CN114108597A - 一种真空引流的注浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种真空引流的注浆方法，包括以下步骤，场地准备，设置夯击机构夯实地表并在土体表面形成一层封闭层，在第一深孔与第二深孔内分别紧密设置通管与压力管，通管设置有预设水位；加压排水，加压机构通过压力管向土体内环境进行持续加压，抽吸机构从通管内持续抽水或抽真空，等待通管中的水位低于预设水位；引流注浆，将引流管连通至注浆机构，注浆机构向通管内注入加固浆液，在通管内的真空负压环境作用下，引导加固浆液流动至土体内固结；本发明在原本排水固结的施工工艺的基础上，使混凝土浆在真空负压环境下不仅能够迅速均匀的注入通管内，同时将通管内的加固浆液引流至土体中因为排出孔隙水而形成的微小空隙内固结。
Description
技术领域
本发明涉及地基施工技术领域，尤其涉及一种真空引流的注浆方法。
背景技术
我国软土覆盖面积广，主要位于沿海、平原地带、内陆湖盆、洼地及河流两岸，在软土地基上快速修建大面积堆场，大型停车厂等，可以有效的利用软土地面，从而提高土地利用率。但在软土地基上进行建设，需要对地基进行处理以提高地基强度。
排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井、袋装砂井或塑料排水带等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降使地基强度逐步提高的方法。
目前的各种排水固结方法在施工周期、施工成本及施工后的地基承载力等方面都有各自的缺陷，其中一个主要的原因在于，土壤中的孔隙水排出后，会在土层内形成很多难以发现的微小空隙，尽管施工工艺会在排水后对土体进行夯实，但仍然难以消除这些微小空隙，造成这些微小空隙会对土层的固结程度及地基的强度造成不良的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种有效提升土层的固结程度及地基的强度的真空引流的注浆方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种真空引流的注浆方法，包括以下步骤，
步骤一，场地准备，设置夯击机构夯实地表并在土体表面形成一层封闭层，夯击机构具有振动棒，并将振动棒穿过封闭层插入土体内，振动棒对土体产生持续的横向冲击；然后在土体表面设置第一深孔与第二深孔，第一深孔或第二深孔穿过封闭层延伸至土体内，在第一深孔与第二深孔内分别紧密设置通管与压力管，通管设置有预设水位；
步骤二，加压排水，将压力管连通至加压机构，加压机构通过压力管向土体内环境进行持续加压；将通管通过设置在地面上的引流管连通至抽吸机构，抽吸机构从通管内持续抽水或抽真空，并在通管内形成真空负压环境；等待通管中的水位低于预设水位后，移除各压力管、加压机构及抽吸机构；
步骤三，引流注浆，将引流管连通至注浆机构，注浆机构向通管内注入加固浆液，在通管内的真空负压环境作用下，引导加固浆液流动至土体内固结。
在以上技术方案的基础上，优选的，通管包括第一管体、第二管体及密封件，第一管体设置在第一深孔内，第二管体插入第一管体内并与第一管体间隔设置；在步骤二中，密封件设置在第一管体内并位于第一管体远离地面的端部，密封件内穿置第二管体，第二管体与抽吸机构相连通；在步骤三中，第二管体连通至注浆机构。
更进一步优选的，第一管体外周壁开设有通孔，通孔位于第一管体插入第一深孔的端部并远离封闭层。
更进一步优选的，通管插入土体的端部开口及通孔均设置有防淤堵滤网，防淤堵滤网的材质为土工布。
更进一步优选的，在步骤二中，通管还包括浮动球阀，第二管体内壁上开设有气孔，浮动球阀设置在第一管体与第二管体之间，浮动球阀随第一管体内的水位变化而上下浮动，浮动球阀控制气孔的开闭。
更进一步优选的，第一管体外管内的水位高于预设水位时，浮动球阀控制气孔封闭，抽吸机构通过第二管体将第一管体内的水抽出；第一管体外管内的水位低于预设水位时，浮动球阀控制气孔开启，抽吸机构通过第二管体将第一管体内的空气抽出。
更进一步优选的，在步骤三中，第二管体随第一管体内混凝体浆的液面上升而沿第一管体的延伸方向朝抽出第一管体的方向移动。
