CN110593250B - 一种地基加固方法及地基加固系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种地基加固方法及地基加固系统。地基加固方法包括如下步骤：注浆管在泥土中下沉的过程中，注浆管的下端向下和/或向水平方向喷射高压第一流体以切割泥土。地基加固系统，包括注浆管和高压流体提供装置；注浆管包括喷头，喷头的顶端用于高压流体进入喷头，喷头的下部用于高压流体喷出；喷头包括：至少两层套接的喷头用管，喷头用管将喷头内的空间分隔出至少两个高压流体容纳空间；喷嘴，每个高压流体容纳空间通过至少一个喷嘴连通到喷头之外；高压流体提供装置用于控制各个高压流体容纳空间是否提供高压流体。本申请实施例解决了传统的地基加固方法在处理具有孔隙大的泥土时工序复杂，对施工要求高的技术问题。

Description

一种地基加固方法及地基加固系统

技术领域

本申请涉及地基加固技术领域，具体地，涉及一种地基加固方法及地基加固系统。

背景技术

目前，行业内湿陷性黄土的处理方法主要为换填法、强夯法、挤密桩法，处理液化土的主要方法为碎石桩法。

换填法为将基底一定范围内的原土挖除，一般采用石灰或水泥和原土按一定比例掺合成灰土，然后将灰土分层回填，并同时以人工或机械方法分层压实，使之达到要求的密实度，加固处理深度一般为1～3米。换填法只适用于浅层处理，其工序繁多，施工周期长，处理费用较高，施工时的粉尘对周边环境影响较大。换填法对施工要求较高，在施工中，灰土填料质量的好坏，直接影响施工质量，采用的压实机具和方法也至关重要。当地下水位高出换填底面时，需采取排水及降水措施，施工难度大。

强夯法采用大型机械将10～40吨的重锤提升至10～40米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击作用反复夯击加固湿陷性黄土，强夯法加固处理深度一般为3～12米。强夯法施工时产生的振动对周边建筑物的结构安全有影响，对场地空间要求较高，其采用大型机械起吊重锤，要求足够的净空条件。强夯法施工时的噪音很大，对周边环境影响较大。当地下水位较高或地基土含水量较大时，强夯时易产生侧向挤出现象，且难以压实。当地基土层厚度不均或软硬不均时，易造成实际加固深度局部未达到要求的影响深度，加固后的地基强度未达到设计要求。

挤密桩法为用冲击或振动方法，把圆柱形钢质桩管打入原地基，拔出后形成桩孔，或采用人工或机械挖孔成孔，然后采用石灰或水泥和土按一定比例掺合成灰土，将灰土分层回填，在分层回填过程中不断利用机械或人工在孔内分层夯实形成挤密的桩体。挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土，加固深度一般为3～15m。挤密桩法对施工要求较高，在施工中，灰土填料质量的好坏，直接影响施工质量，采用的压实机具和方法也至关重要。挤密桩成孔时易造成孔困难、孔壁坍塌等情况，夯填桩体时易造成桩孔缩径、堵塞等情况。挤密桩法工序繁多，施工周期长，处理费用较高，施工时的粉尘对周边环境影响较大。

碎石桩法是指用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层,在地基中成孔后,再将碎石从桩管投料口处投入桩管内,然后边击实、边上拔桩管,形成密实的碎石桩。碎石桩法处理费用较高，施工时产生的振动及噪音对环境影响大。挤密桩法对施工要求较高，在施工中，相邻桩施工时易对已施工完成的桩形成挤压，造成桩体缩颈、倾斜等问题。

因此，传统的地基加固方法在处理具有孔隙大的泥土时工序复杂，对施工要求高是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例中提供了一种地基加固方法及地基加固系统，以解决传统的地基加固方法在处理具有孔隙大的泥土时工序复杂，对施工要求高的技术问题。

