CN109944236A - 树根桩主动循踪分层注浆系统及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种树根桩主动循踪分层注浆系统及施工方法，建筑物与注浆孔之间打设有成排设置的树根桩进行注浆围护，所述注浆孔采用袖阀管主动循踪注浆施工，所述系统还包括用于向所述注浆孔内注入高压空气以切削周围土体的高压管。本发明在建筑物与注浆孔之间打设树根桩，树根桩采用正循环泥浆护壁成孔工艺，对周边土体基本无影响，待树根桩达到强度后，即可进行袖阀管主动循踪注浆施工，既起到了加固建筑物周边土体的作用，又减小由于注浆对建筑物产生的有害变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种土木建筑施工技术领域，尤其涉及一种树根桩主动循踪分层注浆系统及施工方法。
背景技术
随着我国社会经济的迅猛发展，现代化城市建设进度不断加快，大型综合多功能建筑群不断涌现，基础设施建设也在日趋完善。在基坑开挖过程中，邻侧土体的卸荷作用导致基坑围护结构产生相应变形，从而引起相邻建筑基础或者坑外隧道等随着土体一同产生相应位移变形。例如，现有运营地铁隧道多为预制混凝土管片和高强螺栓连接的盾构隧道，对变形较为敏感。过大的变形不仅会导致管片间连接的张开、错台、轨道翘曲变形，影响地铁列车的运行，严重者甚至会因管片间变形张开量过大造成的漏水漏沙现象导致隧道进一步发生大变形和损坏。因此在新项目建设期间对既有运营建筑基础和隧道等进行严格的变形控制显得至关重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种树根桩主动循踪分层注浆系统及施工方法，适用于对变形极为敏感的建筑物周边的土体加固。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种树根桩主动循踪分层注浆系统，其中，建筑物与注浆孔之间打设有成排设置的树根桩进行注浆围护，所述注浆孔采用袖阀管主动循踪注浆施工，所述系统还包括用于向所述注浆孔内注入高压空气以切削周围土体的高压管。
所述树根桩主动循踪分层注浆系统进一步的改进在于，所述树根桩采用正循环泥浆护壁成孔工艺成型。
所述树根桩主动循踪分层注浆系统进一步的改进在于，所述树根桩排列成拱形且将所述注浆孔围绕在所述拱形的内部。
所述树根桩主动循踪分层注浆系统进一步的改进在于，所述袖阀管上开设有泄浆孔，所述泄浆孔上罩设有橡皮帽，所述袖阀管和所述橡皮帽的外部套设有套壳料，所述袖阀管的内部设置有注浆管。
所述树根桩主动循踪分层注浆系统进一步的改进在于，所述注浆管上设有出浆孔，所述袖阀管与所述注浆管之间设有封堵于一组所述泄浆孔和所述出浆孔的上下两侧的止浆塞。
所述树根桩主动循踪分层注浆系统进一步的改进在于，所述橡皮帽为套设在所述袖阀管上的橡胶圈。
所述树根桩主动循踪分层注浆系统进一步的改进在于，所述系统还包括用于实时监测所述建筑物的变形情况的监测设备，所述袖阀管的注浆参数关联于所述监测设备的监测结果。
以及，一种树根桩主动循踪分层注浆施工方法，其中，所述施工方法包括步骤：
于待施工的建筑物与注浆孔之间打设成排设置的树根桩进行注浆围护；
待所述树根桩达到强度后，采用高压管向所述注浆孔内注入高压空气，对周围土体进行切削；
在施工所述建筑物的过程中，对所述注浆孔内进行袖阀管主动循踪注浆施工，实时监测所述建筑物的变形情况，并根据监测结果控制注浆参数。
所述树根桩主动循踪分层注浆施工方法进一步的改进在于，在所述注浆过程中，通过逐次提升或降低所述袖阀管内的注浆管实现分段注浆。
所述树根桩主动循踪分层注浆施工方法进一步的改进在于，所述袖阀管上开设有泄浆孔，所述泄浆孔上罩设有橡皮帽，所述袖阀管和所述橡皮帽的外部套设有套壳料，所述袖阀管的内部设置有注浆管；在所述注浆过程中，浆液自所述注浆管进入所述袖阀管中，胀开所述橡皮帽，胀裂所述套壳料，浆液自所述泄浆孔射入周围土体中。
本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：在建筑物与注浆孔之间打设树根桩，树根桩采用正循环泥浆护壁成孔工艺，对周边土体基本无影响，待树根桩达到强度后，即可进行袖阀管主动循踪注浆施工，既起到了加固建筑物周边土体的作用，又减小由于注浆对建筑物产生的有害变形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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示出了根据本发明实施例的树根桩主动循踪分层注浆系统的示例性整体分布示意图。
