CN114960614B - 一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，包括向土体中注入絮凝剂后插入竖向排水板进行真空预压抽排，所述絮凝剂通过注浆管向注浆孔中注入，将所述注浆管打设至处理区的底部，通过向上提拉注浆管将絮凝剂从下向上均匀注入处理区的软土中，所述注浆管包括柱形的内腔，单位高度的注浆孔注入的絮凝剂的体积与单位高度的注浆管内腔的容积相等，在注浆管提拉过程中，所述注浆管中的絮凝剂的液面与相对土体表面静止的标记平齐，以这样的方式使得单位高度的注浆孔中注入的絮凝剂相等或接近相等。本发明可以在注浆孔的单位高度上注入等量的絮凝剂，使得絮凝剂在处理区的高度方向分布均匀，具有更好的絮凝处理效果，从而提高真空预压处理的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法 。
背景技术
专利文献CN113322958A公开了一种现场注浆系统以及真空预压联合注浆絮凝淤泥加固的方法以及专利文献CN104674785A公开了一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，均采用了在软土，如淤泥等处理上采用了注入絮凝剂，进行絮凝处理后，使得固液容易分离，颗粒加速聚集沉淀从而使得后期的真空预压处理效果更为明显。在絮凝注浆结合真空预压处理技术中，提高处理效果的一种方式是使的絮凝剂在软土中均匀分布，传统的方法包括在吹填的淤泥池中进行搅拌，该方法具有很大的局限性，通常用于人工吹填的高流动性淤泥处理，对于部分上部土层承载力较高，下部为较软的淤泥并不适用，此外还包括向竖向排水板反向加压注入絮凝剂，或在注浆管的表面设置细孔向外注入絮凝剂。
不足的是，传统的注入絮凝剂的方法并不能准确的使软土中的絮凝剂较为均匀地分布，从而使得絮凝剂的絮凝处理并不能很好地发挥作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种较为准确地将絮凝剂均匀注入软土处理区的方法。
在高度方向上，根据单个注浆孔的絮凝剂的设计用量，定制容腔具有特定底面积的柱形注浆管，使得单位高度注入的絮凝剂与单位高度的容腔的容积一致，从下向上注入絮凝剂，通过控制注浆管提拉的速度与注浆管液面下降的速度相同使得在高度方向上注入的絮凝剂相等。在横向上采用合理设置注浆点，并利用高压注浆的方式使得絮凝剂在横向上充分扩散。具体的，本发明的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，包括向土体中注入絮凝剂后插入竖向排水板进行真空预压抽排，所述絮凝剂通过注浆管向注浆孔中注入，将所述注浆管打设至处理区的底部，通过向上提拉注浆管将絮凝剂从下向上均匀注入处理区的软土中，所述注浆管包括柱形的内腔，单位高度的注浆孔注入的絮凝剂的体积与单位高度的注浆管内腔的容积相等，在注浆管提拉过程中，所述注浆管中的絮凝剂的液面相对注浆管的下降速度与注浆管向上提拉的速度相等，以这样的方式使得单位高度的注浆孔中注入的絮凝剂相等或接近相等。
进一步的，还包括相对土体表面静止的标记，在注浆管提拉过程中，所述注浆管中絮凝剂的液面与标记保持平齐。
进一步的，上述方法包括以下步骤：
（1）对处理区地面进行处理后，向规划的注浆点打设注浆管；
（2）注浆管进入预定深度后，将絮凝剂注入注浆管中，使得注浆管中絮凝剂的液面与所述标记平齐；
（3）将高压注浆装置与注浆管连接，向上提拉注浆管并同时向注浆孔注入絮凝剂，调整所述注浆管向上的移动速度或注浆管的压力使得注浆管中的液面与标记保持平齐；
（4）处理区的注浆点完成注浆絮凝处理后，向处理区软土中插入竖向排水板，在处理区表面覆盖密封膜，将排水板与排水管和真空泵连接进行真空抽排。
