CN212714302U - 一种定向注浆结构及桥墩路基的纠偏系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种定向注浆结构，用于在注浆孔内定向注浆，包括套壳料，浇筑在所述注浆孔中；导流管，设置在所述注浆孔中，所述导流管上形成有定向喷射的多排喷浆口，所述导流管被所述套壳料所包裹；注浆管，设置在所述导流管内，所述注浆管上形成有出浆口；密封塞，两所述密封塞固定在所述注浆管上，所述出浆口位于两所述密封塞之间，所述注浆管通过所述密封塞可滑动地在所述导流管内移动，两所述密封塞与所述导流管之间形成喷浆腔，所述喷浆腔与至少一排所述喷浆口连通。同时还提供一种桥墩路基的纠偏系统。本申请的一种定向注浆结构及桥墩路基的纠偏系统，具有在桥墩路基水平偏移整治中，防止对周边既有建筑造成损坏的优点。

Description

一种定向注浆结构及桥墩路基的纠偏系统

技术领域

本申请涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种定向注浆结构及桥墩路基的纠偏系统。

背景技术

目前，我国高速铁路已基本建设形成四纵四横的格局。其中，京沪、京港、杭福等客运专线通过软土广泛分布的沿海地区。基于无砟轨道使用寿命长、耐久性好、维修工作量小等优点，我国高速铁路大量采用无砟轨道。现阶段，对高铁桥墩和路基的沉降研究较为成熟，而对无砟轨道路基横向变形研究较少，技术人员对路基横向变形的认识尚不够深刻。由于单侧堆载、基坑开挖或后期养护维修不对称施工等工程活动均可能导致软土地区无砟轨道桥墩和路基横向变形超限，破坏轨道结构的平顺性，严重时将导致列车倾覆。

为了解决这种轨道路基向一侧偏移，有人提出了使用旋喷桩来稳固道路一侧的路基，并通过旋喷桩对路基一侧形成挤压作用迫使轨道横向移动，完成纠偏过程。如专利号为“CN103821039A”的名为“一种用于软土地区运营高速铁路无砟轨道的路基纠偏方法”，该方法在偏转一侧的路基上开槽，再在槽内开孔施工旋喷桩，通过旋喷桩内的高压推力推动轨道路基向一侧移动，实现路基的纠偏。当用于高速铁路桥墩和路基水平偏移纠偏时，如果高速铁路旁边存在很多的既有建筑物，高压旋喷桩施工就会对既有建筑物产生严重的破坏作用。所以现有技术存在当注浆结构用于水平偏移纠偏时，会造成周边既有建筑损坏的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种定向注浆结构及桥墩路基的纠偏系统，以解决当注浆结构用于桥墩路基水平偏移整治中，会造成周边既有建筑损坏的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面提供一种定向注浆结构，用于在注浆孔内定向注浆，包括：

套壳料，浇筑在所述注浆孔中；

导流管，设置在所述注浆孔中，所述导流管上形成有定向喷射的多排喷浆口，所述导流管被所述套壳料所包裹；

注浆管，设置在所述导流管内，所述注浆管上形成有出浆口；以及

密封塞，两所述密封塞固定在所述注浆管上，所述出浆口位于两所述密封塞之间，所述注浆管通过所述密封塞可滑动地在所述导流管内移动，两所述密封塞与所述导流管之间形成喷浆腔，所述喷浆腔与至少一排所述喷浆口连通。