本申请实施例提供了一种地基加固方法，用于形成加固土桩，包括如下步骤：

注浆管在泥土中下沉的过程中，注浆管的下端向下和/或向水平方向喷射高压第一流体以切割泥土；其中，所述第一流体包括气体或液体。

本申请实施例还提供一种地基加固系统，包括注浆管和高压流体提供装置；

所述注浆管包括喷头，所述喷头的顶端用于所述高压流体进入所述喷头，所述喷头的下部用于所述高压流体喷出；所述喷头包括：

至少两层套接的喷头用管，所述喷头用管将所述喷头内的空间分隔出至少两个高压流体容纳空间；

喷嘴，每个所述高压流体容纳空间通过至少一个所述喷嘴连通到所述喷头之外；

其中，所述高压流体提供装置用于控制各个所述高压流体容纳空间是否提供高压流体。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

注浆管在泥土中下沉的过程中，注浆管的下端的喷射方式有三种，第一种方式是只向下喷射高压第一流体切割注浆管下方的泥土，第二种方式是只向水平方向喷射高压第一流体切割注浆管周围的泥土，第三种方式是同时向下和向水平方向喷射高压第一流体切割注浆管下方和周围的泥土；三种方式都切割泥土，第三种方式的效率更高。如果泥土是湿陷性黄土或液化土等具有孔隙大的泥土，则能够切割粉碎泥土，使土体颗粒重新排列，直至桩底位置。本申请实施例的地基加固方法，能够对具有孔隙大的泥土进行切割粉碎，工序简单，对施工要求低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的地基加固方法进行地基加固的示意图；

图2为图1所示的注浆管在泥土中下沉的过程的局部放大示意图；

图3为图1所示的注浆管从泥土中提升的过程的局部放大示意图；

图4为本申请实施例的地基加固系统的一个具体实施例进行地基加固的示意图；

图5为本申请实施例的地基加固系统的另一个具体实施例进行地基加固的示意图；

图6为本申请实施例的地基加固系统注浆管的喷头的示意图；

图7为本申请实施例的地基加固系统注浆管的钻杆的示意图；

图8为本申请实施例的地基加固系统注浆管的导流器的示意图。

附图标记说明：

100注浆管，

110喷头，111a垂直向下喷嘴，111b倾斜向下喷嘴，111c水平向喷嘴，

112a喷头外层管，112b喷头中层管，112c喷头内层管，

113钻杆，113a钻杆外层管，113b钻杆中层管，113c钻杆内层管，

114导流器，114a导流器外层管，114b导流器中层管，114c导流器内层管，

115a外管套，115b中管套，115c内管罩，

210a外层管的高压第一流体提供单元，

210b中层管的高压第二流体提供单元，

210c内层管的高压第一流体提供单元，

310钻机，320卡扣式接头，330定位圈，

400泥土。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本申请实施例的地基加固方法进行地基加固的示意图；图2为图1所示的注浆管在泥土中下沉的过程的局部放大示意图；图3为图1所示的注浆管从泥土中提升的过程的局部放大示意图。

本申请实施例的一种地基加固方法，用于形成加固土桩，如图1和图2所示，包括如下步骤：

注浆管100在泥土中下沉的过程中，注浆管100的下端向下和/或向水平方向喷射高压第一流体以切割泥土400；其中，所述第一流体包括气体或液体。

注浆管在泥土中下沉的过程中，注浆管的下端的喷射方式有三种，第一种方式是只向下喷射高压第一流体切割注浆管下方的泥土，第二种方式是只向水平方向喷射高压第一流体切割注浆管周围的泥土，第三种方式是同时向下和向水平方向喷射高压第一流体切割注浆管下方和周围的泥土；三种方式都切割泥土，第三种方式的效率更高。如果泥土是湿陷性黄土或液化土等具有孔隙大的泥土，则能够切割粉碎泥土，使土体颗粒重新排列，直至桩底位置。本申请实施例的地基加固方法，能够对具有孔隙大的泥土进行切割粉碎，工序简单，对施工要求低。