进一步的，所述高压注浆装置包括轨道和沿轨道移动的固定部，所述固定部用于竖直固定注浆管使得注浆管竖直向下打设。
进一步的，所述注浆管露出地面部分套接标记管，所述标记管上设有所述标记，所述标记管与轨道通过连接杆固定，所述注浆管可相对标记管移动。
进一步的，所述轨道上设有用于观测液面和标记的摄像机，所述摄像机与显示装置连接。
进一步的，所述注浆管包括储液管和设在储液管外侧的金属保护管，所述储液管高于金属保护管，所述储液管高于金属保护管部分由透明材料制成，所述储液管的下端设有注浆口，所述金属保护管设有与注浆口配合的注浆窗。
进一步的，所述注浆管包括锥形头，锥形头设有卡环，所述卡环套接在金属保护管的下端，所述金属保护管的下端内侧设有与锥形头卡环配合的凹槽和限位部，所述锥形头还设有保护环和阻力面，所述保护环套接在金属保护管下端的外侧用于注浆管向土体中打设时防止泥浆进入金属保护管的注浆窗内。
进一步的，所述注浆管上设有与高压注浆装置的液罐可拆卸连接的注液口，所述高压注浆装置包括T形梁，所述T形梁设有多个提供高压的接口，所述轨道水平方向上设有与接口匹配的多个固定部，每个接口与一个注浆管可拆卸连接，以这样的方式使得所述高压注浆装置一次可对多个注浆点进行絮凝剂的注浆作业。
进一步的，所述竖向排水板在注浆孔的原位打设或按正三角形或正六边形的方式布设。
本发明的有益效果为：
（1）不同高度的软土内部具有不同的压力，深度越大土体的压力越大，使得不同深度的土体与注浆管的压力差处于变化状态，难以准确控制注入的絮凝剂量，本发明的单位高度的注浆孔注入的絮凝剂的体积与单位高度的注浆管内腔的容积相等，并通过提拉注浆管从下向上注入絮凝剂，在注浆过程中，注浆管的提拉上升速度和液面的下降速度相等，使得相同高度的软土层注入了等量的絮凝剂，从而解决了高度方向上由于土体内部的压力差异导致不同高度上的注浆量难以均匀分布的问题。
（2） 本发明的特定实施例中，注浆管上设有注液口，液罐通过注液口向注浆管内注入搅拌后的絮凝剂至标记位置，高压注浆装置包括T形梁，T形梁设有多个用于与注浆管和增压装置连接为注浆管增压的可拆卸接口，轨道水平方向上设有横梁，横梁上设有与接口匹配的多个固定部，每个接口与一个注浆管可拆卸连接，以这样的方式使得高压注浆装置一次可同时在多个注浆点打设多个注浆管进行絮凝剂的注浆作业。
附图说明
图1为实现本发明的具体实施例的示意图；
图2为图1的局部放大图；
图3为注浆管的锥形头示意图；
图4为一次进行多个注浆管打设的示意图；
图5为竖向排水板原位打设的示意图；
图6为絮凝处理后真空预压抽排的示意图。
附图标记说明：1、竖向排水板；2、真空泵；3、注浆管；301、金属保护管；302、储液管；303、内腔；304、注浆口；305、注浆窗；306、锥形头；307、卡环；308、凹槽；309、限位部；310、保护环；311、阻力面；312、注液口；4、注浆孔；5、处理区；6、标记管；601、标记线；602、刻度线；7、高压注浆装置；8、液压装置；9、轨道；10、固定部；11、摄像机；12、液罐；121、控制阀；122、管道；13、T形梁；14、增压装置；15、接口。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
