CN117431925A - 基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地基处理技术领域，公开了基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法。该方法利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形、增加地基的抗震能力、减少盐分对地基的侵蚀，使处理后地基稳定性和承载能力进一步增强。本发明提高地基的承载力和稳定性、减少地基的沉降和变形以及提高地基的抗震能力注浆加固可以提高地基的抗震能力，减少地震对建筑物的影响，增加建筑物的安全性。还提高地基的抗渗性：注浆可以填充地基中的孔隙和裂缝，提高地基的抗渗性，防止水的渗透和土壤的侵蚀。

Description

基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法

技术领域

本发明属于地基处理技术领域，尤其涉及基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法。

背景技术

灰土垫层法是一种较为传统的地基处理方法，直接将框架梁顶进施工所占区域的湿陷性黄土进行挖除，挖到预定深度后，再进行灰土回填，从而在灰土的基础上进行地基的打造，一般回填深度在1-3m左右，灰土就是将灰与土进行混合配比，应用于地基中，具有很好的抗压力性和水稳定性，能有效减轻湿陷性黄土对建筑安全性的影响，避免行车重量等对地基的压力而出现的湿陷现象。另外，灰土常见于日常生活中，不仅方便人们就地取材，施工简单，而且材料成本低，是施工中最常用的地基垫层方法之一。

强夯法是处理湿陷性黄土地基中，成本消耗最小的方法。是通过重锤从一定高度的空中坠落，利用其撞击地面产生的巨大动能，来对土地进行强行巩固，使结构松散的湿陷性黄土，在反复撞击中慢慢凝实，用加大土体的密度和硬度的方法来消减黄土的湿陷性，从而加强地基的稳定性和抗压性。强夯法的优势很明显，只需要调动机械设备，反复对土地进行夯实，没有技术难点，效果也非常明显，是最容易被推广使用的一种黄土地基处理方法，同时该法的施工效率较高，成本就少，从而受到建筑施工行业的重视。但强夯法需注意以下几点：首先，要注意机械的布置方位，锤击点之间要保持合理的距离，减小相互之间的影响；其次，强夯作业时，必须建立安全防护区，保证施工时无人员在场地内；最后，强夯法的适用在非自重湿陷性黄土地基上施工，将黄土中水分含量控制在合理范围内，达到最佳的夯实效果，保证建筑地基的稳定性。

灰土挤密桩法是解决深层湿陷性黄土地基的有效方法之一，是在地基范围内将沉管打入到土层中，形成密度合理的桩孔网格，然后在其中填入适量灰土，并按土层顺序进行夯实处理。这种做法可以在灰土夯实中，不断挤压深层的黄土，使其土层密度增大，从而增加黄土地基的稳定性，对于桩孔密度的合理把握，甚至能完全消除黄土的湿陷性，增加黄土地基的受压能力。在一般的深层湿陷性黄土处理中，沉管深度在15m左右最为合理，既保证了施工成本的科学性，又能完美处理地基下沉问题。不夸张地说，此法能使湿陷性黄土地基与其他土地地基相媲美，就算再深层的黄土发生湿陷，只要不是整个区域的下沉，也不会影响到处理过的土质结构，保证建筑的安全和稳定。

黄土的湿陷性不同，对施工开展的难度也大不一样，人们偶尔在施工中会遇到难以消减黄土湿陷性的现象，这时就可以先考虑能否应用桩基础法。桩基础就是对于有稳定持力土层的湿陷性黄土地基，避开湿陷性黄土的影响，从持力层入手，建设一定范围的桩基，来承受来自高层建筑的压力。这种方法有适应性强、经济性的优点，不过对桩基的设计要求较高，需要比较专业技术人员的参与才能保证桩基施工的顺利进行。另外，也可以使用桩柱搅拌法，类似于灰土挤密桩法，该法是将水泥浆搅拌后注入黄土地基中，以此增加湿陷性黄土的硬度和受压能力，不过施工中常采用的工艺方法是下沉喷浆，这种方法会增加地基中的含水量，需要施工人员进行合理地把握。

湿陷性黄土地基，主要是受到水的侵蚀作用，使黄土出现下沉现象，因此，如果能保证其不受水的影响，其本身不会存在任何不利于建筑稳定的因素。在应用湿陷性黄土做地基时，做好施工、建筑使用过程中的排水、用水和防水是处理黄土地基的关键，如：建好表面的排水系统，对地下排水管道进行加固处理，对湿陷性黄土地基做防水保护等防水措施，都在处理湿陷性黄土地基问题上发挥着积极的作用。

化学加固法是利用硅酸钠溶液与土颗粒凝结作用和氢氧化钠溶液的置换作用，改善土的物理力学性质，消除湿陷性。化学加固法对湿陷性的消除效果最好，但其成本较高，故此方法并未得到广泛应用，目前仅用于处理既有建筑物地基湿陷的处理。

