CN1878916A - 增加成片土壤、尤其包含和支承挖掘面的土壤强度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种增加成片土壤、具体为包含和支承挖掘面的土壤强度的方法，该方法包括至少一个加强步骤，其中产生多个互相隔开的加强孔，所述加强孔基本上相对于所要求加强成片土壤中的垂直方向垂直地或者倾斜地布置；加强元件然后插入在所述加强孔中，并且利用在加强孔中注射由于化学反应而膨胀的合成锁定物质而锁定在土壤内。该方法也可选地包括利用对注射孔注射由于化学反应而膨胀的合成加固物质而加固成片土壤的步骤，这些注射孔相对于成片土壤中的垂直方向垂直地或者倾斜地布置并且事前形成在土壤中。
Description
技术领域
本发明涉及增加成片土壤、特别为包含和支承挖掘面的土壤强度的方法。更具体地说，按照本发明方法容许在垂直位置，或在对于垂直方向少许偏斜位置，包含或支承挖掘面或一大块土壤，对所述土壤一部分(或带)的所有各种应力改进其强度，该土壤部分系指介入在所挖掘容量和留在原处自然成片土壤之间者。
背景技术
更一般地说，按照本发明的方法能够用来在成片土壤内构成一部分(或成带状)改进和加强的土壤，例如为稳定或增加斜坡、隧道的拱顶或其它情况(其中成片土壤由于重力或其它力量趋向变形，并在内部产生故障表面)的稳定安全性。
为更好理解本发明主题，将在本发明描述中使用的特定领域技术名称的定义在以下说明。对于未在此说明的技术名称可参考该技术领域的文献。
术语“挖掘面”表示垂直表面，或对于垂直方向少许偏斜的表面，一般由于在留在原处天然成片土壤和原来由用挖掘装置挖去土壤所占容量之间的挖掘而形成的结果。所述表面的倾斜趋向于按照自然状态。
挖掘面的术语“自然状态”表示由自然土壤在一旦其邻近土壤移去以后自然采取而构成的挖掘面。该状态，正常情况下具有在相对于水平面20°和50°之间的倾斜，完全按照留在挖掘部位附近土壤剪切强度而定。
术语“推力楔”表示包括在挖掘面的表面和自然状态之间的成片土壤(一般为楔形)。
术语“基本上”表示“在基本程度上”。
图1阐明以上定义。
术语“隔壁”表示任何结构，它企图保持成片土壤，否则(如果无此结构)由于其重量和其它外力将采取其自然状态的形状。
成片土壤的术语“剪切强度”或“剪切应力强度”表示土壤对于沿任何作用在与其相交表面剪切应力的对抗阻力。按照众所周知的摩尔-库伦定律，它有两个互相独立的分量构成：即由于粘结力分量和由于内部摩擦力分量。
决定剪切强度τ的公式如下：
τ＝c+σ·tgφ
式中：
c＝土壤内聚力；
σ＝施加张力；
φ＝土壤内部摩擦角。
为简单起见，决定剪切强度的两个分量c和σ·tgφ名词分别为“由于内聚力的剪切强度”和“由于内部摩擦力的剪切强度”。
土壤一般可分为两种类型：
--颗粒土壤；
--粘结土壤。
这两种类型的土壤均具有剪切强度，当横向支承不再设置并且由此而被挖掘时形成自然状态。所述自然状态的倾斜，如果没有辅助支承元件干涉，如以上所述完全根据土壤的平均剪切强度而定。
颗粒土壤，即粗粒土壤(小圆石、碎石、砂)具有完全依赖于内部摩擦的剪切强度，即依赖于颗粒所承受的限制压力和内部摩擦角。
内部摩擦角是材料的典型特征并且主要依赖于颗粒的几何形状和其在阵列中的排列；颗粒所承受的限制压力完全依赖于影响它们的负荷。对于相同的内部摩擦角，剪切强度随着施加于颗粒的限制压力增加而增加。
粘结土壤，即细颗粒(淤泥、黏土)尺寸的土壤具有主要依赖并且几乎完全依赖粘结的剪切强度。它们的行为在非排水状态和在排水状态下是不同的。为澄清这一情况，应该记得，排水或不排水状态完全依赖于阵列中存在的水分，即在颗粒之间。由于在粘结土壤中颗粒尺寸非常小，排水状态在挖掘以后很长时间才发生，因为需要等待在颗粒之间含有的水分流出。粘结土壤的排水行为与依赖于粘结和内部摩擦的剪切强度相关联。相反，非排水状态在挖掘中和直接在挖掘以后均可发生，并且与完全依赖于粘结的剪切强度相关。
挖掘土壤自然状态对于水平的陡峭程度随着所述土壤剪切强度增加而增加。
在许多种类的粘结和颗粒土壤中，即使具有高剪切强度，挖掘完成以后发生的自然状态并不与垂直表面符合；即挖掘以后自然状态并不保持稳定在对于水平面接近于90°的倾斜。
为安全地维持挖掘面垂直位置或在少许对于垂直倾斜的位置，必须建造适当的隔壁。
在人口密度较大区域，当必须实施挖掘以便在已经存在具有表面基础的建筑附近建立地下空间时，或者虽然没有附近建筑而必须进行带有高度倾斜面的挖掘时，必须执行预防性措施以便增加土壤自然状态下的倾斜，直到其符合所选择的挖掘面为止，甚至是垂直面。
图2阐明以上所描述的情况。
在不同领域，均可能发生斜坡的不稳定问题，不一定限于陡峭的斜坡。塌方(如图3所示)实际上一般与布置在靠近深度滑坡表面的土层不足的强度有关。处于所述表面以上的成片土壤，由于其重量，实际上趋向破裂深层土壤，导致布置在表面上的建筑危险地水平移动。在这样情况下，至少必须改进滑动表面上的土层强度，并且通过安装支承加固而连接不稳定的容量到稳定的容量上。
在其它情况中，可能发生隧道拱顶的不稳定问题(图4)。实行挖掘时，尽管具有圆形截面，可以导致处于拱顶上面的成片土壤强烈的切向张力，而造成上面土壤(下沉孔)垮塌。在这种情况应该主要在挖掘工作以前通过加固拱顶上面容量的主动行动。
已知有各种系统适合于支承挖掘面，即使在有水的情况中，而实施对水平面的倾斜大于自然状态的挖掘。
一般地说，有一种通过依靠由桩栅栏提供的水平反应力而支承挖掘面的系统，其中桩由钢筋混凝土制成，并成排地布置挖掘面上。桩的下端较深，即在挖掘底部水平面以下，而桩的上端固定在混凝土制成的加强带上。这样的方法一般称作“柏林墙”或“微桩墙”，并且可以用建筑枕木完成，这些枕木连接在该处并且以各种倾斜程度和长度插入挖掘面后面的土壤。
在其它已知支承挖掘面的系统中，还有可以阻挡推力楔的混凝土隔壁，阻挡的方式相似于柏林墙，但主要由连续的变化厚度的钢筋混凝土隔壁构成，该隔壁在实施挖掘以前直接建造在土壤中并且任选地加上锚定枕木。
所有这些技术，除去对于环境高度干扰以外(因为需要使用大型机器)，还需要很长时间和牵涉高昂的成本。
在其它已知的支承挖掘面的技术中，还有直接在产生挖掘面以后用扶壁支撑的系统。该方法，有时非常冒险并且在任何时候很少使用，并不能完全使用所挖掘的容量，因为所述容量被支撑的结构所占据。