实施中，图3为图1所示的注浆管从泥土中提升的过程的示意图。如图2和图3所示，地基加固方法还包括如下步骤：

注浆管100从泥土中提升的过程中，注浆管的下端向下和/或向斜向下方向喷射高压第二流体以加固泥土400；其中，所述第二流体包括气体或液体或加固用浆。

当第二流体是气体或液体时，高压气体或液体使被切割粉碎后的土体被压密，从而形成加固土桩。使用气体或液体作为第二流体，能实现加固泥土的作用，原料的成本较低。

当第二流体是加固用浆时，加固用浆和被切割粉碎后的土体压在一起，从而形成加固土桩。采用加固用浆使得土桩被加固，更加结实。

具体的，加固用浆可以是水泥浆液。

实施中，注浆管在泥土中下沉的要求如下：

注浆管在泥土中下沉是转动下沉的方式。转动下沉的方式，使得切割泥土的方式也是转动进行的，能够对各个方向的泥土进行切割。

所述注浆管转动下沉的速度为大于等于10转/分小于等于20转/分。转动下沉的速度控制的比较慢，能够对泥土进行充分的切割。

实施中，注浆管从泥土中提升的要求如下：

所述注浆管从泥土中提升是转动提升的方式。转动提升的方式，使得加固泥土的方式也是转动进行的，能够对各个方向的泥土进行加固。

所述注浆管提升的速度为大于等于5厘米/分小于等于25厘米/分。提升速度控制的比较慢，能够对泥土进行充分的加固。

实施例二

本申请实施例的地基加固系统，用于实现实施例一的地基加固方法。图4为本申请实施例的地基加固系统的一个具体实施例进行地基加固的示意图；图5为本申请实施例的地基加固系统的另一个具体实施例进行地基加固的示意图；图6为本申请实施例的地基加固系统注浆管的喷头的示意图。

如图4，图5和图6所示，本申请实施例的地基加固系统，包括注浆管100和高压流体提供装置；

所述注浆管100包括喷头110，所述喷头的顶端用于所述高压流体进入所述喷头，所述喷头的下部用于所述高压流体喷出；所述喷头包括：

至少两层套接的喷头用管，所述喷头用管将所述喷头内的空间分隔出至少两个高压流体容纳空间；

喷嘴，每个所述高压流体容纳空间通过至少一个所述喷嘴连通到所述喷头之外；

其中，所述高压流体提供装置用于控制是否为各个所述高压流体容纳空间提供高压流体。

本申请实施例的地基加固系统，注浆管的喷头包括至少两层套接的喷头用管，喷头用管将喷头内的空间分隔为至少两个高压流体容纳空间，包括最内层喷头用管的管内空间和相邻喷头用管之间的间隙形成的环形空间。高压流体提供装置控制在某一或多个高压流体容纳空间有高压流体时，有高压流体的高压流体容纳空间就能通过喷嘴喷出到喷头之外；而没有高压流体的高压流体容纳空间的喷嘴就无法喷出高压流体。这样，就实现了高压流体容纳空间对应的喷嘴是否喷出高压流体进行单独控制；另外，通过控制喷嘴的方向，能够实现高压流体喷射方向的控制，进而能够根据实际需要，实现高压流体能够喷射出多种方向的高压流体。为实现实施例一所述的地基加固方法准备了条件。

实施中，如图6所示，所述喷嘴是锥形管形状的喷嘴；

所述喷嘴的锥形管较大的管口与所述喷头用管连接，所述喷嘴的锥形管较小的管口朝向所述喷头之外，以实现所述高压流体容纳空间通过所述喷嘴连通到所述喷头之外

喷嘴内大外小的形状，使得高速流体从喷嘴的锥形管较小的管口喷出时，压力较大，喷射更有力，有利于切割泥土或加固泥土。

实施中，为了实现切割泥土，地基加固系统具有以下特点。

实施中，如图6所示，所述喷头的下端是圆锥形，所述喷头的下部内设置一个所述喷嘴，为垂直向下喷嘴111a，所述垂直向下喷嘴111a与其中一个所述高压流体容纳空间连通；