进一步地，所述注浆结构还包括设置在至少一排所述喷浆口沿所述导流管轴线两侧的封闭环，所述封闭环套设在所述导流管的外壁上。

进一步地，相邻两排所述喷浆口沿所述导流管轴向间隔距离为30cm～50cm。

进一步地，每排所述喷浆口的数量为至少两个，每排所述喷浆口的定向喷浆夹角为170°～190。

进一步地，所述注浆结构还包括喷浆头，设置在所述喷浆口上并与所述喷浆口连通，且至少部分外露于所述导流管的外壁。

进一步地，所述喷浆头外露于所述导流管外壁的长度为2mm～3mm。

进一步地，所述喷浆口的直径为5mm～6mm，所述喷浆头的喷口直径为0.8mm～1.0mm。

本申请实施例的另一方面提供一种桥墩路基的纠偏系统，所述桥墩路基偏移变形的一侧有既有建筑，所述纠偏系统包括：

注浆孔，位于所述桥墩路基与所述既有建筑物之间的发生偏移变形的区域内，沿线路纵向间隔设置；

上述任意一项所述的注浆结构，设置在所述注浆孔内，所述喷浆口朝向所述桥墩路基，注浆结束后所述导流管保留在所述注浆孔中；

变形槽，形成在与所述桥墩路基偏移变形对应的另一侧；以及

应力释放孔，形成在所述变形槽与所述桥墩路基之间。

进一步地，所述应力释放孔沿线路纵向间隔设置，相邻两所述应力释放孔的间距为2.0m～5.0m，所述应力释放孔的孔径为127mm～148mm。

进一步地，所述变形槽的宽度为0.5m～1.0m，所述变形槽的深度不小于4m。

进一步地，所述应力释放孔中填充有中粗砂、碎石或砂卵石中的至少一种。

本申请实施例提供的一种定向注浆结构，包括套壳料、导流管、注浆管以及密封塞。通过在导流管上形成有定向喷射的多排喷浆口，实现定向注浆，当注浆结构用于水平偏移纠偏时，避免了高压喷射注浆桩施工过程中产生的应力传递到既有建筑物的地基上，通过定向喷射的注浆结构施工的注浆桩产生的地基推动作用不会破坏既有建筑的结构，防止对周边既有建筑造成损坏。通过在导流管上设置多排的喷浆口，保证了定向喷射的注浆结构在注浆桩施工过程中在竖直方向上产生均衡的推动力，并依靠该力对桥墩路基进行纠偏横移，使桥墩路基在横向纠偏过程中保持结构的稳定性，不会影响到铁路轨道的运行。注浆管通过密封塞可滑动地在导流管内移动，两密封塞与导流管之间形成喷浆腔，喷浆腔与至少一排喷浆口连通，使得该注浆结构可以分段注浆，根据不同地层的地质条件，调整注浆压力、浆液水灰比、注浆提升速度、单位注浆量等参数，做到定点、定量注浆以及更好得进行压力保持，有效提升纠偏效果。同时还提供一种桥墩路基的纠偏系统。本申请的一种定向注浆结构及桥墩路基的纠偏系统，具有在水平偏移纠偏时，防止对周边既有建筑造成损坏的优点。

附图说明

图1为本申请实施例中注浆结构的结构示意图；

图2为本申请实施例中纠偏系统的结构示意图；以及

图3为图2中A-A方向的剖视图。

附图标记说明

1、纠偏系统；2、注浆结构；3、注浆孔；4、变形槽；5、应力释放孔；6、既有建筑；7、桥墩路基；20、导流管；21、注浆管；22、密封塞；23、封闭环；24、套壳料；25、喷浆腔；26、喷浆头；200、喷浆口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

旋喷桩是利用钻机将旋喷导流管钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过注浆结构使浆液获得一定能量后，从导流管上的喷浆口中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。旋喷桩施工简单，特别适用于软土桥墩和路基横向偏移的处理，但是由于旋喷桩施工通常都是以孔的轴线为中心向四周喷射，因此对于孔周边的地域会产生很强的挤压推动作用，从而对周围既有建筑的结构造成一定破坏。

本申请实施例的一方面提供一种定向注浆结构，用于在注浆孔3内定向注浆，注浆结构2包括套壳料24、导流管20、注浆管21以及密封塞22。套壳料24浇筑在注浆孔3中；导流管20设置在注浆孔3中，导流管20上形成有定向喷射的多排喷浆口200，导流管20被套壳料24所包裹；注浆管21设置在导流管20内，注浆管21上形成有出浆口；两密封塞22固定在注浆管21上，出浆口位于两密封塞22之间，注浆管21通过密封塞22可滑动地在导流管20内移动，两密封塞22与导流管20之间形成喷浆腔25，喷浆腔25与至少一排喷浆口200连通。

本申请实施例提供的定向注浆结构2适用于城际铁路、普速铁路、轨道交通、地铁等桥墩和路基的水平偏移整治。通过在导流管20上形成有定向喷射的多排喷浆口200，实现定向注浆，当注浆结构2用于水平偏移纠偏时，避免了高压喷射注浆桩施工过程中产生的应力传递到既有建筑6物的地基上，通过定向喷射的注浆结构2施工的注浆桩产生的地基推动作用不会破坏既有建筑6的结构，防止对周边既有建筑6造成损坏。通过在导流管20上设置多排的喷浆口200，保证了定向喷射的注浆结构2在注浆桩施工过程中在竖直方向上产生均衡的应力，并依靠该力对桥墩路基7进行纠偏横移，使桥墩路基7在横向纠偏过程中保持结构的稳定性，不会影响到铁路轨道的运行。注浆管21通过密封塞22可滑动地在导流管20内移动，两密封塞22与导流管20之间形成喷浆腔25，喷浆腔25与至少一排喷浆口200连通，使得该注浆结构2可以分段注浆，根据不同地层的地质条件，调整注浆压力、浆液水灰比、注浆提升速度、单位注浆量等参数，做到定点、定量注浆以及更好得进行压力保持，有效提升纠偏效果。