此外，还已知一种方法，其中挖掘面被钢板桩支承，这些钢板桩在实施所述挖掘以前，通过振动系统驱入在最大挖掘深度以下。该方法有时不能实行，因为需要安装的机器很大而且在驱动中所产生的振动可能损坏附近的建筑。
另一种已知支承挖掘面的方法采用不同长度的长钉，在挖掘或部分挖掘以后直接成直角地驱入地面。所述长钉适合于增加挖掘面后土壤的剪切强度。不过，在实施挖掘和长钉驱入之间的间隙时间中，可能发生意想不到不稳定，从而导致所述面或部分所述面的倒塌。总之，在任何情况，称作“土壤打钉”的方法牵涉使用大型机器和高安装成本。
另一已知方法包括注射水泥混合物进入靠近挖掘面附加土壤中，以便增加其剪切强度。该方法，称作“喷射水泥浆”，正确实施时需要很高的注射压力“300-600巴”。这些压力可能造成所注射的水泥混合物进入远离目的地的成片土壤中，对于附近建筑造成相当大的损坏。此外，该技术只能够应用于颗粒土壤。这些特征，连同高安装成本，相当大地限制该方法在城市环境中的应用。
发明内容
本发明目的是提供一种方法，可以增加一部分(或带)土壤、特别为包含和支承挖掘面的土壤各种应力的强度，能够解决以上指出的关于已知类型方法的问题。
本发明目的是提供一种方法可以令人满意地增加一部分(或带)土壤各种应力的强度，具有比较已知类型的方法显著地更低的成本。
本发明另一目的是提供一种能够在短时间内和采用紧凑设备实施的方法。
本发明另一目的是提供一种能够在绝对安全状况下实施的方法，即使直接在住宅邻近和即使有用的空间有限。
该目标和其它目的将在以下变得十分明显，这是通过采用一种增加成片土壤、具体为包含和支承挖掘面的土壤强度的方法而获得，其中，包括至少一个加强步骤，包括下列步骤：
--准备用于加强结构的插孔的步骤，其中形成多个互相隔开的加强孔，所述孔基本上相对于要求加强的成片土壤的垂直方向垂直地或者倾斜地布置；
--插入加强结构的步骤，其中加强元件插入在所述加强孔中；
--锁定加强结构的步骤，其中可通过化学反应而膨胀的合成锁定物质被注射进入所述加强孔中，所述物质适合于使所述加强元件与周围土壤粘结。
附图简要说明
本发明还有的特征和优点将从较佳的但并非仅有的本发明方法实施例的描述中变得明显，这些描述在附图中通过非限制性例子予以阐明，其中：
图1为受到挖掘影响的成片土壤示意图；
图2为建筑附近实施挖掘的示意图；
图3为非常陡峭坡度的示意图；
图4是为建造隧道而挖掘的拱顶上面土壤形成下沉孔危险示意图；
图5到11为按照本发明方法实施顺序示意图，沿垂直平面剖切的剖面显示；
图12为图6情况的顶视平面图；
图13为图6细节的放大比例视图；
图14为图10情况的顶视平面图；
图15为图10细节的放大比例视图。
具体的实施方式
参照图5到15，在所述图中阐明的按照本发明方法较佳实施例包括巩固成片土壤的步骤，对于土壤的所有各种应力的强度均需增加。
该巩固步骤包括钻孔步骤，其中多个互相隔开的注射孔1基本上垂直或对于垂直方向倾斜，各孔1在接近以后实施的挖掘面10需要加强的成片土壤2中或者接近需要加强成片土壤2的暴露面中产生。暴露面可以例如由已经实施的挖掘面构成或者山坡的斜坡构成。
注射孔1产生在需要生成容量的挖掘面10一定距离以外，或者从受到工作影响的成片土壤暴露面一定距离，该距离较佳地为0.10米到2.00米(很少变动)。
两邻近的注射孔1之间距离较佳地为0.2米到2.0米之间。
注射孔1的直径较佳地为12毫米到180毫米之间。
根据工作需要，注射孔1在平面上可以布置成排，基本上平行于挖掘面10或处理中成片土壤的暴露面，两邻近排的注射孔1之间距离基本上在0.10米到2.00米。
注射孔1的长度按照土壤情况和按照操作要求可以变化。根据所述要求，注射孔1可以具有如此长度以至于(如图所示)穿越自然状态11或者短一些。
随后实施注射步骤(图6、12和13)；在所述步骤中，通过化学反应膨胀的合成加固物质3被注入注射孔1，由于其膨胀的结果，物质3能够压缩和压实周围土壤(图7)。
合成物质3利用在开始注射以前插入注射孔1的注射管4注射进入注射孔1，并且在注射中逐渐地从所述注射孔1中抽出。
注射管4较佳地具有基本上在6毫米到30毫米之间的直径。
注射管4可以用铜、钢、PVC、或其它材料制成，并且其外表面方便地用润滑物质处理(或制成)以便尽可能促进注射管4从注射孔1中抽出。
注入注射孔1中的合成物质3，由于化学反应膨胀的结果，较佳地具有潜在的容积增加，其数值基本上在2到30倍之间，较佳地为5到30倍之间的原有容积，即在膨胀以前所述合成物质的容积。术语“潜在膨胀”用来表示合成物质3所进行的膨胀如果自由地在空气中发生。当物质注射进入注射孔1时实际合成物质3的膨胀与土壤对于该膨胀的反对阻力成反比。
在膨胀中合成物质3产生的最大膨胀压力高于被注射孔1影响的成片土壤张力，以至于由于合成物质3的膨胀性质，靠近注射孔1的土壤获得良好的压实，充满任何空洞并且压实土壤阵列的颗粒。合成物质3的最大膨胀压力依赖于合成物质的化学成分，并且随着土壤对该膨胀的反抗阻力的增加而增加。在完全限制状态下合成物质3的最大膨胀压力方便地在200KPa(千帕)和10,000KPa之间，较佳地高于500KPa。
合成物质3的膨胀产生包围在注射孔1周围土壤的压实，一般地改进其强度和特别是对于压缩、剪切和扭转应力的强度。
合成物质3是一种至少从两种成分组成的物质，两种成分在适当的装置中混合并泵入注射孔4中，一般在5到30巴之间的压力下。
合成物质3较佳地具有反应时间，理解为当各化学成分混合的时刻和当膨胀开始时刻之间的时间间隙，基本上在2到30秒之间，较佳地在2到15秒之间。
合成物质3的反应时间可以使所述物质正确地流入注射管4而同时防止物质3在膨胀以前过分地分散进入土壤，以便在所选择的区域获得最大土壤压实效果，即直接位于注射孔1附近的土壤。
也为同一目的，合成物质3的粘度在化学反应以前较佳地在25℃时为100mPa·s(兆帕·秒)和700mPa·s之间。
此外，合成物质3的粘度从化学反应开始在5到20秒的时间间隔中从所述数值变化到趋向于无穷大。
合成物质3较佳地由闭孔聚氨酯泡沫塑料构成。
所述泡沫塑料较佳地由MDI异氰酸酯和多羟基混合物构成。
