上的第一注浆管和第一围护桩的第二侧上的注浆管的按照彼此对应且呈镜像对称的方式进行设置。例如，如图1所示，第一围护桩的第一侧上设置有四个第一注浆管，第一围护桩的第二侧上也对称设置有四个第一注浆管以使得第一围护桩的同一高度上具有至少两个第一注浆管。同理，第二围护桩的第一注浆管和第二注浆管的设置方式与第一围护桩相同。

优选的，再次参见图1，在第一围护桩2a的第二侧23与第二围护桩24的第一侧22彼此相邻的情况下，第二侧23和第一侧22上沿围护桩2的深度方向彼此交错地设置有若干个第一注浆管4b。例如，第一围护桩的第二侧23上设置有四个第一注浆管4b，第二围护桩的第一侧22上的设置有三个第一注浆管4b。第一注浆管4b彼此交错的设置可以理解为：以第一围护桩的第二侧和第二围护桩的第一侧为参考对象，在同一高度上有且仅有一个第一注浆管4b。

优选的，如图5所示，止水装置还可以包括加注装置6、存储装置7和压力显示器8。第二注浆管4a可以通过例如是注浆软管与加注装置6连通，加注装置6上按照集成的方式设置有压力显示器8，加注装置6通过连接管与存储装置7连通。存储装置7用于存储配置完成的注浆液。加注装置6可以是增压泵，进而可以通过增压泵将存储装置7中的注浆液按照设定压力注入第二注浆管中。优选的，止水装置还包括与加注装置6和压力显示器8通信地耦合的控制模块19。控制模块19配置为至少能够根据压力显示器8采集的注浆压力数据对加注装置的注浆时间和注浆压力进行调整。

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。

优选的，本发明还提供一种注浆方法，至少包括如下步骤：

S1：围护桩2的相邻侧的第一注浆管4b按照彼此交错的方式进行设置，其中，注浆区域1按照第一围护桩2a和第二围护桩2b同步注浆且均采用后退式注浆的方式进行注浆。

具体的，如图1所示，第一围护桩2a的第二侧23上设置有四个第一注浆管4b，为了便于区分理解，将其按照由下至上的顺序依次命名为第一级第一注浆管、第二级第一注浆管、第三级第一注浆管和第四级第一注浆管。第二围护桩2b的第一侧22上设置有三个第一注浆管4b，为了便于区分理解，将其按照由下至上的顺序依次命名为第五级第一注浆管、第六级第一注浆管和第七级第一注浆管。优选的，第一围护桩2a和第二围护桩2b彼此之间的土层构成了注浆区域1。第二侧23和第一侧22均能够基于其各自的第一注浆管4b分别形成若干个第一子注浆区域1a和若干个第二子注浆区域1b。由于第一注浆管是按照交错的方式设置的，因此第一子注浆区域1a和第二子注浆区域1b也沿围护桩2的深度方向彼此交错地排布。注浆区域有若干个第一子注浆区域1a和若干个第二子注浆区域1b构成。第一子注浆区域1a是指由第一围护桩的第二侧23上的第一注浆管4b形成的注浆液填充区域，第二子注浆区域1b是指由第二围护桩的第一侧22上的第一注浆管形成的注浆液填充区域。即如图1所述，在理想状态下，第一子注浆区域和第二子注浆区域均呈半球形。图1中的第一注浆管的交错排布方式与图2中的第一注浆管的彼此相对的排布方式相比至少能够达到如下技术效果：一者，第一注浆管彼此交错排布使得形成的第一子注浆区域和第二子注浆区域也呈现彼此交错的形态，从而使得第一子注浆区域和第二子注浆区域彼此的重叠区域的体积较小，第一子注浆区域和第二子注浆区域是通过注浆液的在土层中的不断扩散而由小变大的，子注浆区域在变大的过程中会对其周边的土壤形成挤压压实作用，第一子注浆区域和第二子注浆区域彼此错开，能够避免相互挤压影响而降低注浆液沿围护桩的径向方向的扩散速度。二者，第一子注浆区域和第二子注浆区域彼此错开能够增大注浆液的利用效率，使得注浆能够充分的填充于土层中，避免由于第一子注浆区域和第二子注浆区域重叠过大导致的注浆压力剧增而无法完成设定注浆量的注浆，并且能够降低注浆液的使用量。

优选的，在第一设定时间内，加注装置分别与第一级第一注浆管和第五级第一注浆管连通，进而能够对注浆区域1的最底层区域进行注浆。优选的，第一设定时间内可以只完成额定注浆量的设定百分含量的注浆液的灌注。例如，根据围护桩挖钻过程中采集的土层信息，可以初步计算出总共需要灌注的注浆液的总量。在第一设定时间内可以只完成例如是注浆液总量的70％的注浆液的灌注。或者可以根据压力显示器监测到的注浆压力的数值大于设定阈值时便停止对该区域的注浆。