所述垂直向下喷嘴111a的开口向下，高压第一流体经所述垂直向下喷嘴111a垂直向下喷出；

其中，所述第一流体是所述流体的一种类型，所述第一流体是水或液体。

这样，注浆管在泥土中下沉的过程中，控制垂直向下喷嘴向下喷射高压第一流体切割泥土；注浆管从泥土中提升的过程中，控制垂直向下喷嘴向下喷射高压第一流体加固泥土。垂直向下喷嘴向下喷射的流体不改变，一直是高压第一流体，在注浆管下沉和提升的两个过程，垂直向下喷嘴向下喷射的高压第一流体对泥土起到不同的作用。

实施中，如图6所示，所述喷头用管包括由内向外的喷头内层管112c和112a喷头外层管；

所述垂直向下喷嘴111a和所述喷头外层管112a连接；

与所述喷头内层管112c连接的所述喷嘴为水平向喷嘴111c；其中，所述水平向喷嘴111c的开口朝向水平方向，高压流体经所述水平向喷嘴111c向水平方向喷出。即水平向喷嘴与喷头内层管管内的高压流体容纳空间连通。

注浆管在泥土中下沉的过程中，控制水平向喷嘴向水平方向喷射高压第一流体以切割泥土；需要水平方向切割的泥土是需要切割泥土中的绝大部分，由于喷头内层管管内的高压流体容纳空间较大，水平向喷嘴与之连通，能更加高效的对泥土进行切割。

实施中，如图6所示，所述水平向喷嘴111c为多个，各个所述水平向喷嘴111c位于同一高度，在所述喷头的周向方向均匀分布。

多个水平向喷嘴均匀分布，提高切割泥土的密度和均匀性，也能加快地基加固的过程。

实施中，为了实现加固泥土，地基加固系统具有以下特点。

实施中，如图6所示，所述喷头用管还包括喷头中层管112b，所述喷头中层管112b套接在所述喷头内层管112c和所述喷头外层管112a之间；

与所述喷头中层管112b连接的所述喷嘴为倾斜向下喷嘴111b，所述倾斜向下喷嘴111b的开口朝向斜下方向，高压第二流体经所述倾斜向下喷嘴111b向斜下方向喷出；

其中，所述第二流体是水或液体或加固用浆。

注浆管从泥土中提升的过程中，控制倾斜向下喷嘴向斜下方向喷射高压第二流体以加固泥土；当第二流体是气体或液体时，高压气体或液体使被切割粉碎后的土体被压密，从而形成加固土桩。使用气体或液体作为第二流体，能实现加固泥土的作用，原料的成本较低。当第二流体是加固用浆时，加固用浆和被切割粉碎后的土体压在一起，从而形成加固土桩。采用加固用浆使得土桩被加固，更加结实。注浆管在泥土中下沉的过程中，控制倾斜向下喷嘴不喷射。