仅仅作为例子，MDI异氰酸酯可以用荷兰公司Resina生产的URESTYL 10产品组成，而多羟基混合物包括聚醚多羟基和/或聚酯多羟基、催化剂和水，如同由同一公司生产的产品Resinol AL 1409。
这两种成分的混合产生膨胀聚氨酯泡沫塑料，其密度在空气中膨胀终点，即没有任何限制时，等于大约30千克/立方米并且按照其承受的膨胀阻力最高变化到1200千克/立方米。一般地说，合成物质3的密度，作为其注射进入注射孔1的结果，在膨胀以后从100千克/立方米变化到400千克/立方米。
有利地，合成物质3的分配和/或从相应注射孔1抽出注射管4的速度按照正在处理的土壤的地层学特性而变化，该特性在事前已经分析，以便在较弱土壤层中分配较大量的合成物质3，而在较强土壤层分配较小量的合成物质3。如此方式，合成物质3，当其离开注射管4的下端时，沉积在周围土壤中数量与土壤最初强度成反比，除非有不同特定的需要。
分配在土壤各层中的合成物质3的数量的变化可以通过泵入注射管4中的稳定流量速率的合成物质3而获得，或者通过按照处理中土壤的地层学特征而变化从相应注射孔1抽出注射管4的抽出速度和变化泵入注射孔4中合成物质3的流量速率。为在最佳方式下获得这一结果，可以使用现代注射机器，该机器容许在同样注射压力下，注射稳定或可调节的材料流量速率，不管土壤强度条件如何，诸如由美国Gusumer公司制造的SR-200-GE型机器。
合成物质3，一旦注射和硬化以后，较佳地具有基本上在0.75MPa(兆帕)到5.50MPa之间的抗拉强度，基本上在0.68MPa到8.78MPa之间的抗压力度，基本上在0.95MPa到6.00MPa之间的抗弯强度，和基本上在0.34MPa到4.39MPa之间的剪切强度，各自均为100千克/立方米和400千克/立方米的密度。
此外，合成物质3的弹性模数在其膨胀和硬化以后与其注射的土壤弹性模数具有同样的数量级，从而可以保证在任何现场发生的变形情况中两种材料之间完全的合作，即其值较佳地低于500兆帕。
在加固步骤完成以后，按照本发明的方法包括加强步骤，该方法包括准备加强结构的容器步骤。该准备加强结构的容器步骤包括在以前已经实施加固步骤的土壤中，即靠近注射孔1之处，多个加强孔5，它们互相隔开并且基本上垂直于或倾斜于在成片土壤2中的垂直方向，其所有各种应力的强度均需要在随后产生的挖掘面10附近增加，或者在其所有各种应力的强度均需要增加的成片土壤的暴露面附近(图8)。
加强孔5产生在从需要实施的挖掘面10一定距离处或者从处理所影响的成片土壤暴露面一定距离处，这基本是在0.1米到2.00米之间。
两邻接加强孔5之间的距离基本上在0.20米到2.00米之间。
加强孔5的直径较佳地为基本上12毫米到180毫米之间。
根据处理的需要，加强孔5可以在平面上布置成排，基本上平行于挖掘面10或处理中成片土壤的暴露面，两邻近加强孔5排之间的距离基本上为0.10米到2.00米之间。
加强元件然后插入所设置的加强孔5中；所述加强元件较佳地由(对于各加强孔5)实心剖面的钢棒或管形元件6之类(较佳地在其侧面具有开口6a)构成(图9)。
如果加强元件有具有实心剖面的钢棒构成，其直径小于相应加强孔5的直径，使钢棒与相应加强孔5侧壁之间有一定的空隙。
如果加强元件有管形元件6构成，其直径可以等于或略小于相应加强孔的内径，其理由将在以下变得明显。
加强元件可具有等于或大于加强孔5的长度。加强元件和加强孔5的长度在任何情况下应穿过自然状态11或成片土壤的深滑动表面，其中土壤各种应力的强度要求予以增加。
较佳地，加强元件和/或加强孔5具有的长度，应使其穿过至少0.5米进入处于自然状态11以下，或者进入成片土壤的深滑动表面，其中土壤各种应力的强度要求予以增加，并且在任何情况下永远超过未来挖掘底部的水平。
加强孔5，及相应的加强孔，可以对于平行面上的垂直线或垂直于挖掘面的垂直面倾斜，或者可以对于既垂直于平行面又垂直于挖掘面的垂直面倾斜，较佳地其倾斜程度指向要求加强的成片土壤。
对于站在未来挖掘面前面的观察者而言，加强孔5和相应加强元件的分布，从其向前观察，可表现为垂直的，对于垂直方向则向左或向右倾斜，或具有交叉的构形：一些孔和相应的加强元件对于垂直线布置成为右倾，而另外一些孔和相应的加强元件对于垂直线布置成为左倾。
对于站在未来挖掘面水平面线上面的观察者而言，从其上面观察，加强孔5和相应加强元件的分布可表现为垂直于倾斜面，即倾斜于挖掘面而趋向需要支承的成片土壤，在挖掘面平面上向左或向右倾斜，或“交叉”：一些孔和相应的加强元件对于垂直线布置成为右倾角度，而另外一些孔和相应的加强元件对于垂直线布置成为左倾，或者其倾斜程度由以上描述的位置组合决定。
对于站在未来挖掘面侧面的观察者而言，加强孔5和相应加强元件的分布，从其侧面观察，可表现为垂直或对于垂直线倾斜而趋向要求支承的土壤。
加强元件具有超过5MPa的抗拉强度和超过10.3MPa的剪切强度。管形元件6较佳地具有基本为12毫米到180毫米之间的外径和较佳地为8毫米到150毫米之间的内径。
形成在管形元件6侧面的侧向开口6a较佳地占据至少管形元件6侧面面积的30％。
加强元件，不论其为实心截面的钢棒或管形元件，可以用各种材料制成，诸如玻璃纤维加强塑料、钢、合金、合成材料或其它材料。
在加强元件布置在加强孔5中以后，在相应加强孔5中锁定加强元件的步骤是注射由于化学反应而膨胀的合成锁定物质7，并且横向地注入加强孔5进入加强元件。如果加强元件由带有开口6a的管形元件6构成，合成物质7较佳地如此注入管形元件6，使其从侧面开口6a离开并且也穿入邻近土壤(图10、11、14和15)。
合成物质7是通过注射管8注入，注射管8类似于以前描述的注射管4，并且相对于加强元件横向地或在内部在注射开始以前插入加强管5，并且在注射合成物质7时逐渐地从加强孔5抽出。
该步骤中使用的合成物质7具有不同于在以前加固步骤中使用的合成物质3的技术特性。
更加具体地说，注入加强孔5中的合成物质7，由于化学反应而膨胀的结果，较佳地具有潜在的容积增加，增加数值基本上为1到5倍的最初容积，即在膨胀以前所述合成物质的容积。
当物质注入加强孔5中时，实际合成物质7的膨胀与土壤对于该膨胀的反抗阻力成反比。