湿陷性黄土注浆加固与降低地下水相结合：地基注浆加固法是通过液压、气压或电化学原理等技术在地基土层当中注入水泥浆液，浆液会对土层产生填充、渗透、挤密作用，并且与土层发生物理化学反应形成具有一定强度的承载结构，从而减小土层的孔隙度，提高土体的强度，另外还可以降低土体的渗透性，优势明显。为了使湿陷性黄土地层水位降深，避免地表沉降坍塌等风险，加快施工进度，达到无水开挖条件，在施工过程中可以配合使用管井降水法水具有降水深度大、效果好、井点数量少、设备简单等特点，适用于渗透系数大的黄土层，管井降水在湿陷性黄土层中能够达到很好的降水效果，使土体较快实现排水固结，降低地下水位。实现无水施工效果。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)成本高：地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基通常需要大量的注浆材料、设备和人力成本。注浆材料价格较高，特别是对于大型工程来说，成本可能会更高。此外，注浆加固和地下水控制需要耗费较长的施工时间，增加了人工和设备的使用成本。

(2)环境影响：部分注浆材料可能对土壤和地下水产生不良影响。例如，一些化学性注浆材料可能会释放有害物质，对土壤和地下水造成污染。在使用大量注浆材料时，需要采取相应的环境保护措施，以减少对环境的负面影响。

(3)注浆效果难以控制：地基注浆加固和地下水控制的效果受到多种因素的影响，包括地质条件、注浆材料特性和施工技术等。这些因素的不确定性使得注浆加固的效果难以完全控制和预测。可能出现的情况包括注浆材料未完全填充空隙、注浆固化不均匀等问题，影响地基的稳定性和持久性。

(4)不均匀沉降问题：地基注浆加固后，可能出现不均匀沉降或局部变形的问题。这主要是因为地基质量的差异导致注浆材料的分布不均匀。不均匀沉降可能导致建筑物的结构不平衡，增加了维护和修复的难度。

(5)维护和监测困难：地基注浆加固和地下水控制后，需要进行定期的维护和监测工作，以确保地基的稳定性和安全性。这包括注浆加固层的定期检查和维护，以及地下水位的监测。维护和监测需要专业的技术人员和设备，增加了工程的维护成本和工作量。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法。本发明地基注浆加固的目的是为了增加地基的强度和稳定性，从而提供更好的承载能力和抗震能力。注浆加固可以填充地基中的空隙，加固土体结构，减少地基的沉降和变形，防止地基的湿陷和沉降。通过注浆加固，可以提高地基的承载力和稳定性，保证建筑物的安全性和持久性。本发明降低地下水的湿陷性地基的目的是为了减少地下水对地基的不利影响，防止地基的湿陷和沉降。地下水的存在会导致土壤颗粒间的离散度增大，土壤的稳定性下降，从而引发地基的沉降和变形。通过降低地下水位，可以减少地基的湿陷性，提高地基的稳定性和承载能力。

总之，本发明地基注浆加固和降低地下水的目的都是为了提高地基的稳定性和承载能力，保证建筑物的安全性和持久性。

所述技术方案如下：一种基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，该方法利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形、增加地基的抗震能力、减少盐分对地基的侵蚀，使处理后地基稳定性和承载能力增强。

进一步，所述地基注浆加固方法，包括：

S1，在管线探测后进行定位孔操作，基于允许孔位偏差进行孔位对准，基于允许入射角度偏差控制入射角度；

S2，钻机按指定位置就位，并调整钻杆的垂直度；

S3，钻进成孔：钻孔施工时，确定不同地层条件下的钻进参数，钻进成孔中防止溢水出水；

S4，配料：根据现场不同地质情况选择由复合硅酸盐水泥、水、水玻璃材料组成的溶液型浆液或悬浊液浆液；

S5，注浆：控制注浆止力和注浆浆量，注浆过程中设置水质监测仪，监测水源的水质情况，实时测量水中的污染物浓度，并判断是否超过安全标准；

S6，提升钻杆：控制提升幅度，每步不大于20cm，匀速上升；

S7，注浆结束后，移至新孔位。

在步骤S1中，孔位偏差不大于2cm；入射角度偏差不大于1°；

在步骤S2中，钻机开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不大于5cm，钻杆度不大于1°；

在步骤S3中，钻孔施工时，第一个孔施工时如果发生涌水情况，立即停止钻孔，并进行注浆止水，注浆压力达到0.3-1MPa，钻进压力为3-5MPa，钻进速度为0.5-1米/分钟。

在步骤S4中，溶液型浆液包括：根据现场不同地质情况选择由复合硅酸盐水泥PC32.5水泥、自来水、无腐蚀性地下水组成的颗粒型浆材或水泥、水和水玻璃组成的溶液型浆材；

悬浊液浆液包括：根据现场不同地质情况选择以水泥为主剂的悬浊液，或选用水泥和水玻璃的双液型混合液；防渗堵漏注浆的浆液选用水玻璃、水玻璃与水泥的混合液或化学浆液；

浆液配比为水泥：水：水玻璃＝1：1：0.06。

在步骤S5中，在注浆过程中，根据现场地质情况选择不同的浆液类型和配合比，并加入水泥粉煤灰、水玻璃材料以满足施工要求；为防止浆液渗入盾构噬道施工范围内造成堵塞刀盘，浆液强度小于1upa。