具体的，加固用浆可以是水泥浆液。注意：第一流体不能是加固用浆。

实施中，如图6所示，所述倾斜向下喷嘴111b与竖直方向的夹角为大于等于15度小于等于30度。

所述倾斜向下喷嘴与竖直方向的夹角较小，能对注浆管周边的泥土进行加固。

实施中，如图6所示，所述倾斜向下喷嘴111b是多个，且分两层设置，靠近所述垂直向下喷嘴的为下层倾斜向下喷嘴，远离所述垂直向下喷嘴的为上层倾斜向下喷嘴。

两层设置的倾斜向下喷嘴，一方面加固的程度较高，另一方面，加固速度也较快。

实施中，如图6所示，所述下层倾斜向下喷嘴与竖直方向的夹角小于所述上层倾斜向下喷嘴与竖直方向的夹角。

所述下层倾斜向下喷嘴和所述上层倾斜向下喷嘴角度不同，能够对多个方向的泥土进行加固，以保持加固土桩的范围。

实施中，如图6所示，所述下层倾斜向下喷嘴为多个，且各个所述下层倾斜向下喷嘴位于同一高度，且在所述喷头的周向方向均匀分布；

所述上层倾斜向下喷嘴为多个，且各个所述上层倾斜向下喷嘴位于同一高度，且在所述喷头的周向方向均匀分布。

这样，提高加固泥土的强度和均匀性，也能加快地基加固的过程。

实施中，为了上述结构的喷头能够使用，所述注浆管还需要有与之配合的结构。图7为本申请实施例的地基加固系统注浆管的钻杆的示意图；图8为本申请实施例的地基加固系统注浆管的导流器的示意图。

实施中，如图7所示，所述注浆管还包括钻杆113，所述钻杆113由内向外依次包括钻杆内层管113c，钻杆中层管113b和钻杆外层管113a；

所述钻杆的下端与所述喷头的顶端固定，所述钻杆内层管113c和所述喷头内层管112c相连，所述钻杆中层管113b和所述喷头中层管112b相连，所述钻杆外层管113a和所述喷头外层管相连112a。

钻杆内层管的管内和所述喷头内层管的管内连通为一体，所述钻杆中层管和所述喷头中层管与所述钻杆内层管和所述喷头内层管之间的间隙连通为一体，所述钻杆外层管和所述喷头外层管与所述钻杆中层管和所述喷头中层管之间的间隙连通为一体。

具体的，所述钻杆的下端与所述喷头的顶端之间的固定通过公接头和母接头实现固定。

这样，能够将所述钻杆的下端与所述喷头的顶端之间方便的固定。

实施中，如图8所示，所述注浆管还包括导流器114，所述导流器由内向外依次包括导流器内层管114c，导流器中层管114b和导流器外层管114a；

所述导流器的下端和所述钻杆的上端固定，所述导流器内层管114c和所述钻杆内层管113c相连，所述导流器中层管114b和所述钻杆中层管113b相连，所述导流器外层管114a和所述钻杆外层管113a相连。

实施中，如图8所示，以所述导流器的下端为起点，所述导流器内层管114c，导流器中层管114b和导流器外层管114a依次变短；所述导流器还包括：

内管罩115c，所述内管罩115c罩住所述导流器内层管远离所述钻杆的一端，且所述内管罩的侧面具有用于第一高压流体进入的内管罩高压流体入口；

中管套115b，所述中管套套接在所述导流器中层管的外周面，且所述中管套的侧面具有用于高压流体进入的中管套高压流体入口；

外管套115a，所述外管套套接在所述导流器外层管的外周面，且所述外管套的侧面具有用于高压流体进入的外管套高压流体入口。

内管罩，中管套和外管套，实现了提供了高压流体入口，也形成了注浆管相对封闭的结构，为喷嘴喷射高压流体准备了条件。

实施中，如图4和图5所示，所述高压流体提供装置包括：

内层管的高压第一流体提供单元210c，与所述内管罩高压流体入口连通；

外层管的高压第一流体提供单元210a，与所述外管套高压流体入口连通。

第一流体是气体时，内层管的高压第一流体提供单元和外层管的高压第一流体提供单元可以采用空气压缩机；第一流体是水时，内层管的高压第一流体提供单元和外层管的高压第一流体提供单元可以采用高压水泵。

实施中，如图4和图5所示，所述高压流体提供装置还包括：

中层管的高压第二流体提供单元210b，与所述中管套高压流体入口连通。

在地基加固系统具有上述结构的条件下，所述高压流体提供装置还包括控制单元。

实施中，所述控制单元用于：

在所述注浆管在泥土中下沉过程中，控制所述外层管的高压第一流体提供单元提供高压第一流体通过所述导流器外层管，所述钻杆外层管和所述喷头外层管从所述直向下喷嘴喷出切割泥土。