更进一步优选的，去除第一管体端部内设置的密封件，将第一管体远离土体的端部与加压机构相连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，在步骤二中，等待通管中的水位低于预设水位后，移除各压力管、加压机构及抽吸机构，利用夯击机构对场地土体进行点夯；重新布设压力管、加压机构及抽吸机构重复步骤二进行再次排水，等待通管中的水位低于预设水位后，再次移除各压力管、加压机构及抽吸机构，利用夯击机构并增大夯击能对场地土体进行再次点夯。
更进一步优选的，重复步骤二进行排水若干遍，利用夯击机构并降低夯击能对场地土体进行满夯，然后进行步骤三。
本发明的一种真空引流的注浆方法相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明在原本排水固结的施工工艺的基础上，利用通管在加压排水过程中形成的内部真空负压环境，将注浆与通管相连通，使加固浆液在真空负压环境下不仅能够迅速均匀的注入通管内，同时受到通管内外压力差的作用，将通管内的加固浆液引流至土体中因为排出孔隙水而形成的微小空隙内，并使加固浆液在微小空隙内固结，从而大幅提高了土体的固结程度及地基的强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明的注浆方法的步骤二的示意图；
图2为本发明的注浆方法的步骤二中的通管的侧剖图；
图3为本发明的注浆方法的步骤三的示意图；
图4为本发明的注浆方法的步骤三中的通管的侧剖图。
图中：101、封闭层；102、第一深孔；103、第二深孔；2、夯击机构；21、振动棒；3、通管；31、第一管体；32、第二管体；33、密封件；34、浮动球阀；301、气孔；302、通孔；4、压力管；5、加压机构；6、引流管；7、抽吸机构；8、注浆机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，结合图3，本发明的一种真空引流的注浆方法，包括以下步骤，
步骤一，场地准备，设置夯击机构2夯实地表并在土体表面形成一层封闭层101，夯击机构2具有振动棒21，并将振动棒21穿过封闭层101插入土体内，振动棒21对土体产生持续的横向冲击。通过夯击机构2强力夯击地表，同时通过插入土体内的振动棒21对土体进行冲击，能够有效的破坏土体内的孔隙水原有的存在状态，将这些微小空隙内的结合水变成自由水，从而使土体中原本不易排出的水也能尽快排出，同时将地表夯实，形成封闭层101，也能够使受处理后的地基承载力大幅提高。封闭层101一般1-2m深，振动棒21插入土体的深度2-6m。
然后为了将土体中的水汇聚起来，通过高压水冲法在土体上成孔，在土体表面设置第一深孔102与第二深孔103，第一深孔102或第二深孔103穿过封闭层101延伸至土体内，在第一深孔102与第二深孔103内分别紧密设置通管3与压力管4，通管3与第一深孔102之间的空隙中灌沙，作用是防止淤堵，通管3设置有预设水位。同时在压力管4顶端设置加压密封垫，用以将压力管4边缘相邻土体的表面密封，目的是为了避免充入土体内的气体漏出，加压密封垫的面积大小与压力管4在不同类型软土的加气辐射范围成正比；压力管4可随布随用，不受场地限制，且场地不用覆膜，加压密封垫可以循环使用，降低施工成本并有利于环保。
步骤二，加压排水，将压力管4连通至加压机构5，加压机构5通过压力管4向土体内环境进行持续加压；将通管3通过设置在地面上的引流管6连通至抽吸机构7，抽吸机构7从通管3内持续抽水或抽真空，并在通管3内形成真空负压环境；等待通管3中的水位低于预设水位后，移除各压力管4、加压机构5及抽吸机构7。
压力管4连通上加压机构5能够对土体进行充气，从而增大土体的压强，而通管3连通抽吸机构7进行抽真空作业，从而在通管3内形成负压，因此在土体内部就形成了高低不同的压差，在该压差的作用下，软土中孔隙水的原有存在状态被改变，形成新的渗流通道，促使并加快孔隙水由高压处向低压处快速流动，并进入通管3汇集后以便将水排出。
根据工程需要，在实际施工中，通管3的第一管体31的外径为20-35cm，材质为不锈钢管或PE管；通管3的第二管体32的外径为4-6cm，材质为PVC管；压力管4的外径为4-8cm，材质为PVC管；通管3及压力管4的具体尺寸的选择将根据土体的实际情况来确定。
