CN112301995A

CN112301995A - 一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构及施工方法

Info

Publication number: CN112301995A
Application number: CN202011279048.2A
Authority: CN
Inventors: 顾国荣; 杨石飞; 梁振宁; 张静; 蔡永生; 姚正源; 沈蒙; 孙良; 谢飞
Original assignee: SGIDI Engineering Consulting Group Co Ltd
Current assignee: SGIDI Engineering Consulting Group Co Ltd
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2021-02-02

Abstract

本发明公开了一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构及施工方法，复合加固体结构包括由内向外依次布置的内透水管、厚壁透水管材、过滤层，在施工时依次采用预制复合加固体结构、沉桩、降水、注浆、安装现浇预制桩帽、铺设褥垫层和地坪等步骤。采用本发明的方案，能够保障复合加固体结构的强度，具备快速施工、节约造价、有效提高地基承载力和控制变形的优势，并能够在施工过程中通过自动控制的方式来实现降水过程的自动化控制。

Description

一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构及施工方法

技术领域

本发明涉及地基处理技术领域，具体来说，是一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构及施工方法。

背景技术

在软土、填土等软弱地基土上，兴建建筑物必须保证地基的稳定，提高软弱地基的强度，降低软弱土体的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降，常采用排水固结、振密挤密、加筋土体等加固处理方法，各种常用地基处理方案单一使用，存在一些不足，比如石灰桩、旋喷桩、管桩法等造价较高、质量相对较难控制；真空预压法、堆载预压法工期相对较长，地基固结缓慢，或需额外设置竖向排水通道。

在软土、填土等软弱地基土中，建筑深基坑在开挖时使周围土层产生一定的变形，而这些变形又有可能对周围环境产生不利影响和危害，常采用压浆、旋喷注浆、搅拌桩或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，但存在加固强度不足或施工工期相对较长等问题。

综上，在软土、填土等软弱地基中进行地基、基坑等加固处理，加固体需兼具排水、加筋、施工快、造价低等优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构及施工方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构，包括：

内透水管，设置为分段拼接结构；

裹套内透水管外壁的厚壁透水管材，其设置为分段拼接结构，其壁厚大于内透水管的壁厚；

过滤层，包裹厚壁透水管材外侧壁和底端。

进一步地，在所述内透水管底部封装有成品底盖。

进一步地，所述内透水管的管壁上开设有若干透水孔。

进一步地，所述内透水管配置有若干连接件，所述内透水管的任意相邻两单元段由连接件密封拼接。

进一步地，所述厚壁透水管材配置有若干连接件，所述厚壁透水管材的任意相邻两单元段由连接件密封拼接。

作为本发明的另一方面，提出了一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体的施工方法，包括如下步骤：

S1、预制复合加固体结构；

S2、将预制的复合加固体结构进行沉桩操作；

S3、重复S1-S2步骤，以得到若干复合加固体结构并全部进行沉桩操作；

S4、将若干分管一一接通若干复合加固体结构，再将所有分管并联连接一个总管，从而形成一个并联管路，再将总管接通一个抽水设备，启动抽水设备以进行降水；

S5、降水完成后，将抽水设备更换为注浆设备，进行注浆或填充材料操作。

优选地，在S2步骤中，设置钢护筒，将钢护筒套住整个复合加固体结构，并用封板封住钢护筒底端，沉桩至设计标高后，拔出并回收钢护筒。

优选地，在S4步骤中，内透水管通过加强变径接头与分管接通。

优选地，在S4步骤中，在总管和\或所有分管上设置自动控制阀，在总管和\或所有分管上设置用于监控流量的监控设备，用一个电控系统连接所有自动控制阀和监控设备。

优选地，还包括S6步骤，S6步骤在进行时，安装现浇预制桩帽，一一封住所有复合加固体结构；在S6步骤中，现浇预制桩帽是通过管材模板进行桩帽浇筑，通过内插竖向加筋构件实现复合加固体结构头部与现浇预制桩帽连接，或现浇预制桩帽预留孔洞，内透水管高于厚壁透水管材，向上嵌入现浇预制桩帽的预留孔洞，实现复合加固体结构头部与现浇预制桩帽的连接操作，利用凝结材料使两者形成一体结构；在S2步骤中，复合加固体结构可竖向或斜向设置。