图2示出了根据本发明实施例的树根桩与注浆孔的示例性局部分布示意图。
图3示出了根据本发明实施例的袖阀管的示例性结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
首先参见图1，出了根据本发明实施例的树根桩主动循踪分层注浆系统的示例性整体分布示意图，如图所示，本发明实施例的树根桩主动循踪分层注浆系统的主要特点在于：在建筑物20与注浆孔10之间打设有成排设置的树根桩11进行注浆围护，注浆孔10采用袖阀管主动循踪注浆施工，本发明系统还包括用于向注浆孔10内注入高压空气以切削周围土体的高压管(图中未显示)，其中，注浆孔10可在埋入袖阀管时施工钻孔，高压管可采用常规高压空气管，在袖阀管埋设完成后，通过向袖阀管内通入高压空气，在袖阀管注浆之前对预加固的周围土体进行切削，特别是在首次注浆量不足，对变形控制不力的情况下，高压空气可以切削已加固的土体，做到二次注浆。
由于注浆对建筑物周边挤土效应明显，可能造成建筑物变形、开裂，故在建筑物20与注浆孔10之间打设树根桩11，树根桩11采用正循环泥浆护壁成孔工艺，对周边土体基本无影响，待树根桩11达到强度后，即可进行袖阀管主动循踪注浆施工，既起到了加固建筑物20周边土体的作用，又减小由于注浆对建筑物20产生的有害变形。
因此，本发明的树根桩主动循踪分层注浆系统可适用于对变形极为敏感的建筑物周边的土体加固，可以减小深基坑开挖过程中薄壳结构变形，其中的薄壳结构即为上文的建筑物20。
具体来说，树根桩11优选采用正循环泥浆护壁成孔工艺，正循环泥浆护壁成孔工艺为现有技术，主要施工步骤包括有：(a)埋设护筒；(b)安装钻机，钻进；(c)第一次清孔；(d)测定孔壁；(e)吊放钢筋笼；(f)插入导管；(g)第二次清孔；(h)灌注水下混凝土拔出导管；(i)保护护筒。树根桩采用正循环泥浆护壁成孔工艺，对周边土体基本无影响。
进一步配合图1和图2所示，树根桩11采用双排紧密布置成多个拱形，整面围护在建筑物20与注浆孔10之间，每个拱形的内部间隔约1.2m布置四处注浆孔10，该四处注浆孔10平行于建筑物20设置，每个注浆孔10中预留有袖阀管，袖阀管的深度与建筑物20的基坑开挖深度相同，树根桩11的深度不低于注浆孔10的深度。
在建筑物20的基坑开挖过程中，实时进行对建筑物20的变形监测，根据监测到的建筑物20的变形情况，采用主动循踪分层填充注浆措施，控制住建筑物20的变形。其中，主动循踪注浆应分段进行，且注浆量和注浆时间等注浆参数根据监测结果确定，可采用水准仪、微变形测量雷达、压力计、埋设钢弦式或应变式等孔隙水压力计等监测设备进行上述变形监测，对基坑开挖过程中的建筑物20进行的监测可包括：水平位移监测、竖向位移监测、深层水平位移监测、倾斜监测、裂缝监测、支护结构内力监测、土压力监测、孔隙水压力监测、地下水位监测等。
再参见图3，示出了根据本发明实施例的袖阀管的示例性结构示意图，如图所示，该袖阀管12可采用规格为φ48mm的PVC管，袖阀管12上钻有直径为6mm的泄浆孔121，泄浆孔121可沿着袖阀管的轴向不同高度设置多组，泄浆孔121上罩设有橡皮帽122，橡皮帽122常态时封住泄浆孔121，当向袖阀管12内注入浆液且当管内压力逐渐增大到一定程度，被加压的浆液就会胀开橡皮帽122，自泄浆孔121流出，沿着地层结构产生充填、渗透、压密、劈裂流动，此时由于供浆量小于进入量，压力会自动回复到平衡状态，续后的浆液在压力作用下，使得劈裂裂缝不断向外延伸，浆液在土体中形成固结体，从而达到增加地层强度，降低地层渗透性的目的。通过逐次提升或降低袖阀管12内的注浆管即可实现分段注浆。
本实施例中的橡皮帽122采用具有弹性的橡胶圈，橡胶圈套设在袖阀管12的外壁上且弹性挤压于泄浆孔121上，当泄浆孔121内加压注浆时橡胶圈胀开，浆液从泄浆孔121进入地层，停止注浆时橡胶圈在袖阀管12外部浆液的作用下封闭泄浆孔121，阻止泥土和地下水逆向进入袖阀管12内，因此橡胶圈构成了一种橡皮单向阀。
另外，在袖阀管12和橡皮帽122的外部还套设有套壳料123，套壳料123套设在整根袖阀管12的外部并遮蔽袖阀管12上的泄浆孔121和橡皮帽。套壳料123采用受胀后易碎裂的材料，其作用是在袖阀管12周围形成具有一定强度的保护层，注浆时浆液在袖阀管12有泄浆孔121的部位挤碎套壳料123，而泄浆孔121的上部和下部的套壳料123仍具有一定强度，可以阻止浆液的上下流动。这样浆液就只在很小的范围横向流动，以增加地层加固半径。