在步骤S6中，提升钻杆，均匀回抽，观测注浆参数变化；注浆时，当压力突然上升或从孔壁、断面溢浆，停止注浆，再采取调整注浆参数或移位措施重新注浆；

土体注浆加固完毕，借三角架用倒链分级将管子拔出，遗留孔洞用1：5水泥砂浆封孔；拔出的管子用压力水清洗干净再用。

进一步，所述用于降水的降水井施工方法包括：测放井位、埋设护口管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下放井管、填充砾料、填粘性土、井口封闭、洗井、试抽及排水；测量定位时，错开施工所需的梁、及桩孔位置，钻孔用回转钻机。

进一步，测放井位包括：根据降水井井位平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，进行调整；

埋设护口管包括：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土封严防止施工时管外返浆；

安装钻机包括：钻杆对准孔中心；

钻进成孔包括：成孔施工采用孔内泥浆护壁，钻进过程中泥浆密度控制在1.10-1.15，当提升钻具或停工时，孔内压满泥浆；

清孔换浆包括：钻孔钻至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.5m进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤<30cm，直到返出的泥浆内不含泥块为止；

下放井管包括：下管前测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管；

填充砾料包括：井管下入后填入滤料，滤料沿井孔均匀填入，将泥浆挤出井孔，填滤料时随填随测滤料填入高度；井口下2m用粘土进行封填，滤料大于滤网的孔径，为2mm-4mm的细砾石，砾石滤料，含杂质量不得大于3％；

填粘性土包括：围填粘性土时控制填筑速度及数量，沿着井管周围少回填，围填粘土厚度为地面下2.0m；

井口封闭包括：为在井口周围砌30cm高宽12cm的砖壁；

洗井包括：采用真空泵抽水洗井，抽出管底沉淤,直到抽出清水；

试抽包括：降水井施工结束后，在井内及时下入深潜水泵、铺设排水管道、地基，抽水与排水系统安装完毕，开始试抽水；

排水包括：洗井及降水运行时用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。

进一步，在利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形中，沉降变形位移超声发射器采用超声反演法实现对沉降变形位移位置的判断；

沉降变形位移超声处理器接收沉降变形位移超声发射器的判断信号，利用沉降变形位移位置去异值方法实现对沉降变形位移信号去异值化；获得沉降变形位移距离。

进一步，所述超声反演法包括：

沉降变形位移超声发射器接收地基反射的沉降变形位移信号并进行放大和滤波；

将沉降变形位移超声发射器中放大滤波器输出的四通道模拟信号转换成数字信号；

判断地基沉降变形位移，在距地基水平距离a和垂直距离b空间处的一点N产生的磁场水平分量P_a和垂直分量P_b分别为：

式中，β₀为真空声磁导率，β₀＝4π×10^-7P/n，当P_a大于设定阈值且P_b接近为0时，判断地基位于检测位置的正下方，U表示声波传播系数，n表示空间处的点；

所述沉降变形位移位置去异值方法包括：

步骤一，计算采集的沉降、变形位移信号Φ₁(t)、幅值平均峰峰值A，对Φ₁(t)、/>进行去均值和白化；t表示时刻；

步骤二，对混叠沉降变形位移信号Φ₂(t)，进行分离，取峭度较大者作为所需的沉降变形位移曲线γ(t)；

步骤三，针对分离信号的幅值不确定性，对γ(t)进行幅值调整，采用先进行矢量归一，即令然后放大Φ₂(t)，/>幅值平均峰峰值多倍；

步骤四，根据采集的沉降变形位移超声发射器的判断信号采用无偏似然估计原理进行自适应阈值选择，选择最优傅里叶波基，傅里叶波分解层数取5～6，在不同的分解层都重新估计沉降变形位移超声发射器的判断信号，对每层都进行阈值调整，并去异值；

步骤五，用傅里叶变换对去异值处理后阈值提高的沉降变形位移信号进行分解，进一步将沉降变形位移超声发射器的判断异值化信号和有用沉降变形位移信号分离开，获得真实的沉降变形位移距离。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明地基注浆加固的优点包括：提高地基的承载力和稳定性：注浆可以填充地基中的空隙，增加土壤的密实度和强度，从而提高地基的承载能力和稳定性。减少地基的沉降和变形：注浆可以填充地基中的松散区域，减少地基的沉降和变形，保持建筑物的水平度和垂直度。提高地基的抗震能力：注浆加固可以提高地基的抗震能力，减少地震对建筑物的影响，增加建筑物的安全性。提高地基的抗渗性：注浆可以填充地基中的孔隙和裂缝，提高地基的抗渗性，防止水的渗透和土壤的侵蚀。本发明降低地下水的湿陷性地基的优点包括：减少地基的湿陷和沉降：通过降低地下水位，减少地下水对地基的湿陷性影响，可以减少地基的湿陷和沉降。提高土壤的稳定性：地下水存在会导致土壤的离散度增大，稳定性下降，降低地下水位可以减少土壤的湿润程度，提高土壤的稳定性。减少盐分对地基的侵蚀：降低地下水位可以减少土壤中溶解的盐分，减少盐分对地基的侵蚀，保护地基的稳定性。提高建筑物的安全性和持久性：通过降低地下水位，可以保证地基的稳定性和承载能力，提高建筑物的安全性和持久性。