在膨胀中合成物质7产生的最大膨胀压力较佳地低于已经进行加固步骤的土壤(位于加强孔5的周围)可能断裂强度。合成物质7的最大膨胀压力依赖于合成物质7的化学成分并且随着对该膨胀反抗阻力的增加而增加。合成物质7的最大膨胀压力在完全限制情况下方便在20KPa到200KPa之间。
为获得按照本发明方法的最佳结果，合成物质7的最大膨胀压力，作为化学反应的结果，必须极大地随着所述物质容积的最小增加而减少，以便保证，如果完全限制在以前承受加固步骤或者已经在本质上足够强固的成片土壤以内，作为最小程度膨胀结果而在膨胀压力上的极大降低，较佳地甚至小于5％，并因此在周围处理过的土壤断裂以前。在如此方式下，可以保证注射合成物质7与周围土壤完全粘结，因此避免局部断裂，这样可以使系统的连续性获得折衷结果。如果土壤有任何断裂，合成物质7本身可以局部地重新粘结。
合成物质7的粘度，在化学膨胀反应以前，较佳地在25℃时为100mPa·s(兆帕·秒)和500MPa·s之间，以便容许其从管形元件6的开口6a中均匀地流出，和/或容许渗入加强元件整个总体周围，以便粘结由土壤、膨胀材料和加强元件构成的系统。
此外，合成物质7的粘度从化学膨胀反应开始在10到80秒的时间间隔内从所述数值过渡到趋向于无穷大的数值。
合成物质7也为至少由两种成分组成，它们在适当的设备中混合并且泵入注射管8，一般其压力为2到30巴之间。
合成物质7较佳地具有反应时间，这理解为当各成分混合时间和膨胀开始时间之间的时间间隔，基本上在2到80秒之间。
合成物质7较佳地也由闭孔聚氨酯泡沫塑料构成。
所述泡沫塑料较佳地由MDI异氰酸酯和多羟基混合物构成。
仅仅作为例子，MDI异氰酸酯可以用荷兰公司Resina生产的URESTYL 10产品组成，而多羟基混合物包括聚醚多羟基和/或聚酯多羟基、催化剂和水，如同由同一公司生产的产品Resinol AL 1287。
这两种成分的混合产生膨胀聚氨酯泡沫塑料，其密度在空气中膨胀终点，即没有任何限制时，等于大约200千克/立方米并且按照其承受的膨胀阻力而变化。一般地说，合成物质7的密度，作为其注射进入注射孔5的结果，在膨胀以后从400千克/立方米变化到800千克/立方米。
该密度，作为合成物质7的特征，使其达到很高的应力强度并且因此有效地对于加强元件必须具备的抽出阻力作出贡献，以便对于支承推力楔作出贡献。
合成物质7实际上用于保证加强元件锚固在其穿过的土壤中。
为更好地澄清合成物质7的的重要性，必须通过例子考虑由钢棒构成的加强结构，其外径为30毫米并插入处于推力楔下面的稳定成片土壤中至少1.00米。
横向外表面与土壤合作以便保证其锚接，其面积等于：
SL＝π·D·L＝942平方厘米
合成物质7的剪切强度，考虑其膨胀等于5倍最初容积，因此在密度为200千克/立方米时，等于14.00千克/平方厘米(大约1.4MPa)。
假定安全因素Fs＝3，该值考虑到由加强结构产生的抽出阻力影响土壤和合成物质构成的系统，而不但是合成物质，假定下列设计剪切强度：
τ＝14.00/3＝4.70千克/平方厘米(大约0.47MPa)
该强度值导致加强结构所提供的对于抽出的反应力，等于：
Rs＝τ·SL＝4430千克(43.458牛)
如果为锁定加强结构而采用一种合成物质，其最大膨胀程度等于30倍(例如在加固步骤中采用的类型)，在注射以后极端情况中，合成物质可以获得具有最终剪切强度等于2.1千克/平方厘米(大约0.21MPa)，这在考虑到安全因素Fs＝3的情况，其理由前面已经描述，提供的设计剪切强度等于：
τ＝2.10/3＝0.70千克/平方厘米(大约0.07MPa)
该剪切强度导致加强结构所提供的对于抽出的反应力，等于：
Rs＝τ·SL＝660千克(6.474牛)
所描述的例子显示，使用高密度合成物质锁定加强结构在加强结构抽出阻力方面有相当大的差别。
合成物质7，一旦注入和硬化，较佳地具有基本上在5.60MPa(兆帕)到17.80MPa之间的抗拉强度，基本上在8.78MPa到34.42MPa之间的抗压力度，基本上在7.18MPa到11.98MPa之间的抗弯强度，和基本上在4.40MPa到17.20MPa之间的剪切强度，各自均为400千克/立方米和800千克/立方米的密度。
在加固步骤完成以后，可以进行加强元件上端的锚固，所述锚固可以按照要求以各种方式实施。如果在挖掘面邻近有建筑存在，例如，从加强孔5突出的加强元件上端可以通过安装棒、连接梁、或其它措施固定在建筑的基础结构上，或者可以利用液压粘合剂直接嵌入基础结构，或者如果加强孔5已经穿过建筑的基础结构而产生则利用合成物质本身的膨胀。如果在挖掘面邻近没有建筑，加强元件的上端可以借助于需要驱入稳定成片土壤中的枕木而锚固。
不过，加强元件的上端锚固并不永远需要。
如果土壤的成分特征在自然状态下，其所有各种应力的强度需要增加以便使注入的合成物质，一旦化学膨胀反应完成，具有高最终密度(大约250-400千克/立方米)，诸如为保证剪切应力强度的需要(因此也是对于加强结构的高粘合性)，按照本发明的方法可以在简化形式下实施，或者采用第二实施例，通过避免预防性加固步骤和只实施加强步骤。在该情况中，注入加强孔5中的合成物质选择为可以同时获得加强孔5周围土壤的加固和在加强孔5中加强元件足够的锁定。
在该情况中，注入加强孔5中合成物质，作为化学反应膨胀的结果，较佳地容积上潜在的增加在其最初容积的2到30倍之间，即所述合成物质在其膨胀之前的容积。当合成物质7注入加强孔5中时，合成物质的实际膨胀与土壤对于该膨胀的反抗阻力成反比。
按照本发明方法在此简化版本中使用合成物质所产生的最大膨胀压力，在膨胀中，超过被加强孔影响的成片土壤中的张力，以便由于合成物质的膨胀而使加强孔5附近的土壤获得压实。更具体地说，在该情况中合成物质也对土壤阵列中颗粒产生压实效果，增加其压缩强度、剪切强度和扭曲强度。合成物质的最大膨胀压力依赖于合成物质的化学成分，并且随着土壤对于该膨胀的反抗阻力增加而增加。合成物质的最大膨胀压力，在完全受到限制的情况中，较佳地在20KPa和10,000KPa之间。
在按照本发明方法的简化实施例中，由于要求加强的土壤在自然状态下的强度和成分特性如此，使注入的合成物质一旦在化学膨胀反应结束以后，具有较高的密度(一般在250千克/立方米到400千克/立方米之间)，以便保证高剪切强度(因此抽出加强元件的高阻力)，所使用的合成物质也是在参照按照本发明方法第一实施例描述的加固步骤中使用的加固合成物质。