袖阀管12的内部设置有注浆管13，注浆管13的上端连接至外部注浆设备，用于提供浆液，通过控制注浆管13可控制袖阀管12中的注浆量和注浆时间等注浆参数。注浆管13的管壁上设有孔径约为4cm的出浆孔(图中未显示)，在袖阀管12与注浆管13之间设有封堵于一组对应的泄浆孔121和出浆孔的上下两侧的止浆塞14，在上下两侧的止浆塞14之间形成一段注浆段，这段注浆段的位置对应于待加固的外部土体所在高度位置，止浆塞14可采用橡胶材质制作，其作用是增压，当浆液通过注浆管13进入止浆塞14所在的该段注浆段位置时，浆液从注浆管13上的4cm长的出浆孔流出。当浆液进入袖阀管12和止浆塞14之间的注浆段时，在压力作用下，橡皮帽被顶起，随着浆液的聚集，压力达到一定程度后，袖阀管外侧的套壳料123被挤碎，从而浆液被挤压到地层中。
袖阀管注浆法是预埋注浆管法的延伸和改进，很好的解决了松散地层注浆管封闭止浆的难题。袖阀管注浆如需分段进行，每段注浆应一次完成。钻孔、注浆可采取平行作业方式，提高工作效率。本发明系统采用袖阀管注浆与树根桩结合，注浆加固效果好，成本低，施工速度快，便于改造，适应性好。
下面结合上述实施例中的树根桩主动循踪分层注浆系统，进一步介绍一种树根桩主动循踪分层注浆施工方法，该施工方法主要包括如下步骤：
步骤一：于待施工的建筑物20与注浆孔10之间打设成排设置的树根桩11进行注浆围护；树根桩11采用双排紧密布置，且呈拱形排布，在拱形内间隔1.2m布置四处注浆孔10并预留袖阀管，袖阀管深度同建筑物20的基坑开挖深度，如图1和图2所示；
步骤二：待树根桩11达到强度后，采用高压管(图中未显示)向注浆孔10内注入高压空气，对周围土体进行切削；可达到保证注浆效果，增大注浆范围的效果，特别是在首次注浆量不足，对变形控制不力的情况下，高压空气可以切削已加固的土体，做到二次注浆；
步骤三：在施工建筑物10的过程中，对注浆孔10内进行袖阀管主动循踪注浆施工，实时监测建筑物10的变形情况，并根据监测结果控制注浆参数；提出根据环境监测数据分层填充注浆，控制附加变形；袖阀管注浆法是预埋注浆管法的延伸和改进，很好的解决了松散地层注浆管封闭止浆的难题。
较佳地，在袖阀管注浆过程中，通过逐次提升或降低袖阀管内的注浆管实现分段注浆，注浆量和注浆时间根据主动循踪的监测结果确定。
其中，如图3所示，袖阀管12上开设有泄浆孔121，泄浆孔121上罩设有橡皮帽122，袖阀管12和橡皮帽122的外部套设有套壳料123，袖阀管12的内部设置有注浆管13；在注浆过程中，浆液自注浆管13进入袖阀管12中，在内压力的作用下，将包裹在PVC外的橡皮帽122胀开和套壳料123挤碎，在浆液经过注浆泵加压后，进入注浆管13，聚集到袖阀管12注浆管段(即上下止浆塞之间的注浆段)，然后通过钻有直径为6mm的泄浆孔121的袖阀管，当压力逐渐增大到一定程度，被加压的浆液就会沿着地层结构产生充填、渗透、压密、劈裂流动，此时由于供浆量小于进入量，压力会自动回复到平衡状态，续后的浆液在压力作用下，使得劈裂裂缝不断向外延伸，浆液在土体中形成固结体，从而达到增加地层强度，降低地层渗透性的目的。逐次提升或降低注浆管即可实现分段注浆。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种树根桩主动循踪分层注浆系统，其特征在于：建筑物与注浆孔之间打设有成排设置的树根桩进行注浆围护，所述注浆孔采用袖阀管主动循踪注浆施工，所述系统还包括用于向所述注浆孔内注入高压空气以切削周围土体的高压管。
2.如权利要求1所述的树根桩主动循踪分层注浆系统，其特征在于：所述树根桩采用正循环泥浆护壁成孔工艺成型。
3.如权利要求1所述的树根桩主动循踪分层注浆系统，其特征在于：所述树根桩排列成拱形且将所述注浆孔围绕在所述拱形的内部。
4.如权利要求1所述的树根桩主动循踪分层注浆系统，其特征在于：所述袖阀管上开设有泄浆孔，所述泄浆孔上罩设有橡皮帽，所述袖阀管和所述橡皮帽的外部套设有套壳料，所述袖阀管的内部设置有注浆管。
5.如权利要求4所述的树根桩主动循踪分层注浆系统，其特征在于：所述注浆管上设有出浆孔，所述袖阀管与所述注浆管之间设有封堵于一组所述泄浆孔和所述出浆孔的上下两侧的止浆塞。