参照图1和图2所示，本发明的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，包括向土体中注入絮凝剂后插入竖向排水板1进行真空预压抽排，絮凝剂通过注浆管3向注浆孔4中注入，将注浆管3打设至处理区5的底部，通过向上提拉注浆管3将絮凝剂从下向上均匀注入处理区5的软土中，注浆管3包括柱形的内腔303，单位高度的注浆孔4注入的絮凝剂的体积与单位高度的注浆管3内腔303的容积相等，在注浆管3提拉过程中，注浆管3中的絮凝剂的液面相对注浆管3的下降速度与注浆管3向上提拉的速度相等，以这样的方式使得单位高度的注浆孔4中注入的絮凝剂相等或接近相等。在本实施例中，注浆管3及其内腔303为圆柱形，注浆管3通常通过工程机械打设，在软土地基处理前，对注浆区即软土处理区5进行地面平整，在表面铺一层具备一定承载力的粘土，以方便机械装置的进入，当然在吹填的淤泥表面采用人工打设注浆管3并通过高压注浆机进行注浆的方式也是可行的，为了确保高压注浆后絮凝剂在横向上充分扩散后均匀分布，打设注浆管3前，合理规划并确定处理区5的注浆点，通常注浆点采用网格式等距离划分并在具体位置进行标示，通常两个注浆点相距0.8m-1.5m，注浆点的位置确定后，将高压注浆装置7运入处理区5进行工程作业，在确定的注浆点竖直打设注浆管3至预定深度位置，高压注浆装置7上设有相对土体表面静止的标记，向注浆管3中注入搅拌后的絮凝剂至液面与标记平齐，该标记可以为标记线601，准备就绪后，提拉注浆管3同时高压注浆装置7将注浆管3中的絮凝剂注入软土中，注浆管3提拉过程中，注浆管3中絮凝剂的液面与标记保持平齐，高压注浆装置7的增压装置14可采用活塞式对注浆管3加压，也可采用现有技术中的其他方式。处理区5的注浆点完成注浆、絮凝处理后，向处理区5软土中插入竖向排水板1，在处理区5表面覆盖密封膜，将排水板与排水管、真空泵2连接进行真空抽排。
不同高度的软土内部具有不同的压力，深度越大土体的压力越大，匀速提拉注浆管3且注浆管3的压力不变的情况下，由于上方的土体压力小，注浆管3的注浆口304与土体的压力差变大，随着注浆管3的上升注浆的速度会越来越快，即越靠近土体表面注入的絮凝剂越多。在上述实施例中，单位高度的注浆孔4注入的絮凝剂的体积与单位高度的注浆管3内腔303的容积相等，保持液面与土体表面相对静止的标记平齐，即注浆管3的上升高度和液面的下降高度是相等的，注浆管3上升的高度就是已经完成注浆的软土层的高度，这就意味着相同高度的软土层注入了等量的絮凝剂，从而解决了高度方向上由于土体内部的压力差异导致不同高度上的注浆量难以均匀分布的问题。
在上述实施例中，参照图1所示，高压注浆装置7集成在履带式工程车上，包括通过液压装置8控制的轨道9，轨道9上设有供固定部10移动的滑槽，滑槽可在液压装置8控制下竖直，固定部10可为夹持部件，固定部10可用液压装置进行驱动使其可将注浆管3打入软土中，固定部10可设有两个，注浆管3夹持在两个固定部10中从而实现竖直打设，固定部10用于竖直固定注浆管3使得注浆管3竖直向下打设，注浆管3可以竖直旋转向下打设也可竖直插入。
在上述实施例中，参照图1和图2所示，注浆管3露出地面部分套接标记管6，标记管6上设有标记，标记管6与轨道9通过连接杆固定，注浆管3可相对标记管6移动。在打设注浆管3和提拉注浆管3的过程中，轨道9保持竖直且不动，通过液压装置驱动固定部10沿滑槽移动来实现注浆管3的移动，在该过程中标记管6相对地面静止。标记可为刻度线602或长标记线601，轨道9上可设有用于观测液面和标记的摄像机11，摄像机11与显示装置连接，显示装置可设在驾驶室或其他工作人员便于观察的地方，使得工作人员可通过观测液面与标记的相对位置变化相应进行调整，使得注入的絮凝剂在注浆孔4的高度方向上均匀。
在上述实施例中，注浆管3的液面下降速度与注浆管3的提拉速度相同即絮凝剂的液面与标记平齐的方法，包括保持注浆管3的压力恒定，控制注浆管3向上移动速度递增，当液面呈现低于标记的趋势时，提高注浆管3向上的移动速度，反之，则降低注浆管3向上移动的速度，通过动态调整注浆管3的移动速度，使得液面在标记线601的一定范围内小幅度波动；另一种方法可以保持注浆管3匀速移动，随着注浆管3的上升控制增压装置14的压力递减，当液面呈现低于标记的趋势时，降低注浆管3内的压力，反之，则提高注浆管3内的压力，通过动态调整注浆管3内的压力，使得液面在标记线601的一定范围内小幅度波动。通过上述方法可以使得絮凝剂在注浆孔4的单位高度上的注入量接近相等。