在高而并不足够高强度的土壤中，可以采取第三实施例的方法，这是以前描述的两种实施例的折衷方案，按照该方法注射步骤和加强步骤基本上同时实行。更具体地说在所述第三实施例中，作为初步操作首先设置加强孔和安装加强元件；然后较佳地在个别加强孔中心距离的中间设置注射孔，其方式相似于本发明方法的第一实施例中所描述的一样。
按照本发明方法第三实施例用比较容易和快速的程序设置加强孔，因为其所穿透的土壤还未经压缩和加固。然后将合成膨胀物质注入注射孔，并且最后注入将加强结构锁定在土壤中的合成物质，可选地利用注入注射孔同样的膨胀合成物质。所述合成膨胀物质较佳地由在按照本发明方法的第一实施例中加固步骤中描述的合成加固物质所构成。在该方法第三实施例中，在开始时已经坚固的土壤随着合成膨胀物质的注入孔内而相当可观地压实，并因此当合成膨胀物质注入加强孔以便锁定加强元件时，具有足够的强度可以保证膨胀合成物质可以达到在250千克/立方米到400千克/立方米之间的密度，因此提供足够的剪切强度(并因此对加强元件的足够抽出阻力)。也在该情况中，为固定加强结构的注射也对周围土壤进一步压实和聚合做出贡献。此外由于加强孔和加强元件离开注射孔一定距离并且因此靠近加强孔的土壤并不由与树脂聚合的土壤构成，注入加强孔可选地用具有高膨胀力的合成膨胀物质实施，而不致牵涉与树脂聚合土壤(离开加强孔一定距离)断裂的风险，但可对所述加强孔周围土壤提供坚强的压实和新的聚合。
采取按照本发明方法实施例的选择应根据土壤的最初情况和其上面的负载，以及要求获得的最终结果而定
例如，当必须相当程度地增加土壤对于各种应力的强度时，不论其因为其最初强度不佳或因为挖掘面高度而需要承受的负载较高而要求增加各种压缩应力、剪切应力和扭曲应力，并且产生拉伸应力和弯曲应力，较佳地采用第一实施例方法，该方法比较完整，尽管在材料消耗和实行时间方面负担较重，但可以相当程度上增加土壤强度和因此而来的挖掘安全性。
可选地，在按照本发明第二和第三实施例中，输送合成膨胀物质和/或注射管从相应加强孔或注射孔抽出的速度可以按照处理中和过去研究的土壤地层学特性而变化，以便在土壤的较弱层中输送较大量的合成膨胀物质而对土壤较强层中输送较少量的合成物质，其方式相似于在方法第一实施例中已经描述者。
在该最后两个实施例中，在加强步骤以后，可选地加强元件上端的锚定可以采用以上已经描述的方式。
按照本发明方法中使用的合成物质在膨胀中或膨胀及硬化后并不由于水分存在的结果而进行变化，即使处理的土壤为酸性和/或富有硫酸盐、碳酸盐或一般盐类。此外，所述物质并不污染承受处理的土壤或在下面的含水土层。
实际上，按照本发明的方法，在适当位置上通过在一部分(或带)土壤中插入加强元件，它们利用注入膨胀合成物质粘结在构成所述部分(或带)的土壤中，使这些成片土壤通过该方法的影响获得抗拉强度，并由此也有弯曲强度，增加所述部分(或带)对各种应力的强度。这些强度的增加也由于锁定加强元件的合成物质膨胀产生的土壤加固而得到协助，并且可选地由于注入土壤中不同于容纳加强元件的孔中膨胀合成物质的膨胀得到协助。所述加固实际上增加构成处理部分(或带)的自然土壤的压缩强度、剪切强度和扭曲强度。
可以看到，按照本发明方法从零开始利用一部分(或带)土壤提供挖掘面的隔壁，通过注射合成膨胀物质可选地适当对于压缩应力、剪切应力和扭曲应力改进其强度，其中加强结构锁定在适当位置上以便不但改进由土壤和加强结构构成的组合在压缩应力、剪切应力和扭曲应力方面的强度，还提供抗拉强度及由此而来的弯曲强度，否则土壤单独不可能达到，即使其能够加固。
此外，利用本发明在土壤中因此可以较佳地在挖掘以前建立隔壁；所述隔壁由土壤、合成物质和加强结构行程的复合材料所构成，并且适合于承受所有可能的应力，包括抗拉和弯曲应力。按照本发明方法可以在挖掘面后面构成由复合材料制成的隔壁，利用土壤本身作为第一元素，土壤留在原来位置上，并随着合成膨胀物质的注入而改进，加强结构作为第二但是基本的元素。
单独土壤，尽管已经用注射膨胀合成物质改进，实际上是一种其抗拉强度(因此其弯曲强度)在计算中(因此为安全目的起见)认为是零的材料；在其结构中最轻微不连续性的存在均将完全消除其总体强度。结构总体强度实际上是对于各简单应力所有强度的组合；缺乏对作用中应力的各种强度中之一，诸如抗拉强度(弯曲强度也是基本成分)，能够使委托给结构的支承功能完全失效。
由土壤、膨胀合成物质和加强结构构成的组合因此具有复合行为，完全地相似于钢筋混凝土，受命于其个别元素的特性：加固的土壤、膨胀合成物质和加强机构。具体地说，隔壁进行的变形将直接依赖于其构成元素的可变形性。
此外，在挖掘面或土壤暴露面附近加强结构的存在是有效地抵抗局部可能发生滑坡的屏障。在挖掘面或土壤暴露面附近有规则地按间隔分布加强元件实际上使位于后面的土壤产生水平方向的反应力，可以防止所述局部不稳定现象的发生。
按照本发明方法的结果可以容易地通过比较穿透仪表在进行本方法以后的推力楔中试验结果与在加固过程以前穿透仪表试验结果而进行评估。
具体地说，如果按照本发明方法用来在实行挖掘以前增加成片土壤中一部分(或带)对所有各种应力的强度，有可能绝对安全地实施挖掘，避免实施即使很小部分的挖掘而不能预测其结果。
从文献中可知土壤的剪切强度和简单压缩强度直接与所述土壤反抗穿透仪表进入的阻力成正比。因此，通过在实施本发明方法以前在构成隔壁的成片土壤部分(或带)中穿透仪表试验结果与在实施本发明方法以后在构成隔壁的同样成片土壤部分(或带)中穿透仪表试验结果进行比较，可以通过简单计算决定所使用膨胀合成物质产生的压缩强度和剪切强度的增加。通过叠加由注射合成物质提供对于压缩强度和剪切强度方面的贡献和由加强结构(其机械强度特性是已知的)提供对于压缩强度和剪切强度的贡献，以及由彻底与其包含土壤粘结的所述加强结构提供的新抗拉强度，有可能在实施挖掘以前精确地知道，土壤对于各种应力的强度数值。具体地说，由土壤、膨胀合成物质和加强结构等构成的新隔壁提供的弯曲强度可以通过考虑由加固土壤的压缩强度和加强结构的抗拉强度构成的组合足够地定位在成片土壤中而获得。
实际上，已经发现，按照本发明方法完全可以获得打算的目标和目的，由于它可以用比较已知类型的方法显著较短时间和较低成本实施，并且可以用紧凑的设备实施，甚至直接在住宅附近和在有限可用的空间中。