实施中，所述控制单元还用于：

在所述注浆管在泥土中下沉过程中，控制所述内层管的高压第一流体提供单元提供高压第一流体通过所述导流器内层管，所述钻杆内层管和所述喷头内层管从所述水平向喷嘴喷出切割泥土。

通过控制单元实现了在所述注浆管在泥土中下沉过程中，注浆管的下端向下和向水平方向喷射高压第一流体以切割泥土。

实施中，所述控制单元还用于：

在所述注浆管从泥土中提升过程中，控制所述外层管的高压第一流体提供单元提供高压第一流体通过所述导流器外层管，所述钻杆外层管和所述喷头外层管从所述直向下喷嘴喷出压实泥土。

实施中，所述控制单元还用于：

在所述注浆管从泥土中提升过程中，控制所述中层管的高压第二流体提供单元提供高压第二流体通过所述导流器中层管，所述钻杆中层管和所述喷头中层管从所述倾斜向下喷嘴喷出压实泥土。

通过控制单元实现了在所述注浆管从泥土中提升过程中，注浆管的下端向下和向斜向下方向喷射高压第二流体以加固泥土。

实施中，如图4和图5所示，注浆管100在泥土中下沉和从泥土中提升，通过钻机310实现，钻机除有一般钻机的功能外，还要求有带动注浆管慢速转动和慢速提升功能；或采用专门的旋喷钻机。

实施中，如图8所示，内管罩高压流体入口，中管套高压流体入口和外管套高压流体入口处设置有卡扣式接头320，通过卡扣式接头和高压胶管与内层管的高压第一流体提供单元，中层管的高压第二流体提供单元，外层管的高压第一流体提供单元分别连接。

实施中，高压胶管采用钢丝缠绕液压胶管形成。

实施中，第一流体和或/第二流体采用气体时，气体的计量用气量计实现，如转子流量计。

实施中，如图6，图7和图8所示，喷头内层管和喷头中层管，喷头中层管和喷头外层管，钻杆内层管和钻杆中层管，钻杆中层管和钻杆外层管，之间设置有定位圈330，以固定相对位置。

地基加固系统的施工步骤如下：

S1：钻机安装、就位、调平；

S2：钻机带动注浆管旋转钻进，同时开启内层管的高压第一流体提供单元和外层管的高压第一流体提供单元，喷头通过垂直向下喷嘴和水平向喷嘴喷射高压第一流体，直至注浆管下沉至设计加固深度。可根据设计桩径、土层性质（孔隙比、含水量等）等调整喷射压力；

S3：注浆管下沉至设计加固深度以后，同时开启中层管的高压第二流体提供单元和外层管的高压第一流体提供单元，调整好喷射压力（压力比钻进时适当调低，可通过现场试验取得具体参数），喷头通过垂直向下喷嘴和倾斜向下喷嘴喷射高压第一流体和高压第二流体，边提注浆管边喷射高压气体，使割粉碎后的土体压密，直至提升至原地面。

S4：形成加固土桩；

S5：地基加固系统移到新孔位上。

当第一流体时气体时，注浆管下沉时高压气体的气压力值一般设定为10～20兆帕（根据土层性质的差异性，可通过现场试验取得具体参数），形成能量高度集中的喷射流，直接破坏土体。注浆管提升时高压气体气压力值适当调低（可通过现场试验取得具体参数），通过垂直向下喷嘴和倾斜向下喷嘴喷射高压气体，形成高压气罩，已达到压密土体的目的。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (22)