综上所述，地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基都可以提高地基的稳定性和承载能力，保证建筑物的安全性和持久性。它们的有益效果包括减少地基的沉降和变形、提高地基的抗震能力、减少盐分对地基的侵蚀等。

本发明在利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形中，沉降变形位移超声发射器采用超声反演法实现对沉降变形位移位置的判断；沉降变形位移超声处理器接收沉降变形位移超声发射器的判断信号，利用沉降变形位移位置去异值方法实现对沉降变形位移信号去异值化；获得沉降变形位移距离。进一步提高了智能检测效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；

图1是本发明实施例提供的地基注浆加固方法流程图；

图2是本发明实施例提供的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理装置示意图；

图中：1搅拌机；2、注浆泵；3、钻机。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明实施例提供的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法创新点包括：

注浆材料选择：选择合适的注浆材料，考虑土壤的类型、含水量和固结性等因素，确保注浆材料能够有效填充空隙并提供足够的承载能力。

注浆方法和施工技术：选择适当的注浆方法和施工技术，确保注浆材料能够均匀分布并达到设计要求。常见的注浆方法包括钻孔注浆、压力注浆和预应力注浆等。

注浆参数控制：控制注浆参数，如注浆压力、注浆量和注浆速度等，以确保注浆材料能够充分填充和固化，提高地基的承载能力和稳定性。

施工质量监控：进行施工质量监控，包括注浆材料的质量检测、注浆过程的监测和注浆层的质量评估等，以确保注浆加固的效果符合设计要求。

还有，本发明工程质量严格按照本工程制定，并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严格按有关技术规范、规程、标准控制施工。

根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。

建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。

钻机注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，乐力表完好后，方准施工。

每次注浆前，要检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。

安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。

注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。

注浆时不得随意停水停电，必要时事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。

注浆施工期间，有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处。

注浆现场操作人员佩安全帽、防护眼镜、口罩和于套等劳保用品，方可进行注浆施工。

注浆施工结束后，通过注浆土体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定地基的流量及渗透系数，不合格者需进行补充注浆。检查孔的数口约为总注浆孔数的5～10％，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。

建筑物和结构物：注浆加固和地下水控制的目的是为了保护建筑物和结构物的安全性和持久性。因此，在施工过程中需要特别关注建筑物和结构物的保护，避免施工对其产生不利影响。

土壤和地下水：注浆加固和地下水控制可能对土壤和地下水产生一定的影响。在施工过程中需要注意土壤的稳定性和地下水的变化，确保施工不会引起土壤沉降、水质污染等问题。

本发明的地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法通过科学的施工设计和严格的施工管理，确保了工程的安全性和可持续性。

再者，本发明提供的湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工的创新理念还包括以下几个方面：

综合治理：传统的单一治理手段往往难以解决湿陷性土壤问题，而湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工采用了综合治理的方法，通过降低地下水位和注浆加固土壤相结合，从多个方面入手，综合治理湿陷性土壤问题。

土壤保护：湿陷性土壤降水井和注浆加固结合施工注重土壤的保护，注浆剂经过科学配方，不仅可以加固土壤，提高其稳定性，还可以改善土壤的物理性质和水分保持能力，促进土壤的健康发展和生态恢复。

可持续发展：湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工不仅解决了地下工程问题，还有助于城市的可持续发展。通过降低地下水位和加固土壤，可以提高地下工程的稳定性和安全性，减少工程维护和修复的成本，同时促进土壤保护和生态恢复，为城市的可持续发展做出贡献。

商业机会：湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工技术的创新理念为企业带来了商业机会。随着城市建设的不断发展，地下工程需求增加，湿陷性土壤问题也日益突出，因此，具备湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工技术的企业可以满足市场需求，提供相关的工程服务，实现商业价值。

实施例1，本发明实施例提供的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法包括：

利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形、增加地基的抗震能力、减少盐分对地基的侵蚀，使处理后地基稳定性和承载能力进一步增强。

示例性的，在利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形中，沉降变形位移超声发射器采用超声反演法实现对沉降变形位移位置的判断；

沉降变形位移超声处理器接收沉降变形位移超声发射器的判断信号，利用沉降变形位移位置去异值方法实现对沉降变形位移信号去异值化；获得沉降变形位移距离。

示例性的，所述超声反演法包括：

沉降变形位移超声发射器接收地基反射的沉降变形位移信号并进行放大和滤波；

将沉降变形位移超声发射器中放大滤波器输出的四通道模拟信号转换成数字信号；

判断地基沉降变形位移，在距地基水平距离a和垂直距离b空间处的一点N产生的磁场水平分量P_a和垂直分量P_b分别为：

式中，β₀为真空声磁导率，β₀＝4π×10^-7P/n，当P_a大于设定阈值且P_b接近为0时，判断地基位于检测位置的正下方，U表示声波传播系数，n表示空间处的点；