具体地说，如果按照本发明的方法准备用于实施挖掘，只需要在处理以后实施挖掘以前最多等待一天。此外，所述方法：
--容许对挖掘面在挖掘操作开始以前提供完全的支承，以便避免在挖掘工作和挖掘面支承工作之间形成重叠；
--通过提供符合当前可行法定条款的安全因素而保证最大安全性；
--还在处理中保证最大安全性，因为它不需要很高的工作压力喷射膨胀合成物质或者强大的力量来安装加强结构。
另一优点在于所采用合成物质的膨胀预防性地引导需要挖掘的土壤处于超过地层张力的张力状态。这样“预应力”特征容许土壤在挖掘操作中在造成较大移位或变形以前较大地消除张力。
按照本发明方法特别适合在城市环境中应用，其中造成附近住宅损坏的风险很大，并且建筑场地设备的可用空间有限，必然造成对于附近建筑不便，并且实施挖掘的有用时间一般非常有限。
如此构想中的方法可以进行无数变型和变化，全部均应在所附权利要求范围以内；所有细节还可以用其它技术上相等元素代替。
本申请要求对于意大利专利申请书No.MI2003A002154具有优先权，其披露内容综合在此作为参考。
Claims (72)
1.一种增加成片土壤、具体为包含和支承挖掘面的土壤强度的方法，其特征在于，包括至少一个加强步骤，包括下列步骤：
--准备用于加强结构的插孔的步骤，其中形成多个互相隔开的加强孔，所述孔基本上相对于要求加强的成片土壤的垂直方向垂直地或者倾斜地布置；
--插入加强结构的步骤，其中加强元件插入在所述加强孔中；
--锁定加强结构的步骤，其中可通过化学反应而膨胀的合成锁定物质被注射进入所述加强孔中，所述物质适合于使所述加强元件与周围土壤粘结。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加强孔和所述加强元件相对于平行于挖掘面的平面上的垂直线倾斜。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加强孔和所述加强元件相对于垂直于挖掘面的垂直平面上的垂直线倾斜。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加强孔和所述加强元件相对于平行于挖掘面的平面上的垂直线倾斜，并且相对于垂直于挖掘面的垂直平面上的垂直线倾斜。
5.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强孔和所述加强元件相对于向要求加强的成片土壤的垂直线倾斜。
6.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强孔设置在离开要求产生的挖掘面或要求加强的成片土壤的暴露面一距离上，该距离基本上在0.10米到2.00米之间。
7.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，两个邻接的加强孔之间的距离基本上在0.2米到2米之间。
8.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强孔的直径基本上在12毫米到180毫米之间。
9.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在平面图中所述加强孔布置成排，各排基本上平行于要求加强的成片土壤的挖掘面或暴露面。
10.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强孔的两邻接排之间距离基本上在0.10米到2.00米之间。
11.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强孔和/或所述加强元件具有的长度可以穿过挖掘面的自然状态或要求加强的成片土壤的深度滑动面。
12.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强孔和/或所述加强元件具有的长度可以至少穿入挖掘面的自然状态或要求加强的成片土壤的深度滑动面以下0.5米的土壤中。
13.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强元件具有大于5MPa的抗拉强度。
14.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强元件具有大于0.3MPa的剪切强度。
15.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，对于所述加强孔中的各孔，所述加强元件由可插入相应加强孔中的棒构成。
16.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述棒由具有实心截面，其直径小于相应加强孔。
17.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述棒由在其侧面表面具有开口的管形元件构成，所述管形元件的直径小于或等于相应加强孔的直径。
18.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，构成所述加强元件的所述管形元件的外径基本上在12毫米到180毫米之间，而内径基本上在8毫米到150毫米之间。
19.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，形成在构成加强元件的所述管形元件侧面表面上的横向开口至少占据所述管形元件侧面表面30％的面积。
20.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述锁定步骤中，合成锁定物质被横向地注入加强孔而到达相应加强元件上。
21.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述锁定步骤中，合成锁定物质被注入加强孔中的构成加强棒的相应管形元件内部。
22.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加强元件的上端锚定在位于推力楔外面的土壤中或锚定在被所述加强孔穿过的现存建筑的基础结构上。