1.一种地基加固系统，其特征在于，包括注浆管和高压流体提供装置；

所述注浆管包括喷头，所述喷头的顶端用于所述高压流体进入所述喷头，所述喷头的下部用于所述高压流体喷出；所述喷头包括：

至少两层套接的喷头用管，所述喷头用管将所述喷头内的空间分隔出至少两个高压流体容纳空间，包括最内层喷头用管的管内空间和相邻喷头用管之间的间隙形成的环形空间；

喷嘴，每个所述高压流体容纳空间通过至少一个所述喷嘴连通到所述喷头之外；

其中，所述高压流体提供装置用于控制各个所述高压流体容纳空间是否提供高压流体，高压流体提供装置控制在某一或多个高压流体容纳空间有高压流体时，有高压流体的高压流体容纳空间就能通过喷嘴喷出到喷头之外；而没有高压流体的高压流体容纳空间的喷嘴就无法喷出高压流体；从而实现了高压流体容纳空间对应的喷嘴是否喷出高压流体进行单独控制；

所述喷头的下端是圆锥形，所述喷头的下部内设置一个所述喷嘴，为垂直向下喷嘴；

所述垂直向下喷嘴的开口向下，高压第一流体经所述垂直向下喷嘴垂直向下喷出；

其中，所述第一流体是液体；

所述喷头用管包括由内向外的喷头内层管和喷头外层管；

所述垂直向下喷嘴和所述喷头外层管连接；

与所述喷头内层管连接的所述喷嘴为水平向喷嘴；其中，所述水平向喷嘴的开口朝向水平方向，高压流体经所述水平向喷嘴向水平方向喷出；

所述喷头用管还包括喷头中层管，所述喷头中层管套接在所述喷头内层管和所述喷头外层管之间；

与所述喷头中层管连接的所述喷嘴为倾斜向下喷嘴，所述倾斜向下喷嘴的开口朝向斜下方向，高压第二流体经所述倾斜向下喷嘴向斜下方向喷出；

其中，所述第二流体是液体或加固用浆。

2.根据权利要求1所述的地基加固系统，其特征在于，所述喷嘴是锥形管形状的喷嘴；

所述喷嘴的锥形管较大的管口与所述喷头用管连接，所述喷嘴的锥形管较小的管口朝向所述喷头之外，以实现所述高压流体容纳空间通过所述喷嘴连通到所述喷头之外。

3.根据权利要求2所述的地基加固系统，其特征在于，所述水平向喷嘴为多个，各个所述水平向喷嘴位于同一高度，在所述喷头的周向方向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的地基加固系统，其特征在于，所述倾斜向下喷嘴与竖直方向的夹角为15度到30度之间的任一角度。

5.根据权利要求4所述的地基加固系统，其特征在于，所述倾斜向下喷嘴是多个，且分两层设置，靠近所述垂直向下喷嘴的为下层倾斜向下喷嘴，远离所述垂直向下喷嘴的为上层倾斜向下喷嘴。