在一实施例中，在桥墩路基7与既有建筑6物之间的已发生横向位移处的区域内沿线路纵向间隔施作注浆孔3，注浆孔3内浇筑按一定配比配制而成的套壳料24，完成后下放管壁上开设有喷浆口200的导流管20到注浆孔3内，将所有的喷浆口200朝向桥墩路基7且背离既有建筑6物的一侧，通过注浆管21的出浆口向导流管20内注浆，利用从喷浆口200内喷射出的浆液推动桥墩路基7向变形槽4一侧移动，从而实现对桥墩路基7的纠偏。

在一实施例中，密封塞22固定在注浆管21上，出浆口位于两密封塞22之间，注浆管21通过密封塞22可滑动地在导流管20内移动，两密封塞22与导流管20之间形成喷浆腔25，喷浆腔25与至少一排喷浆口200连通。密封塞22与注浆管21可以通过过盈配合固定，也可以通过螺纹配合固定，具体的密封塞22与注浆管21通过螺纹配合固定在注浆管21上，螺纹连接使得固定的更加牢靠，注浆管21通过密封塞22滑动地在导流管20内移动时不会脱落，从而实现分段注浆，提升纠偏效果，且在安装以及使用过程简单方便。

在一实施例中，注浆结构2还包括设置在至少一排喷浆口200沿导流管20轴线两侧的封闭环23，封闭环23套设在导流管20的外壁上。封闭环23有防止注浆过程中发生串浆的作用。本申请实施例提供的注浆结构2可以分段注浆，根据不同地层的地质条件，调整注浆压力、浆液水灰比、注浆提升速度、单位注浆量等参数，做到定点、定量注浆以及更好得进行压力保持，有效提升纠偏效果。所以在喷浆口200沿导流管20轴线两侧设置封闭环23，防止注浆过程中发生串浆，可以更好得进行压力保持，有效提升纠偏效果。

具体的，套壳料24包括水、水泥、膨润土以及水玻璃，水：水泥：膨润土：水玻璃为2:1:1.4:0.03，由于导流管20被套壳料24所包裹，所以从喷浆口200出来的浆液不能随意流动，只有浆液达到一定压力后，才能冲破套壳料24，也只能在冲破套壳料24这个地方进行注浆，避免浆液到处乱窜。既能在一定的压力下，压开套壳料24进行横向注浆，又能在高压注浆时，阻止浆液沿孔壁或管壁流出地表。本申请的封闭环23与套壳料24的联合作用，防止串浆的效果更显著。

在一实施例中，可以在每排喷浆口200沿导流管20轴线两侧设置封闭环23，也可以在多排喷浆口200沿导流管20轴线两侧设置封闭环23。优选的，在每排喷浆口200沿导流管20轴线两侧设置封闭环23，防止串浆的效果更显著。封闭环23的直径可以稍小于注浆孔3的孔径，方便封闭环23的安装，确保套壳料24能将导流管20包裹。

在一实施例中，相邻两排喷浆口200沿导流管20轴向间隔距离为30cm～50cm。注浆管21通过密封塞22可滑动地在导流管20内移动，密封塞22与导流管20之间形成的喷浆腔25，移动到与目标喷浆口200连通，能将浆液限定在注浆区域的任一段范围内并进行反复注浆，达到分层分段注浆的目的，每层的注浆参数可根据地层条件等进行独立调整。可以更好得进行压力控制，有效提升纠偏效果。

在一实施例中，每排喷浆口200的数量为至少两个，每排喷浆口200的定向喷浆夹角为170°～190。通过在导流管20上形成有定向喷射的多排喷浆口200，实现定向注浆，通过控制注浆结构2的喷浆角度，更精准的控制注浆结构2在施工过程中产生的应力，注浆结构2在施工时产生的地基推动作用不会破坏既有建筑6的结构，防止对周边既有建筑6造成损坏。通过导流管20上喷浆口200角度的控制，保证了定向喷射的注浆结构2在注浆桩施工过程中产生均衡的应力，并依靠该力对桥墩路基7进行纠偏横移，使桥墩路基7在横向纠偏过程中保持结构的稳定性，不会影响到铁路轨道的运行。