23.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，包括加固要求加强的成片土壤的步骤，所述步骤包括下列步骤：
--钻孔步骤，其中产生多个注射孔，所述孔互相隔开，并且基本上相对于对所有各种应力的抗性要求增加的成片土壤内的垂直方向垂直地或倾斜地布置；
--注射步骤，其中一合成的加固物质被注入所述注射孔，所述物质由于化学反应而膨胀，并且由于其膨胀的结果而压实周围的土壤。
24.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述注射孔产生在离开要求产生的挖掘面或要求加强成片土壤的暴露面一距离，该距离基本上在0.1米到2.00米之间。
25.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述两个邻接的注射孔之间距离基本上在0.20米到2米之间。
26.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述注射孔的直径基本上在12毫米到180毫米之间
27.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在平面图中所述注射孔布置成排，各排基本上平行于挖掘面或要求加强的成片土壤的暴露面。
28.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述注射孔的两邻接的排之间距离基本上在0.10米到2.00米之间。
29.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述注射步骤中和/或在所述锁定步骤中，合成物质是通过注射管注入，该注射管插入相应注射孔和或相应加强孔中，逐渐地从相应注射孔和/或从相应加强孔中抽出。
30.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述加固步骤和/或在所述加强步骤中使用的注射管直径基本上在6毫米到30毫米之间。
31.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述加固步骤中和/或在所述加强步骤中使用的所述注射管外表面至少用润滑物质制成或处理，以便促进注射管从所述注射孔和/或从所述加强孔中抽出。
32.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，从相应注射孔和/或从相应加强孔抽出注射管的速度和/或在所述注射步骤或在所述锁定步骤中在抽出中输送的合成物质的流量速率按照被注射孔和/或被加强孔所穿过的土壤的地层学特性而变化，以便在较弱土壤层中输送较大量的合成物质，而在较强土壤层中输送较少量的合成物质。
33.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成物质的注射压力基本上在5巴到30巴之间。
34.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成物质的弹性模数基本上与其中注入的土壤弹性模数具有同样的数量级，即小于500MPa。
35.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成物质的化学膨胀反应不受周围土壤中存在的水分影响。
36.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成物质在膨胀以后不能被周围土壤中存在的水分所改变。
37.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成物质由闭孔聚氨酯泡沫塑料构成。
38.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成物质由MDI异氰酸酯和多羟基混合物构成。
39.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加固步骤在所述加强步骤以前实施。
40.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质具有潜在容积增加量，即基本上在2到30倍所述合成物质在膨胀以前的容积。
41.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质具有潜在容积增加量，即基本上在5到30倍所述合成物质在膨胀以前的容积。
42.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质的化学反应时间基本上在2到80秒之间。
43.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质的化学反应时间基本上在2到15秒之间。
44.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质具有高于要求加强的成片土壤中张力的最大膨胀压力。
45.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质在完全限制状态下的最大膨胀压力基本上在200KPa到10,000KPa之间。
46.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质的最大膨胀压力基本上大于500千帕。
47.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质在化学膨胀反应以前具有的粘度基本上在在25℃时为100mPa·s和700mPa·s之间。
48.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质的粘度从化学反应开始在5到20秒的时间间隔中从100mPa·s和700mPa·s之间的值变化到趋向于无穷大的值。