所述沉降变形位移位置去异值方法包括：

步骤一，计算采集的沉降、变形位移信号Φ₁(t)、幅值平均峰峰值A，对Φ₁(t)、/>进行去均值和白化；t表示时刻；

步骤二，对混叠沉降变形位移信号Φ₂(t)，进行分离，取峭度较大者作为所需的沉降变形位移曲线γ(t)；

步骤三，针对分离信号的幅值不确定性，对γ(t)进行幅值调整，采用先进行矢量归一，即令然后放大Φ₂(t)，/>幅值平均峰峰值多倍；

步骤四，根据采集的沉降变形位移超声发射器的判断信号采用无偏似然估计原理进行自适应阈值选择，选择最优傅里叶波基，傅里叶波分解层数取5～6，在不同的分解层都重新估计沉降变形位移超声发射器的判断信号，对每层都进行阈值调整，并去异值；

步骤五，用傅里叶变换对去异值处理后阈值提高的沉降变形位移信号进行分解，进一步将沉降变形位移超声发射器的判断异值化信号和有用沉降变形位移信号分离开，获得真实的沉降变形位移距离。

在本发明实施例中，如图1所示，地基注浆加固方法包括：

S1，在管线探测后进行定位孔操作，基于允许孔位偏差进行孔位对准，基于允许入射角度偏差控制入射角度；

其中，对准孔位中，孔位偏差不大于2cm；控制不同入射角度中，控制入射角度偏差不大于1°。

可以理解，注浆加固定位孔的准确对准和控制入射角度的偏差不仅可以保证工程的安全性和稳定性。

提高注浆加固效果：准确对准孔位和控制入射角度可以确保注浆材料充分渗透到目标位置，填充空隙并与周围土体紧密结合，从而提高注浆加固的效果和强度。

减少漏浆现象：通过控制孔位偏差和入射角度偏差，可以有效减少注浆过程中的漏浆现象。减少漏浆可以确保注浆材料的充分利用，避免资源浪费，并提高工程的可靠性。

提高工程质量：准确对准孔位和控制入射角度可以保证注浆加固工程的一致性和均匀性，从而提高工程的整体质量。注浆材料在目标位置均匀渗透，可以有效增加土体的抗剪强度和承载能力。

降低工程风险：准确对准孔位和控制入射角度可以避免注浆加固过程中的错误和偏差，降低工程风险。通过精确控制，可以预防孔位偏离目标位置和入射角度偏斜过大导致的工程失效和安全事故发生。

S2，钻机就位：钻机按指定位置就位，并调整钻杆的垂直度；

其中，对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。

开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于5cm。钻杆度不得大于1°。

S3，钻进成孔：钻孔施工时，确定在该地层条件下的钻进参数，钻进成孔中防止溢水出水；

可以理解，第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数，密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻.分析原因后再进行施工。

在第一个孔施工时，需要密切观察钻孔进度并掌握地层对钻机的影响情况。如果发生涌水情况，应立即停止钻孔，并进行注浆止水，使注浆压力达到0.3-1MPa。钻机转速需要慢速运转，通常建议初始转速控制在100-150转/分钟。钻进压力需要根据地层的硬度和稳定性进行调整，一般建议控制在3-5MPa。钻进速度需要根据地层情况确定，一般建议在0.5-1米/分钟之间。钻进液体的选择也很重要，常用的有水溶液、泥浆等，根据地层特点进行选择。另外，还需要密切观察溢水出水情况，如果出现大量溢水，应立即停钻，并分析原因后再进行施工。

S4，配料：根据现场不同地质情况选择由复合硅酸盐水泥、水、水玻璃材料组成的溶液型浆液或悬浊液浆液。

示例性的，溶液型浆液包括：根据现场不同地质情况选择由复合硅酸盐水泥PC32.5水泥和自来水或无腐蚀性地下水组成的颗粒型浆材或水泥、水和水玻璃组成的溶液型浆材，应采用准确的计量工具，按照设计配方配料施工；

悬浊液浆液包括：根据现场不同地质情况选择以水泥为主剂的悬浊液，或选用水泥和水玻璃的双液型混合液；防渗堵漏注浆的浆液选用水玻璃、水玻璃与水泥的混合液或化学浆液，不采用对环境有污染的化学浆液；

浆液配比：采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。

在注浆加固施工过程中，选择合适的浆液类型也是关键，可以根据具体情况选择普通水泥浆、快凝水泥浆或硅酸盐水泥浆等。配合比也需要根据实际情况进行选择，选择配合比为水泥：水：水玻璃＝1：1：0.06，这样可以使水泥浆快速凝固，提高加固效果。

在注浆加固施工中，为了保护水源，需要进行详细的勘察和评估，了解地下水源的情况，包括水源的位置、水位、水质等。根据勘察结果，可以采取相应的防护措施，避免注浆材料渗入水源，造成水质污染。设置临时围挡、挡土墙或者水封层等，以阻止注浆材料进入水源。在施工过程中，也需要进行实时监测，以确保注浆过程中没有对水源造成不良影响。

设置水质监测仪，监测水源的水质情况，可以实时测量水中的各种污染物浓度，并判断是否超过安全标准。通过监测水质数据，可以及时采取措施防止注浆过程中对水源的污染。

S5，注浆：控制注浆止力，同时控制注浆浆量；

当止力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。

在步骤S5中，在注浆过程中，根据现场地质情况选择不同的浆液类型和配合比，并加入水泥粉煤灰、水玻璃材料以满足施工要求；为防止浆液渗入盾构噬道施工范围内造成堵塞刀盘，浆液强度小于1upa；