本发明的有益效果在于：

预制的复合加固体结构在保证桩身强度的同时能够提高桩身透水性，防止土颗粒堵塞，提高排水固结效率；厚壁透水管材兼作排水通道和注浆加固体，较小直径的内透水管兼具加筋、排水通道、注浆通道的作用，集排水加固、注浆加固、复合地基加固于一体，具备快速施工、节约造价、有效提高地基承载力和控制变形的优势；同样可用于基坑加固，快速控制坑内、坑外土体变形，坑外加固发挥止水、减少围护结构承受的主动土压力的作用；坑内加固提高土体强度和侧向抗力，减小围护结构位移，防止坑底土体隆起破坏，保护基坑周边建筑物及地下管线；降水管路系统采用并联设置，减少抽水设备(抽水泵)数量；设置的加强变径接头能够同时用于降水操作和注浆操作，以节约材料；通过监控设备、自动控制阀、电控系统组成的控制体系来实现降水过程的自动化控制，使得降水效益达到最大化。

附图说明

图1是预制复合加固体结构的示意图。

图2是外套钢护筒沉桩的示意图。

图3是拔出钢护筒并重复图1-2所示步骤的示意图。

图4是自动化控制降水的示意图。

图5是注浆示意图。

图6是桩头开挖、安装现浇预制桩帽的示意图。

图7是铺设褥垫层和浇筑地坪的示意图。

图8是连接件的使用状态示意图。

图9是连接件的另一使用状态示意图。

图10是现浇预制桩帽的示意图。

图中，1-内透水管、2-厚壁透水管材、3-过滤层、4-连接件、5-透水孔、6-成品底盖、7-钢护筒、8-封板、9-加强变径接头、10-分管、11-总管、12-自动控制阀、13-监控设备、14-抽水设备、15-注浆设备、16-现浇预制桩帽、17-加筋构件、18-褥垫层、19-地坪、20-止水件。

具体实施方式

下面结合附图1-10和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构，包括：

内透水管1，设置为分段拼接结构，在内透水管1底部封装有成品底盖6，内透水管1的管壁上开设有若干透水孔5，内透水管1可以由钢管、高强PVC/PE等具有刚性材料制成，兼具加筋、降水通道和注浆通道的作用；

裹套内透水管1外壁的厚壁透水管材2，其设置为分段拼接结构，其壁厚大于内透水管1的壁厚，厚壁透水管材2包括排水盲沟、无砂管井等具有一定厚度的透水管材，兼具排水通道和注浆加固形成增强体的作用，厚壁透水管材2内径大于内透水管1外径，可以形成一定的设置间隙；

过滤层3，包裹厚壁透水管材2外侧壁和底端，过滤层3由土工布等具有过滤功能的材料制成，可允许水和浆液通过，但防止土颗粒逆向进入厚壁透水管材2。

其中，成品底盖6内径大于等于内透水管1外径，在沉桩过程中保护过滤层3，防止内透水管1在沉降过程中破坏过滤层3。

其中，如图8、9所示，内透水管1配置有若干连接件4，内透水管1的任意相邻两单元段由连接件4密封拼接；厚壁透水管材2配置有若干连接件4，厚壁透水管材2的任意相邻两单元段由连接件4密封拼接；连接件4可以采用胶粘、螺丝固定等多种方式达到有效连接内透水管1、厚壁透水管材2的目的；连接件4的结构可以是连接套管结构，能够同时固定套接内透水管1、厚壁透水管材2的任意两相邻管段；如图9所示，为了加强连接强度，可以在连接件4的内壁设置限位凸起并插入厚壁透水管材2的任意两相邻管段；如图8所示，可以在连接件4的内壁设置限位凸缘，使得内透水管1的任意两相邻管段相对抵触该限位凸缘的两端，以提升内透水管1的任意两相邻管段的对接精度；上述连接件4的结构形式包括但不仅限于本实施例提出的方案，可以依据项目需求灵活设定。

依次参考图1-7所示，本实施例的施工方法包括如下步骤：

S1、预制复合加固体结构；

S2、将钢护筒7套住整个复合加固体结构，复合加固体结构可竖向或斜向设置，并用封板8封住钢护筒7底端，以进行沉桩操作，钢护筒7内径略大于复合加固体结构的外径，可采用成孔、振动或静压等方式进行沉桩，在沉桩完成后，拔出并回收钢护筒7；

S3、重复S1-S2步骤以得到若干复合加固体结构并进行沉桩；

S4、将若干分管10一一接通若干复合加固体结构，再将所有分管10并联连接一个总管11，从而形成一个并联管路，再将总管11接通一个抽水设备14，启动抽水设备14以进行降水；

S5、降水完成后，将抽水设备14更换为注浆设备15，进行注浆或填充材料操作；

S6、安装现浇预制桩帽16，一一封住所有复合加固体结构；

S7、根据工程需要，待现浇预制桩帽16达到设计强度后，依次铺设褥垫层18、地坪19。

其中，在上述S1-S2步骤中，沉桩的方法不仅限于采用钢护筒7进行静压沉桩的方式，其他沉桩方式也可以采用，对于本发明而言，不论更换何种沉桩方式，均落在本发明的保护范围之内。