优选的，在注浆区域1两侧的第一注浆管进行同步注浆且均完成设定量的注浆液的灌注以使得的第一子注浆区域1a和第二子注浆区域1b彼此抵靠接触的情况下，注浆区域1按照在沿第一围护桩与第二围护桩的连线方向上形成交替变化的压力差的方式进行第一轮注浆。

具体的，第一围护桩的第二侧的第一注浆管可以通过第一加注装置进行注浆，第二围护桩的第一侧的第一注浆管可以通过第二加注装置进行注浆，进而使得注浆区域1两侧的第一注浆管的注浆过程可以单独控制。如图1所示，以第一级第一注浆管和第五级第一注浆管的同步注浆过程为例，其注浆时间能够划分为第一时间和第二时间。在第一时间内，第一加注装置和第二加注装置均以相同的注浆压力灌注设定量的注浆液，注浆液的量被设定为能够使得第一子注浆区域1a和第二子注浆区域1b彼此抵靠接触。在第一子注浆区域1a和第二子注浆区域1b彼此抵靠接触的情况下，第二时间能够至少划分为第一子时间和第二子时间，例如，第二时间为9点至9点10分，第一子时间可以为9点至9点5分，第二子时间可以是9点5分至9点10分。在第一子时间内，第一加注装置和第二加注装置分别按照第一压力和第二压力进行注浆，其中，第一压力大于第二压力，进而使得注浆区域的两侧形成沿第一方向的压力差。在第二子时间内，第一加注装置和第二加注装置分别按照第二压力和第一压力进行注浆，其中，第一压力大于第二压力，进而使得注浆区域的两侧形成沿第二方向的压力差。第一方向与第二方向相反，例如，在图1的视角下，第一方向是指水平向右，第二方向是指水平向左。优选的，注浆时间可以划分为n个第一子设定时间和n个第二子设定时间，进而可以在注浆时间内形成n个交替变换的压力差，其中n大于等于2。注浆系统能够在第一时间和第二时间内完成第一设定量的注浆液的灌注以完成对第一子注浆区域1a和第二子注浆区域1b的第一轮注浆。例如，第一轮注浆的注浆量为注浆总量70％。优选的，第一压力和第二压力可以根据土层的性质进行制定。第一压力设定为使得土层能够形成劈裂注浆，即第一压力可以设定为与土层的劈裂应力值相等。第二压力设定为使得土层能够形成渗透注浆，即通过采用较小的注浆压力使得注浆液渗透如土层的孔隙中。优选的，在对围护桩最底层的土层进行注浆时，在第一时间内，第一加注装置和第二加注装置均以彼此不同的注浆压力灌注设定量的注浆液，注浆液的量被设定为能够使得第一子注浆区域1a和第二子注浆区域1b彼此抵靠接触，其中，第一加注装置的注浆压力小于第二加注装置。通过上述注浆方式，至少能够到达如下技术效果：一者，当通过第一子注浆区域和第二子注浆区域对围护桩最底层的土层进行注浆时，第一子注浆区域1a始终位于第二子注浆区域1b的下侧，当第一加注装置的注浆压力小于第二加注装置的注浆压力时，第二子注浆区域1b基于较大的注浆压力而使得其注浆液扩散较快，进而使得其体积增长速度大于第一子注浆区域1b，第二子注浆区域的较高注浆压力会对第一子注浆区域进行挤压，进而能够改变其注浆液的扩散方向，使得第一子注浆区域的注浆液较多地朝向其右侧和下侧扩散，进而能够提高桩间的止水效果，并且注浆液向围护桩底部土层扩散能够起到巩固地基而增强围护桩的整体承载能力的目的。二者，当第一子注浆区域和第二子注浆区域各自的注浆液扩散而彼此接触时，当注浆液进一步扩散时，第一子注浆区域和第二子注浆区域能够形成一定体积大小的重叠区域，进而使得两者之间形成液态通路，两者之间的注浆压力能够通过重叠区域相互传递。因此，在第一子时间内，当第一子注浆区域的注浆压力大于第二子注浆区域的注浆压力时，第一子注浆区域产生劈裂注浆以形成更多裂缝，同时压力差通过重叠区域传递作用于第二子注浆区域，使得第二子注浆区域形成渗透注浆，并且第二子注浆区域的注浆液的渗透扩散方向朝向压力较小的上侧。在第二子时间内，当压力差交替变换后，即第一子注浆区域的注浆压力小于第二子注浆压力时，由于在第一子时间内，第一子注浆区域注入了比第二子注浆区域更多的注浆液，因此第一子注浆区域的内部压力会持续高于第二子注浆区域，此时由于第二子注浆区域产生了劈裂注浆，在第一子注浆区域施加的压力叠加下第二子注浆区域中的注浆液更容易向其上侧方向扩散。即在上述过程中，第一子注浆区域和第二子注浆区域的重叠区域的体积长大主要依靠第一子注浆区域，第一子注浆区域能够抑制第二子注浆区域向重叠区域贡献注浆液，使得第二子注浆区域主要负责向上进行扩散，进而能够提高注浆区域完成密封止水的时间。