注浆时，先开动注浆泵，关闭注浆阀，全开回浆阀，自循环1-2分钟后，连接好进浆管与打入土中的注浆管接头，慢慢开启进浆阀，同时慢慢关闭回浆阀，调整压力和流量至设计数值。一般达到设计注浆即停止注浆。如果在注浆压力大于设计压力的2-3倍时仍然无法注浆，可以终止注浆。如果相邻土质不同，应先加固渗透系数较大的土层。

S6，提升钻杆：控制提升幅度，每步不大于20cm，匀速上升；

示例性的，优选的，严格控制钻杆提升幅度每次不大于15cm，均匀回抽，同时注意注浆参数变化，注浆时严格控制注浆压力和注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面溢浆时，立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。

土体注浆加固完毕，借三角架用倒链分级将管子拔出，遗留孔洞用1：5水泥砂浆封孔。拔出的管子用压力水清洗干净，再用。

S7，注浆结束后，移至新孔位；

注浆加固地基的质量检验：注浆检验时间应在注浆施工结束28d后进行。质量检测方法可用标准贯入试验、静力触探试验、轻便触探试验或静载荷试验对加固地层进行检测。对注浆效果的评定，应注重注浆前后数据的比较，并结合建筑物沉降观测结果综合评价注浆效果。

在加固土的全部深度范围内，每间隔1.0m取样进行室内试验，测定其压缩性、强度或渗透性。

注浆检验点应设在注浆孔之间，检测数量应为注浆孔数的2％～5％。当检验点合格率小于或等于80％，或虽大于80％但检验点的平均值达不到强度或防渗的设计要求时，应对不合格的注浆区实施重复注浆。

在本发明实施例中，用于降水的降水井施工方法包括：测放井位、埋设护口管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下放井管、填充砾料、填粘性土、井口封闭、洗井、试抽及排水。测量定位时，要错开施工所需的的梁、及桩孔位置，钻孔用回转钻机。

其中，测放井位包括：根据降水井井位平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，可作适当调整。

埋设护口管包括：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土封严防止施工时管外返浆。

安装钻机包括：钻机应安装稳固水平，钻杆对准孔中心。

钻进成孔包括：钻杆应轻压慢转，以保证成孔的垂直度，成孔施工采用孔内泥浆护壁，钻进过程中泥浆密度控制在1.10-1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。

清孔换浆包括：钻孔钻至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.5m进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤<30cm，直到返出的泥浆内不含泥块为止。

下放井管包括：下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管。下管时滤水管应保证居中，井管联接要牢固、垂直。下到设计深度后，井口固定居中。

填充砾料包括：井管下入后立即填入滤料，滤料沿井孔均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔，填滤料时随填随测滤料填入高度，当填入量与理论量不一致时，及时查找原因。不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防不均匀和冲击井壁。井口下2m应用粘土进行封填，滤料应大于滤网的孔径，一般为2～4mm的细砾石，砾石滤料必须符合级配要求，其含杂质量不得大于3％。

填粘性土包括：围填粘性土时应控制填筑速度及数量，沿着井管周围少放慢回填，围填粘土厚度为地面下2.0m。

井口封闭包括：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在井口周围砌30cm高宽12cm的砖壁。

洗井包括：采用真空泵抽水洗井，抽出管底沉淤，直到抽出清水。

试抽包括：降水井施工结束后，在井内及时下入深潜水泵、铺设排水管道、地基等，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。

排水包括：洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。

通过上述实施例，可以获知，本发明解决了地下工程问题：湿陷性土质地区存在地下工程难题，如地基沉降、地下水位控制困难等。通过降水井和注浆加固结合施工，可以有效降低地下水位，减少土壤的可压缩性和变形性，解决土壤沉降和变形引起的工程问题，提高工程的稳定性和可靠性。

提高了土壤稳定性：湿陷性土壤在含水量较高时会变得不稳定，容易引起地基沉降和结构变形。通过注浆加固，可以将固化材料注入土壤中，增加土壤的稳定性和强度，减少土壤的可压缩性和变形性，提高土壤的承载能力和抗沉降能力。

提升了工程可持续性：湿陷性土质地区的地下工程往往面临较大的环境压力，如地下水保护、土壤保护和生态保护等。通过降水井和注浆加固结合施工，可以有效控制地下水位，减少对地下水资源的影响，保护地下水环境；同时，注浆加固材料的使用也可以改善土壤质量，促进土壤生态恢复和保护。

本发明具有市场竞争优势：湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工技术在市场上具有较高的竞争优势。随着城市化进程的加快，地下工程需求不断增加，特别是在湿陷性土地区，这种技术的需求更加迫切。因此，具备湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工技术的企业可以在市场上获得更多的商业机会和合作伙伴。

总体而言，湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工的预期收益和商业价值体现在解决地下工程问题、提高土壤稳定性、提升工程可持续性和市场竞争优势等方面。这种技术的应用可以为企业带来更多的项目机会和商业合作，同时也为城市的可持续发展做出了贡献。