6.根据权利要求5所述的地基加固系统，其特征在于，所述下层倾斜向下喷嘴与竖直方向的夹角小于所述上层倾斜向下喷嘴与竖直方向的夹角。

7.根据权利要求5所述的地基加固系统，其特征在于，所述下层倾斜向下喷嘴为多个，且各个所述下层倾斜向下喷嘴位于同一高度，且在所述喷头的周向方向均匀分布；

所述上层倾斜向下喷嘴为多个，且各个所述上层倾斜向下喷嘴位于同一高度，且在所述喷头的周向方向均匀分布。

8.根据权利要求3所述的地基加固系统，其特征在于，所述注浆管还包括钻杆，所述钻杆由内向外依次包括钻杆内层管，钻杆中层管和钻杆外层管；

所述钻杆的下端与所述喷头的顶端固定，所述钻杆内层管和所述喷头内层管相连，所述钻杆中层管和所述喷头中层管相连，所述钻杆外层管和所述喷头外层管相连。

9.根据权利要求8所述的地基加固系统，其特征在于，所述注浆管还包括导流器，所述导流器由内向外依次包括导流器内层管，导流器中层管和导流器外层管；

所述导流器的下端和所述钻杆的上端固定，所述导流器内层管和所述钻杆内层管相连，所述导流器中层管和所述钻杆中层管相连，所述导流器外层管和所述钻杆外层管相连。

10.根据权利要求9所述的地基加固系统，其特征在于，以所述导流器的下端为起点，所述导流器内层管，导流器中层管和导流器外层管依次变短；所述导流器还包括：

内管罩，所述内管罩罩住所述导流器内层管远离所述钻杆的一端，且所述内管罩的侧面具有用于高压流体进入的内管罩高压流体入口；

中管套，所述中管套套接在所述导流器中层管的外周面，且所述中管套的侧面具有用于高压流体进入的中管套高压流体入口；

外管套，所述外管套套接在所述导流器外层管的外周面，且所述外管套的侧面具有用于高压流体进入的外管套高压流体入口。

11.根据权利要求10所述的地基加固系统，其特征在于，所述高压流体提供装置包括：

内层管的高压第一流体提供单元，与所述内管罩高压流体入口连通；

外层管的高压第一流体提供单元，与所述外管套高压流体入口连通。

12.根据权利要求11所述的地基加固系统，其特征在于，所述高压流体提供装置还包括控制单元，所述控制单元用于：

在所述注浆管在泥土中下沉过程中，控制所述外层管的高压第一流体提供单元提供高压第一流体通过所述导流器外层管，所述钻杆外层管和所述喷头外层管从所述直向下喷嘴喷出切割泥土。

13.根据权利要求12所述的地基加固系统，其特征在于，所述控制单元还用于：

在所述注浆管在泥土中下沉过程中，控制所述内层管的高压第一流体提供单元提供高压第一流体通过所述导流器内层管，所述钻杆内层管和所述喷头内层管从所述水平向喷嘴喷出切割泥土。

14.根据权利要求13所述的地基加固系统，其特征在于，所述控制单元还用于：

在所述注浆管从泥土中提升过程中，控制所述外层管的高压第一流体提供单元提供高压第一流体通过所述导流器外层管，所述钻杆外层管和所述喷头外层管从所述直向下喷嘴喷出压实泥土。

15.根据权利要求14所述的地基加固系统，其特征在于，所述高压流体提供装置还包括：

中层管的高压第二流体提供单元，与所述中管套高压流体入口连通。

16.根据权利要求15所述的地基加固系统，其特征在于，所述控制单元还用于：

在所述注浆管从泥土中提升过程中，控制所述中层管的高压第二流体提供单元提供高压第二流体通过所述导流器中层管，所述钻杆中层管和所述喷头中层管从所述倾斜向下喷嘴喷出压实泥土。

17.根据权利要求1至16任一所述的地基加固系统，其特征在于，用于实现地基加固方法以形成加固土桩，包括如下步骤：

注浆管在泥土中下沉的过程中，注浆管的下端向下和/或向水平方向喷射高压第一流体以切割泥土；其中，所述第一流体包括气体或液体。

18.根据权利要求17所述的地基加固系统，其特征在于，地基加固方法，还包括如下步骤：

注浆管从泥土中提升的过程中，注浆管的下端向下和/或向斜向下方向喷射高压第二流体以加固泥土；其中，所述第二流体包括气体或液体或加固用浆。

19.根据权利要求18所述的地基加固系统，其特征在于，所述注浆管在泥土中下沉是转动下沉的方式。

20.根据权利要求19所述的地基加固系统，其特征在于，所述注浆管转动下沉的速度为大于等于10转/分小于等于20转/分。

21.根据权利要求20所述的地基加固系统，其特征在于，所述注浆管从泥土中提升是转动提升的方式。

22.根据权利要求20所述的地基加固系统，其特征在于，所述注浆管提升的速度为大于等于5厘米/分小于等于25厘米/分。