步骤三，引流注浆，将引流管6连通至注浆机构8，注浆机构8向通管3内注入加固浆液，在通管3内的真空负压环境作用下，引导加固浆液流动至土体内固结。加固浆液一般指混凝土浆，也可以是其他类型的用于加固土体或建筑的浆液。
完成步骤二的作业后，将水及空气从通管3中抽出后，通管3内始终处于真空负压状态，土体内部形成的高低不同的压差仍然存在，因此步骤三中能够利用这种压差，通过注浆机构8向通管3内持续输送加固浆液，在压差的作用下，能够压迫并引导加固浆液进入土体中，并填入孔隙水排出后形成的微小孔隙内并固结，进而实现了土体固结程度的提升及地基强度的提升。
具体来说，如图1所示，结合图2及图4，通管3包括第一管体31、第二管体32及密封件33，第一管体31设置在第一深孔102内，第二管体32插入第一管体31内并与第一管体31间隔设置；在步骤二中，密封件33设置在第一管体31内并位于第一管体31远离地面的端部，密封件33内穿置第二管体32，第二管体32与抽吸机构7相连通；在步骤三中，第二管体32连通至注浆机构8。
采用这种内外管套设的结构，相较于在传统方式的增压式真空预压法和高真空击密法中都必须先排水再抽水的工艺，本发明中排水及抽真空的作业不会受到强夯作业的影响，避免了多种弊端，使夯击、排水及抽真空作业能够同时进行，因此大大节省了施工时间。
作为可选实施例的，第一管体31外周壁开设有通孔302，通孔302位于第一管体31插入第一深孔102的端部并远离封闭层101，有助于排水汇聚。
作为可选实施例的，通管3插入土体的端部开口及通孔302均设置有防淤堵滤网，防淤堵滤网的材质为150克/m2土工布。
实施例二：
在实施例一的基础上，为了解决实施例一中，需要整个系统自动控制抽水抽真空操作不间断进行的问题，设计了本发明的实施例二。
其中，在步骤二中，通管3还包括浮动球阀34，第二管体32内壁上开设有气孔301，浮动球阀34设置在第一管体31与第二管体32之间，浮动球阀34随第一管体31内的水位变化而上下浮动，浮动球阀34控制气孔301的开闭。
具体来说，第一管体31外管内的水位高于预设水位时，浮动球阀34控制气孔301封闭，抽吸机构7通过第二管体32将第一管体31内的水抽出；第一管体31外管内的水位低于预设水位时，浮动球阀34控制气孔301开启，抽吸机构7通过第二管体32将第一管体31内的空气抽出。
具体实施中，根据土体的实际情况设定预设水位，浮动球阀34用于感应水位，施工全过程能够自动控制抽水抽真空操作不间断进行，根据实际水位自动交替，不受强夯操作的影响，且全过程不失压。
实施例三：
在实施例一的基础上，在步骤三中，第二管体32随第一管体31内混凝体浆的液面上升而沿第一管体31的延伸方向朝抽出第一管体31的方向移动，使加固浆液能够填满第一管体31，使第一管体31上层的较高压差压迫位于第一管体31下层的加固浆液渗入土体的微小空隙中。
进一步的，去除第一管体31端部内设置的密封件33，将第一管体31远离土体的端部与加压机构5相连通，提高第一管体31内的压力，提高加固浆液的渗透效果。
实施例四：
在步骤二中，等待通管3中的水位低于预设水位后，移除各压力管4、加压机构5及抽吸机构7，利用夯击机构2对场地土体进行点夯；重新布设压力管4、加压机构5及抽吸机构7重复步骤二进行再次排水，等待通管3中的水位低于预设水位后，再次移除各压力管4、加压机构5及抽吸机构7，利用夯击机构2并增大夯击能对场地土体进行再次点夯。
进一步的，重复步骤二进行排水二至三遍或多遍，利用夯击机构2并降低夯击能对场地土体进行满夯，然后进行步骤三，以提高土体中的排水效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种真空引流的注浆方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，场地准备，设置夯击机构(2)夯实地表并在土体表面形成一层封闭层(101)，所述夯击机构(2)具有振动棒(21)，并将所述振动棒(21)穿过封闭层(101)插入土体内，所述振动棒(21)对土体产生持续的横向冲击；然后在土体表面设置第一深孔(102)与第二深孔(103)，所述第一深孔(102)或第二深孔(103)穿过封闭层(101)延伸至土体内，在所述第一深孔(102)与第二深孔(103)内分别紧密设置通管(3)与压力管(4)，所述通管(3)设置有预设水位；