再者，本发明的技术方案克服了技术偏见：降水井和注浆加固结合技术通过控制地下水位和增加土壤稳定性，克服了地下水位控制和施工安全等方面的技术偏见。这种技术的应用可以实现以下方面的突破和改进：

地下水位控制：降水井和注浆加固结合技术可以控制地下水位，避免浆液过度注入而造成的水污染。通过合理设置降水井和注入适量材料，可以有效防止地下水污染和水资源的浪费，提高了地下工程的可行性和施工安全性。

施工安全：降水井和注浆加固结合技术可以有效地控制地下水位和土壤稳定性，减少施工过程中的风险和安全隐患。提高了施工的安全性和效率。

通过降水井和注浆加固结合技术的应用，可以解决地下水位控制、土壤稳定性和施工安全等方面的问题，提高工程质量和可靠性。这种技术的发展和应用为地下工程的设计和施工提供了新的思路和方法。

实施例2，如图2所示，本发明实施例提供一种基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理装置，包括：搅拌机1，所述搅拌机1通过管线连通有多个注浆泵2；

每个注浆泵2连接有钻机3。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

为进一步说明本发明实施例相关效果，进行如下实验：经过实践检验，地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基的效果被证明非常显著。这种方法不仅有效提高了地基的承载能力和稳定性，减少了沉降和变形的问题，还大幅提升了建筑物的抗震能力和抗渗性。同时，降低地下水的湿陷性也成功减少了地基的湿陷和沉降现象，增强了土壤的稳定性，有效防止了盐分侵蚀，从而提高了建筑物的安全性和持久性。综合来看，地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基的联合应用在实践中取得了非常出色的效果。

实验表明：本发明湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工相对于单纯的注浆加固具有一定的优势。首先，降水井的设置可以有效地降低地下水位，避免地下水对施工的影响，提高施工效率和质量。其次，降水井和注浆加固结合施工可以更好地对土质进行加固，双重作用下能够使地基更加稳定，提高建筑物的安全性和使用寿命。此外，这种结合施工方式还可以缩短施工周期，节省施工成本，是一种比较经济合理的地基加固方法。需要注意的是，降水井的设置和注浆加固的方案应根据具体情况进行设计，以达到最佳效果。

另外的，湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工技术的优势主要体现在以下几个方面：解决地下工程问题：湿陷性土质通常具有较高的含水量和较低的稳定性，容易引起地基沉降、地面塌陷等问题。通过降水井的设置，可以有效降低地下水位，减少土壤中的含水量，从而改善土壤稳定性，解决地下工程中的湿陷问题。提高土壤稳定性：注浆加固是通过将特定材料注入土壤中，使土壤形成坚固的结构，从而提高土壤的稳定性。注浆加固可以填充土壤中的空隙，增加土壤的密实度和抗剪强度，使土壤更加坚固稳定。

改善工程可持续性：湿陷性土质常常对工程的可靠性和安全性造成威胁，通过湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工技术，可以提高工程的可靠性和安全性。减少地下水位的同时，通过注浆加固，增加土壤的稳定性，从而降低地下工程的风险。

土壤保护和生态恢复：注浆加固材料可以在填充土壤中形成一层保护层，防止土壤侵蚀和水土流失，从而保护土壤资源。此外，注浆加固材料的选择也可以考虑生态因素，如使用环保型材料，减少对环境的影响，促进土壤生态恢复。

综上所述，湿陷性土质降水井和注浆加固结合施工技术具有解决地下工程问题、提高土壤稳定性、改善工程可持续性以及土壤保护和生态恢复等优势。这种技术的应用有助于提高工程的可靠性和安全性，满足市场需求，为城市的可持续发展作出贡献。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，该方法利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形、增加地基的抗震能力、减少盐分对地基的侵蚀，使处理后地基稳定性和承载能力增强。

2.根据权利要求1所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，所述地基注浆加固方法，包括：

S1，在管线探测后进行定位孔操作，基于允许孔位偏差进行孔位对准，基于允许入射角度偏差控制入射角度；

S2，钻机按指定位置就位，并调整钻杆的垂直度；

S3，钻进成孔：钻孔施工时，确定不同地层条件下的钻进参数，钻进成孔中防止溢水出水；

S4，配料：根据现场不同地质情况选择由复合硅酸盐水泥、水、水玻璃材料组成的溶液型浆液或悬浊液浆液；

S5，注浆：控制注浆止力和注浆浆量，注浆过程中设置水质监测仪，监测水源的水质情况，实时测量水中的污染物浓度，并判断是否超过安全标准；

S6，提升钻杆：控制提升幅度，每步不大于20cm，匀速上升；

S7，注浆结束后，移至新孔位。

3.根据权利要求2所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，在步骤S1中，孔位偏差不大于2cm；入射角度偏差不大于1°；

在步骤S2中，钻机开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不大于5cm，钻杆度不大于1°；

在步骤S3中，钻孔施工时，第一个孔施工时如果发生涌水情况，立即停止钻孔，并进行注浆止水，注浆压力达到0.3-1MPa，钻进压力为3-5MPa，钻进速度为0.5-1米/分钟。