6.如权利要求4所述的树根桩主动循踪分层注浆系统，其特征在于：所述橡皮帽为套设在所述袖阀管上的橡胶圈。
7.如权利要求1所述的树根桩主动循踪分层注浆系统，其特征在于：所述系统还包括用于实时监测所述建筑物的变形情况的监测设备，所述袖阀管的注浆参数关联于所述监测设备的监测结果。
8.一种树根桩主动循踪分层注浆施工方法，其特征在于，包括步骤：
于待施工的建筑物与注浆孔之间打设成排设置的树根桩进行注浆围护；
待所述树根桩达到强度后，采用高压管向所述注浆孔内注入高压空气，对周围土体进行切削；
在施工所述建筑物的过程中，对所述注浆孔内进行袖阀管主动循踪注浆施工，实时监测所述建筑物的变形情况，并根据监测结果控制注浆参数。
9.如权利要求8所述的树根桩主动循踪分层注浆施工方法，其特征在于：在所述注浆过程中，通过逐次提升或降低所述袖阀管内的注浆管实现分段注浆。
10.如权利要求8所述的树根桩主动循踪分层注浆施工方法，其特征在于：所述袖阀管上开设有泄浆孔，所述泄浆孔上罩设有橡皮帽，所述袖阀管和所述橡皮帽的外部套设有套壳料，所述袖阀管的内部设置有注浆管；在所述注浆过程中，浆液自所述注浆管进入所述袖阀管中，胀开所述橡皮帽，胀裂所述套壳料，浆液自所述泄浆孔射入周围土体中。
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| CN201910220842.0A Pending CN109944236A (zh) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | 树根桩主动循踪分层注浆系统及施工方法 |
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113446434A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-28 | 中铁二十四局集团浙江工程有限公司 | 一种施工用的退管结构及退管方法 |
| CN113494075A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-12 | 中铁二十四局集团浙江工程有限公司 | 一种退管过程中的袖阀管注浆结构及注浆方法 |
| CN114753361A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-15 | 深圳市交通公用设施建设中心 | 一种可控地层变形的桩基钢护筒及其施工方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433884A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-05-02 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种采用树根桩及桩侧挤密注浆的系统及设计方法 |
| CN204112308U (zh) * | 2014-09-24 | 2015-01-21 | 中建一局集团建设发展有限公司 | 一种基于大卵石、高渗透系数地层的简易袖阀注浆装置 |
| CN106801417A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-06-06 | 中铁第勘察设计院集团有限公司 | 隧道穿越构筑物钢管隔离桩地层加固体系及其施工方法 |
| KR101881338B1 (ko) * | 2017-03-15 | 2018-07-24 | 하영판 | 무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조 시공방법 및 이에 의해 시공되는 흙막이구조 |
-
2019
- 2019-03-22 CN CN201910220842.0A patent/CN109944236A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114753361B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-04-30 | 深圳市交通公用设施建设中心 | 一种可控地层变形的桩基钢护筒及其施工方法 |
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