其中，在S4步骤中，如采用真空降水，需在复合加固体结构顶部设置止水件20，止水件20设置为止水层或封板；内透水管1通过加强变径接头9与分管10接通。加强变径接头9用于连接内透水管1与分管10，用于抽水，同时需满足注浆压力要求，降水后可重复用于注浆，加强变径接头9需要能够同时用于抽水和注浆操作。

在抽水时，地下水依次通过过滤层3、厚壁透水管材2、透水孔5进入内透水管1的管腔排出；注浆时，浆液依次通过透水孔5进入厚壁透水管材2和周围土体，形成增强体。

在S4步骤中，为了实现降水过程的自动化控制，在总管11的与抽水设备14接通处两侧均设置自动控制阀12，在每个自动控制阀12上设置用于监控流量的监控设备13，用一个电控系统连接所有自动控制阀12和监控设备13，如果其中一个监控设备13反馈的流量数据小于监控指标流量，则关闭对应线路的自动控制阀12；如果监控设备13反馈的流量数据大于或等于监控指标流量，则继续保持对应线路的自动控制阀12处于开启状态，以继续降水。

在S6步骤中，参考图6、10，现浇预制桩帽16是通过管材模板进行桩帽浇筑，通过内插竖向加筋构件17实现复合加固体结构头部与现浇预制桩帽16连接，或现浇预制桩帽16预留孔洞，内透水管1高于厚壁透水管材2，向上嵌入现浇预制桩帽16的预留孔洞，实现复合加固体结构头部与现浇预制桩帽16的连接操作，利用未硬化浆液或灌注水泥浆等凝结材料使两者形成一体结构。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。

Claims

1.一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构，其特征在于，包括：

内透水管(1)，设置为分段拼接结构；

裹套内透水管(1)外壁的厚壁透水管材(2)，其设置为分段拼接结构，其壁厚大于内透水管(1)的壁厚；

过滤层(3)，包裹厚壁透水管材(2)外侧壁和底端。

2.根据权利要求1所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构，其特征在于：在所述内透水管(1)底部封装有成品底盖(6)。

3.根据权利要求1所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构，其特征在于：所述内透水管(1)的管壁上开设有若干透水孔(5)。

4.根据权利要求1所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构，其特征在于：所述内透水管(1)配置有若干连接件(4)，所述内透水管(1)的任意相邻两单元段由连接件(4)密封拼接。

5.根据权利要求1所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体结构，其特征在于：所述厚壁透水管材(2)配置有若干连接件(4)，所述厚壁透水管材(2)的任意相邻两单元段由连接件(4)密封拼接。

6.一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、预制复合加固体结构；

S2、将预制的复合加固体结构进行沉桩操作；

S4、将若干分管(10)一一接通若干复合加固体结构，再将所有分管(10)并联连接一个总管(11)，从而形成一个并联管路，再将总管(11)接通一个抽水设备(14)，启动抽水设备(14)以进行降水；

S5、降水完成后，将抽水设备(14)更换为注浆设备(15)，进行注浆或填充材料操作。

7.根据权利要求6所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体的施工方法，其特征在于：在S2步骤中，设置钢护筒(7)，将钢护筒(7)套住整个复合加固体结构，并用封板(8)封住钢护筒(7)底端，沉桩至设计标高后，拔出并回收钢护筒(7)。

8.根据权利要求6所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体的施工方法，其特征在于：在S4步骤中，内透水管(1)通过加强变径接头(9)与分管(10)接通。

9.根据权利要求6所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体的施工方法，其特征在于：在S4步骤中，在总管(11)和\或所有分管(10)上设置自动控制阀(12)，在总管(11)和\或所有分管(10)上设置用于监控流量的监控设备(13)，用一个电控系统连接所有自动控制阀(12)和监控设备(13)。

10.根据权利要求6所述的一种兼作降水注浆通道的预制复合加固体的施工方法，其特征在于：还包括S6步骤，S6步骤在进行时，安装现浇预制桩帽(16)，一一封住所有复合加固体结构；在S6步骤中，现浇预制桩帽(16)是通过管材模板进行桩帽浇筑，通过内插竖向加筋构件(17)实现复合加固体结构头部与现浇预制桩帽(16)连接，或现浇预制桩帽(16)预留孔洞，内透水管(1)高于厚壁透水管材(2)，向上嵌入现浇预制桩帽(16)的预留孔洞，实现复合加固体结构头部与现浇预制桩帽(16)的连接操作，利用凝结材料使两者形成一体结构；在S2步骤中，复合加固体结构可竖向或斜向设置。