在上述实施例中，参照图1和图3所示，注浆管3包括储液管302和设在储液管302外侧的金属保护管301，储液管302高于金属保护管301，储液管302高于金属保护管301部分由透明材料制成，标记管6套接在储液管302透明部分上，储液管302的下端设有注浆口304，金属保护管301设有与注浆口304配合的注浆窗305，储液管302通常采用高强度透明材料制成。注浆管3包括锥形头306，锥形头306设有卡环307，卡环307套接在金属保护管301的下端，金属保护管301的下端内侧设有与锥形头306卡环307配合的凹槽308和限位部309，锥形头306还设有保护环310和阻力面311，阻力面311凸出与注浆管3的表面，所述保护环310套接在金属保护管301下端的外侧用于注浆管3向土体中打设时防止泥浆进入金属保护管301的注浆窗305内。注浆口304朝向注浆窗305并可以在圆周上等距离设有多个，注浆时，注浆管3可以采用旋转注浆的方式进行。在本实施例中，当向下打设注浆管3时，土体与锥形头306间产生压力，推动锥形头306向上移动，保护环310封闭注浆窗305，使得注浆管3在向下打设时土体不会进入注浆窗305保护注浆口304不被土体堵塞，当向上提拉注浆管3时，阻力面311受到土体的压力作用，使得卡环307沿凹槽308相对注浆管3移动，注浆窗305打开，同时，注浆口304在高压注浆机提供的高压作用下向外喷射絮凝剂，高压喷剂推开附近的土体，使得在提拉过程中，喷浆口不易堵塞。
在上实施例中，参照图1和图4所示，注浆管3上设有与高压注浆装置的液罐12可拆卸连接的注液口312，液罐12上设有控制阀121，高压注浆装置7包括T形梁13，T形梁13设有多个用于与注浆管3和增压装置14连接为注浆管3增压的可拆卸接口15，该接口15可包括设在增压装置14上的盖体和设在注浆管3上的筒体，盖体和筒体之间可用卡扣可拆卸连接，该接口上设有用于气密封的密封圈，该接口15也可以为其他现有技术的连接方式。当增压装置14为活塞式增压装置时，盖体上可设有穿过盖体的活塞柄，盖体和活塞柄之间设有气密封圈，活塞柄可由液压装置8驱动为注浆管3内的絮凝剂增压。轨道9水平方向上设有横梁，横梁上设有与接口15匹配的多个固定部10，固定部10间的距离可以沿横梁进行调整，每个接口15与一个注浆管3可拆卸连接，以这样的方式使得高压注浆装置一次可对多个注浆点进行絮凝剂的注浆作业。在本实施例中，一次性可将多个注浆管3固定在固定部10上，注浆管3的上部与接口15连接在注浆时进行增压，液罐12通过管道122向注浆管3的注液口312注入絮凝剂，通过液压装置8驱动固定部10打设或提拉注浆管3并控制其移动速度，通过控制高压注浆装置的增压装置14调节注浆管3内的压力。上述的增压装置14可与压力传感器连接，固定部10可与速度传感器连接，并将传感器的数值显示在显示装置上。
在上述实施例中，参照图5、图6所示，絮凝处理后，竖向排水板1在注浆孔4的原位打设或按正三角形或正六边形的方式等距离布设，完成土工布和密封膜的铺设后，进行抽真空处理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做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内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，包括向土体中注入絮凝剂后插入竖向排水板进行真空预压抽排，所述絮凝剂通过注浆管向注浆孔中注入，其特征在于：将所述注浆管打设至处理区的底部，通过向上提拉注浆管将絮凝剂从下向上均匀注入处理区的软土中，所述注浆管包括柱形的内腔，单位高度的注浆孔注入的絮凝剂的体积与单位高度的注浆管内腔的容积相等，在注浆管提拉过程中，所述注浆管中的絮凝剂的液面相对注浆管的下降速度与注浆管向上提拉的速度相等，以这样的方式使得单位高度的注浆孔中注入的絮凝剂相等或接近相等。