步骤二，加压排水，将所述压力管(4)连通至加压机构(5)，所述加压机构(5)通过压力管(4)向土体内环境进行持续加压；将所述通管(3)通过设置在地面上的引流管(6)连通至抽吸机构(7)，所述抽吸机构(7)从通管(3)内持续抽水或抽真空，并在所述通管(3)内形成真空负压环境；等待所述通管(3)中的水位低于预设水位后，移除各所述压力管(4)、加压机构(5)及抽吸机构(7)；
步骤三，引流注浆，将所述引流管(6)连通至注浆机构(8)，所述注浆机构(8)向通管(3)内注入加固浆液，在所述通管(3)内的真空负压环境作用下，引导加固浆液流动至土体内固结。
2.根据权利要求1所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：所述通管(3)包括第一管体(31)、第二管体(32)及密封件(33)，所述第一管体(31)设置在第一深孔(102)内，所述第二管体(32)插入第一管体(31)内并与第一管体(31)间隔设置；
在所述步骤二中，所述密封件(33)设置在第一管体(31)内并位于第一管体(31)远离地面的端部，所述密封件(33)内穿置第二管体(32)，所述第二管体(32)与抽吸机构(7)相连通；
在所述步骤三中，所述第二管体(32)连通至注浆机构(8)。
3.根据权利要求2所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：所述第一管体(31)外周壁开设有通孔(302)，所述通孔(302)位于第一管体(31)插入第一深孔(102)的端部并远离封闭层(101)。
4.根据权利要求3所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：所述通管(3)插入土体的端部开口及通孔(302)均设置有防淤堵滤网，所述防淤堵滤网的材质为土工布。
5.根据权利要求2所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述通管(3)还包括浮动球阀(34)，所述第二管体(32)内壁上开设有气孔(301)，所述浮动球阀(34)设置在第一管体(31)与第二管体(32)之间，所述浮动球阀(34)随第一管体(31)内的水位变化而上下浮动，所述浮动球阀(34)控制气孔(301)的开闭。
6.根据权利要求5所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：所述第一管体(31)外管内的水位高于预设水位时，所述浮动球阀(34)控制气孔(301)封闭，所述抽吸机构(7)通过第二管体(32)将第一管体(31)内的水抽出；所述第一管体(31)外管内的水位低于预设水位时，所述浮动球阀(34)控制气孔(301)开启，所述抽吸机构(7)通过第二管体(32)将第一管体(31)内的空气抽出。
7.根据权利要求5所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：在所述步骤三中，所述第二管体(32)随第一管体(31)内混凝体浆的液面上升而沿第一管体(31)的延伸方向朝抽出第一管体(31)的方向移动。
8.根据权利要求7所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：去除所述第一管体(31)端部内设置的密封件(33)，将所述第一管体(31)远离土体的端部与加压机构(5)相连通。
9.根据权利要求1所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：在所述步骤二中，等待所述通管(3)中的水位低于预设水位后，移除各所述压力管(4)、加压机构(5)及抽吸机构(7)，利用所述夯击机构(2)对场地土体进行点夯；重新布设所述压力管(4)、加压机构(5)及抽吸机构(7)重复步骤二进行再次排水，等待所述通管(3)中的水位低于预设水位后，再次移除各所述压力管(4)、加压机构(5)及抽吸机构(7)，利用所述夯击机构(2)并增大夯击能对场地土体进行再次点夯。
10.根据权利要求9所述的一种真空引流的注浆方法，其特征在于：重复所述步骤二进行排水若干遍，利用所述夯击机构(2)并降低夯击能对场地土体进行满夯，然后进行所述步骤三。
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