S2：重复步骤S1以采用后退式注浆的方式依次完成剩余注浆区域的注浆以完成第一轮注浆。

具体的，在第一时间和第二时间内，注浆区域1按照第一围护桩2a和第二围护桩2b同步注浆且均沿围护桩2的深度方向从底至上的后退式注浆的方式完成第一轮注浆。例如，当第一级第一注浆管和第五级第一注浆管完成注浆时，加注装置在第二设定时间内分别与第二级第一注浆管和第六级第一注浆管连通，进而可以对注浆区域的靠上层的土层进行注浆。当第二级第一注浆管和第六级第一注浆管完成注浆时，加注装置可以在第三设定时间内分别与第三级第一注浆管和第七级第一注浆管连通，进而可以对更上层的土层进行注浆。当第三级第一注浆管和第七级第一注浆管完成注浆时，加注装置可以与第四级第一注浆管连通，进而可以对注浆区域的最顶层的土层进行注浆。

S3：在完成第一轮注浆的情况下，第一加注装置和第二加注装置在第三时间内以相同的注浆压力进行同步注浆以至少完成第二轮注浆。

具体的，当第四级第一注浆管完成注浆时，加注装置再次与第一级第一注浆管和第五级第一注浆管连通以对剩余的30％的注浆液进行灌注。剩余的注浆区域也均按照第一加注装置和第二加注装置以相同的注浆压力进行同步注浆的方式完成第二轮注浆。通过第二轮注浆可以对注浆区域进行补注浆，其中，第二轮注浆的注浆压力大于第一轮注浆的注浆压力。第二轮注浆也采用由底至上的后退式注浆。

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)

1.一种围护桩间注浆止水方法，该方法利用成行且间隔排列的若干个围护桩(2)包围施工区域(30)，并且基于至少具有第一注浆管(4b)的注浆系统(4)对围护桩(2)彼此之间限定的注浆区域(1)进行注浆以完成所述施工区域(30)的止水，其特征在于，所述注浆系统(4)配置为：

在第一围护桩(2a)的第二侧(23)与第二围护桩(24)的第一侧(22)彼此相邻的情况下，所述第二侧(23)和所述第一侧(22)上沿围护桩(2)的深度方向彼此交错地设置有若干个所述第一注浆管(4b)，其中：

所述第二侧(23)和所述第一侧(22)均能够基于其各自的第一注浆管(4b)分别形成若干个第一子注浆区域(1a)和若干个第二子注浆区域(1b)，所述若干个第一子注浆区域(1a)和所述若干个第二子注浆区域(1b)沿围护桩(2)的深度方向彼此交错地排布。

2.如权利要求1所述的围护桩间注浆止水方法，其特征在于，所述围护桩间注浆止水方法还包括如下步骤：

所述第一围护桩(2a)和所述第二围护桩(2b)按照同步注浆的方式在第一时间内形成彼此相邻且抵靠接触的第一子注浆区域(1a)和第二子注浆区域(1b)的情况下，所述注浆区域(1)在第二时间内按照在沿第一围护桩(2a)与第二围护桩(2b)的连线方向上形成交替变换的压力差的方式进行注浆以完成第一轮注浆。

3.如权利要求2所述的围护桩间注浆止水方法，其特征在于，在所述第二时间能够划分为第一子时间和第二子时间的情况下，所述围护桩间注浆止水方法还包括如下步骤：

在所述第一子时间内，所述第一子注浆区域(1a)按照第一压力进行注浆并且所述第二子注浆区域(1b)按照第二压力进行注浆以形成沿第一方向的压力差，在所述第二子时间内，所述第一子注浆区域(1a)按照所述第二压力进行注浆并且所述第二子注浆区域(1b)按照所述第一压力进行注浆以形成沿第二方向的压力差，其中：