49.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质在膨胀以后，如果处于膨胀不受限制的状态，具有基本上为30千克/立方米的密度。
50.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质，一旦注入土壤并且硬化，基本上具有100千克/立方米到400千克/立方米之间的密度。
51.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为100千克/立方米和400千克/立方米时基本上各自具有0.75MPa到5.50MPa之间的抗拉强度。
52.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为100千克/立方米和400千克/立方米时基本上各自具有0.68MPa到8.78MPa之间的压缩强度。
53.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为100千克/立方米和400千克/立方米时基本上各自具有0.95MPa到6.00MPa之间的弯曲强度。
54.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成加固物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为100千克/立方米和400千克/立方米时基本上各自具有0.34MPa到4.39MPa之间的剪切强度。
55.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质具有的潜在容积增加量基本上为1到5倍所述合成物质在膨胀以前的容积。
56.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质具有的反应时间基本上在2到80秒之间。
57.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质具有的最高膨胀压力低于受到加固步骤影响的邻近土壤的极限断裂压力。
58.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质随着5％或更少程度的膨胀以后在最大膨胀压力方面有显著的减少(消散)。
59.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质在完全限制状态中具有的最大膨胀压力在20KPa到200KPa之间。
60.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质在化学膨胀反应以前具有的粘度基本上在25℃时在100mPa·s到500MPa·s之间。
61.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质的粘度从化学膨胀反应开始在10到80秒的时间间隔中从25℃时的100mPa·s到500MPa·s之间的值变化到趋向于无穷大的值。
62.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质在膨胀以后在非限制膨胀状态下具有至少200千克/立方米的密度。
63.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质，一旦注入土壤并且硬化，基本上具有400千克/立方米到800千克/立方米之间的密度。
64.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为400千克/立方米和800千克/立方米时基本上各自具有5.60MPa到17.80MPa之间的抗拉强度。
65.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为400千克/立方米和800千克/立方米时基本上各自具有8.78MPa到34.42MPa之间的压缩强度。
66.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为400千克/立方米和800千克/立方米时基本上各自具有7.18MPa到11.98MPa之间的弯曲强度。
67.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成锁定物质，一旦注入土壤并且硬化，在其密度为400千克/立方米和800千克/立方米时基本上各自具有4.40MPa到17.20MPa之间的剪切强度。
68.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加固步骤基本上与所述加强步骤同时一起实施。
69.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，所述加固步骤基本上与所述加强步骤同时一起实施，即通过产生所述加强孔和所述注射孔，在所述加强孔中插入所述加强元件，并然后注射所述合成加固物质进入所述注射孔和所述合成锁定物质进入所述加强孔。
70.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述加强步骤中使用的合成锁定物质，在缺乏所述加固步骤或当实施所述加强步骤基本上与所述加固步骤同时进行时，具有的最大膨胀压力在完全限制状态下为20KPa到10,000KPa之间。
71.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述加强步骤中使用的合成锁定物质，在缺乏所述加固步骤或当实施所述加强步骤基本上与所述加固步骤同时进行时，一旦注入土壤和硬化，具有的密度基本上在250千克/立方米到400千克/立方米之间。
72.按照一个或多个以上权利要求所述的方法，其特征在于，在所述加强步骤中注入加强孔中的合成锁定物质，在缺乏所述加固步骤或当实施所述加强步骤基本上与所述加固步骤同时进行时，由所述合成加固物质构成。
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