2.根据权利要求1所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：还包括相对土体表面静止的标记，在注浆管提拉过程中，所述注浆管中絮凝剂的液面与标记保持平齐。
3.根据权利要求2所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）对处理区地面进行处理后，向规划的注浆点打设注浆管；
（2）注浆管进入预定深度后，将絮凝剂注入注浆管中，使得注浆管中絮凝剂的液面与所述标记平齐；
（3）将高压注浆装置与注浆管连接，向上提拉注浆管并同时向注浆孔注入絮凝剂，调整所述注浆管向上的移动速度或注浆管的压力使得注浆管中的液面与标记保持平齐；
（4）处理区的注浆点完成注浆絮凝处理后，向处理区软土中插入竖向排水板，在处理区表面覆盖密封膜，将排水板与排水管和真空泵连接进行真空抽排。
4.根据权利要求3所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：所述高压注浆装置包括轨道和沿轨道移动的固定部，所述固定部用于竖直固定注浆管使得注浆管竖直向下打设。
5.根据权利要求4所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：所述注浆管露出地面部分套接标记管，所述标记管上设有所述标记，所述标记管与轨道通过连接杆固定，所述注浆管可相对标记管移动。
6.根据权利要求4所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：所述轨道上设有用于观测液面和标记的摄像机，所述摄像机与显示装置连接。
7.根据权利要求1所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：所述注浆管包括储液管和设在储液管外侧的金属保护管，所述储液管高于金属保护管，所述储液管高于金属保护管部分由透明材料制成，所述储液管的下端设有注浆口，所述金属保护管设有与注浆口配合的注浆窗。
8.根据权利要求7所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：所述注浆管包括锥形头，锥形头设有卡环，所述卡环套接在金属保护管的下端，所述金属保护管的下端内侧设有与锥形头卡环配合的凹槽和限位部，所述锥形头还设有保护环和阻力面，所述保护环套接在金属保护管下端的外侧用于注浆管向土体中打设时防止泥浆进入金属保护管的注浆窗内。
9.根据权利要求4到7任意一项所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：所述注浆管上设有与高压注浆装置的液罐可拆卸连接的注液口，所述高压注浆装置包括T形梁，所述T形梁设有多个提供高压的接口，所述轨道水平方向上设有与接口匹配的多个固定部，每个接口与一个注浆管可拆卸连接，以这样的方式使得所述高压注浆装置一次可对多个注浆点进行絮凝剂的注浆作业。
10.根据权利要求1或2所述的一种絮凝注浆结合真空预压地基处理方法，其特征在于：所述竖向排水板在注浆孔的原位打设或按正三角形或正六边形的方式布设。
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