所述第一压力大于所述第二压力，并且所述第一压力配置为能够形成劈裂注浆的压力值，所述第二压力配置为能够形成渗透注浆的压力值。

4.如权利要求3所述的围护桩间注浆止水方法，其特征在于，所述第二时间能够划分为n个所述第一子时间和n个所述第二子时间，所述注浆区域(1)能够在所述第二时间内形成n个所述交替变换的压力差，其中：

所述注浆系统(4)配置为在所述第一时间和所述第二时间内完成第一设定量的注浆液的灌注以完成对所述第一子注浆区域(1a)和所述第二子注浆区域(1b)的所述第一轮注浆。

5.如权利要求4所述的围护桩间注浆止水方法，其特征在于，至少基于所述第一轮注浆和第二轮注浆完成所述注浆区域(1)的注浆，其中：

在所述第一时间和所述第二时间内，所述注浆区域(1)按照所述第一围护桩(2a)和所述第二围护桩(2b)同步注浆且均沿围护桩(2)的深度方向从底至上的后退式注浆的方式完成所述第一轮注浆；

在第三时间内，所述第一子注浆区域(1a)和所述第二子注浆区域(1b)基于相同的注浆压力按照所述后退式注浆的方式完成所述第二轮注浆。

6.如前述权利要求之一所述的围护桩间注浆止水方法，其特征在于，所述围护桩间注浆止水方法还至少包括如下步骤：

基于钻孔装置完成彼此间隔排布的所述围护桩(2)的成孔；

完成钢筋笼(3)与所述注浆系统(4)的连接固定；

完成所述钢筋笼(3)与所述围护桩(2)的配合安装以及所述钢筋笼(3)彼此之间的紧固连接；

基于混凝土完成所述围护桩(2)的浇筑；

基于所述注浆系统(4)按照所述后退式注浆的方式对所述注浆区域(1)进行注浆以封闭围护桩(2)彼此之间的缝隙；

注浆完成后，将第二注浆管(4a)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。

7.一种围护桩间注浆止水装置，其特征在于，所述围护桩间止水装置至少包括所述注浆系统(4)且被配置为：

在第一围护桩(2a)的第二侧(23)与第二围护桩(24)的第一侧(22)彼此相邻的情况下，所述第二侧(23)和所述第一侧(22)上沿围护桩(2)的深度方向彼此交错地设置有若干个所述第一注浆管(4b)，其中：

所述第二侧(23)和所述第一侧(22)均能够基于其各自的第一注浆管(4b)分别形成若干个第一子注浆区域(1a)和若干个第二子注浆区域(1b)，所述若干个第一子注浆区域(1a)和所述若干个第二子注浆区域(1b)沿围护桩(2)的深度方向彼此交错地排布。

8.如权利要求7所述的围护桩间注浆止水装置，其特征在于，所述围护桩间止水装置还至少包括加注装置(6)和控制模块(19)，所述加注装置与所述注浆系统(4)连通，所述控制模块(19)电连接至所述加注装置(6)，所述围护桩间止水装置被配置为：

所述第一围护桩(2a)配置第一加注装置以形成所述第一子注浆区域(1a)，所述第二围护桩(2b)配置第二加注装置以形成所述第二子注浆区域(1b)；

相邻的第一子注浆区域(1a)和第二子注浆区域(1b)能够在所述第一时间内按照所述第一加注装置和所述第二加注装置以相同注浆压力同步注浆的方式相互抵靠接触。

9.如权利要求8所述的围护桩间注浆止水装置，其特征在于，所述围护桩间止水装置被配置为：

在所述第一子时间内，所述第一加注装置按照第一压力对所述第一子注浆区域(1a)进行注浆并且所述第二加注装置按照第二压力对所述第二子注浆区域(1b)进行注浆以形成沿第一方向的压力差；

在所述第二子时间内，所述第一加注装置按照所述第二压力对所述第一子注浆区域(1a)进行注浆并且所述第二加注装置按照所述第一压力对所述第二子注浆区域(1b)进行注浆以形成沿第二方向的压力差。

10.如权利要求9所述的围护桩间注浆止水装置，其特征在于，所述第一加注装置和所述第二加注装置至少基于所述第一轮注浆和所述第二轮注浆完成所述注浆区域(1)的注浆，其中：

在所述第一时间和所述第二时间内，所述注浆区域(1)按照所述第一围护桩(2a)和所述第二围护桩(2b)同步注浆且均沿围护桩(2)的深度方向从底至上的后退式注浆的方式完成所述第一轮注浆；

在第三时间内，所述第一子注浆区域(1a)和所述第二子注浆区域(1b)基于相同的注浆压力按照所述后退式注浆的方式完成所述第二轮注浆。