4.根据权利要求2所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，在步骤S4中，溶液型浆液包括：根据现场不同地质情况选择由复合硅酸盐水泥PC32.5水泥、自来水、无腐蚀性地下水组成的颗粒型浆材或水泥、水和水玻璃组成的溶液型浆材；

悬浊液浆液包括：根据现场不同地质情况选择以水泥为主剂的悬浊液，或选用水泥和水玻璃的双液型混合液；防渗堵漏注浆的浆液选用水玻璃、水玻璃与水泥的混合液或化学浆液；

浆液配比为水泥：水：水玻璃＝1：1：0.06。

5.根据权利要求2所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，在步骤S5中，在注浆过程中，根据现场地质情况选择不同的浆液类型和配合比，并加入水泥粉煤灰、水玻璃材料以满足施工要求；为防止浆液渗入盾构噬道施工范围内造成堵塞刀盘，浆液强度小于1upa。

6.根据权利要求2所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，在步骤S6中，提升钻杆，均匀回抽，观测注浆参数变化；注浆时，当压力突然上升或从孔壁、断面溢浆，停止注浆，再采取调整注浆参数或移位措施重新注浆；

土体注浆加固完毕，借三角架用倒链分级将管子拔出，遗留孔洞用1：5水泥砂浆封孔；拔出的管子用压力水清洗干净再用。

7.根据权利要求1所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，所述用于降水的降水井施工方法包括：测放井位、埋设护口管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下放井管、填充砾料、填粘性土、井口封闭、洗井、试抽及排水；测量定位时，错开施工所需的梁、及桩孔位置，钻孔用回转钻机。

8.根据权利要求7所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，测放井位包括：根据降水井井位平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，进行调整；

埋设护口管包括：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土封严防止施工时管外返浆；

安装钻机包括：钻杆对准孔中心；

钻进成孔包括：成孔施工采用孔内泥浆护壁，钻进过程中泥浆密度控制在1.10-1.15，当提升钻具或停工时，孔内压满泥浆；

清孔换浆包括：钻孔钻至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.5m进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤<30cm，直到返出的泥浆内不含泥块为止；

下放井管包括：下管前测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管；

填充砾料包括：井管下入后填入滤料，滤料沿井孔均匀填入，将泥浆挤出井孔，填滤料时随填随测滤料填入高度；井口下2m用粘土进行封填，滤料大于滤网的孔径，为2mm-4mm的细砾石，砾石滤料，含杂质量不得大于3％；

填粘性土包括：围填粘性土时控制填筑速度及数量，沿着井管周围少回填，围填粘土厚度为地面下2.0m；

井口封闭包括：为在井口周围砌30cm高宽12cm的砖壁；

洗井包括：采用真空泵抽水洗井，抽出管底沉淤,直到抽出清水；

试抽包括：降水井施工结束后，在井内及时下入深潜水泵、铺设排水管道、地基，抽水与排水系统安装完毕，开始试抽水；

排水包括：洗井及降水运行时用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。

9.根据权利要求1所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，在利用地基注浆加固方法联合用于降水的降水井施工方法减少地基的沉降和变形中，沉降变形位移超声发射器采用超声反演法实现对沉降变形位移位置的判断；

沉降变形位移超声处理器接收沉降变形位移超声发射器的判断信号，利用沉降变形位移位置去异值方法实现对沉降变形位移信号去异值化；获得沉降变形位移距离。

10.根据权利要求9所述的基于地基注浆加固和降低地下水的湿陷性地基处理方法，其特征在于，所述超声反演法包括：

沉降变形位移超声发射器接收地基反射的沉降变形位移信号并进行放大和滤波；

将沉降变形位移超声发射器中放大滤波器输出的四通道模拟信号转换成数字信号；

判断地基沉降变形位移，在距地基水平距离a和垂直距离b空间处的一点N产生的磁场水平分量P_a和垂直分量P_b分别为：

式中，β₀为真空声磁导率，β₀＝4π×10^-7P/n，当P_a大于设定阈值且P_b接近为0时，判断地基位于检测位置的正下方，U表示声波传播系数，n表示空间处的点；

所述沉降变形位移位置去异值方法包括：

步骤一，计算采集的沉降、变形位移信号Φ₁(t)、幅值平均峰峰值A，对Φ₁(t)、进行去均值和白化；t表示时刻；

步骤二，对混叠沉降变形位移信号Φ₂(t)，进行分离，取峭度较大者作为所需的沉降变形位移曲线γ(t)；

步骤三，针对分离信号的幅值不确定性，对γ(t)进行幅值调整，采用先进行矢量归一，即令然后放大Φ₂(t)，/>幅值平均峰峰值多倍；

步骤四，根据采集的沉降变形位移超声发射器的判断信号采用无偏似然估计原理进行自适应阈值选择，选择最优傅里叶波基，傅里叶波分解层数取5～6，在不同的分解层都重新估计沉降变形位移超声发射器的判断信号，对每层都进行阈值调整，并去异值；

步骤五，用傅里叶变换对去异值处理后阈值提高的沉降变形位移信号进行分解，进一步将沉降变形位移超声发射器的判断异值化信号和有用沉降变形位移信号分离开，获得真实的沉降变形位移距离。