具体的，每排喷浆口200的数量为三个，相邻喷浆口200之间夹角为85°～95°，喷浆口200的定向喷浆夹角为170°～190°。保证了定向喷射的注浆结构2在注浆桩施工过程中产生均衡的应力。

在一实施例中，注浆结构2还包括喷浆头26，设置在喷浆口200上并与喷浆口200连通，且至少部分外露于导流管20的外壁。通过在喷浆口200上设置喷浆头26，起到增加注浆压力的作用，保证定向喷射的注浆结构2在注浆桩施工过程中产生足够的应力，并依靠该力对桥墩路基7进行纠偏横移，有效提升纠偏效果。喷浆头26至少部分外露于导流管20的外壁，保证喷浆头26深入套壳料24内部，避免注浆时浆液到处乱窜，防止浆液沿孔壁或管壁流出地表。

在一实施例中，喷浆头26外露于导流管20外壁的长度为2mm～3mm。喷浆头26外露于导流管20外壁的长度为2mm～3mm，即能保证喷浆头26深入套壳料24内部，避免注浆时浆液到处乱窜，防止浆液沿孔壁或管壁流出地表，又能保证注浆效果。在喷浆头26外面包裹一层挡土层，防止外侧的套壳料24进入喷浆头26，保证浆液能顺利打入土中。

在一实施例中，喷浆口200的直径为5mm～6mm，喷浆头26的喷口直径为0.8mm～1.0mm。喷浆头26外露于导流管20外壁的长度为2mm～3mm，喷浆头26的喷口直径为0.8mm～1.0mm，起到增加注浆压力的作用。具体的，喷浆头26的喷口直径为0.9mm。

在一实施例中，喷浆口200的直径为5mm～6mm，喷浆头26的喷口直径为0.8mm～1.0mm，喷浆头26与喷浆口200连通的喷浆通道呈椎体状，更有利于增加注浆压力，降低注浆阻力。当然，喷浆头26与喷浆口200连通的喷浆通道也可以呈其他形状，例如呈柱体状。

本申请实施例的另一方面提供一种桥墩路基的纠偏系统，桥墩路基7偏移变形的一侧有既有建筑6，纠偏系统1包括注浆孔3、变形槽4、应力释放孔5以及上述任意一项实施例的注浆结构2。注浆孔3位于桥墩路基7与既有建筑6物之间的发生偏移变形的区域内，沿线路纵向间隔设置；注浆结构2设置在注浆孔3内，喷浆口200朝向桥墩路基7，注浆结束后导流管20保留在注浆孔3中；变形槽4形成在与桥墩路基7偏移变形对应的另一侧；应力释放孔5形成在变形槽4与桥墩路基7之间。

在一实施例中，在桥墩路基7横向偏移的区域，位于桥墩路基7和既有建筑6物之间开设注浆孔3，将注浆结构2放入注浆孔3内，喷浆口200朝向桥墩路基7，定向喷射的注浆结构2在注浆桩施工过程中产生足够的应力，通过该应力作用推动桥墩路基7横向移动，完成桥墩路基7的纠偏施工。通过本申请注浆结构2的定向喷射注浆桩，将施工过程中的推力朝桥墩路基7一个方向释放，在推动桥墩路基7横向移动的同时防止了定向喷射注浆桩与既有建筑6之间的应力作用，避免了高压喷射注浆桩施工过程中造成周边既有建筑6物的损坏。

在一实施例中，纠偏系统1在施工时会产生瞬间喷射压力引起软土地基产生超孔隙水压，超孔隙水压消散过程中带动地基土体蠕变，由土体蠕变引起桥墩桩基产生横向变形，进而带动桥墩、梁体以及上部轨道结构整体位移，完成纠偏。应力释放孔5沿线路纵向间隔设置，相邻两应力释放孔5的间距为2.0m～5.0m，应力释放孔5的孔径为127mm～148mm，应力释放孔5用于加快孔隙水压力的消散。每个应力释放孔5的底部向下延伸，并贯穿桥墩路基7下方的软弱地层区，释放孔可以达到20m左右。相邻两应力释放孔5的间距根据已发生横向偏移的大小量确定，横向偏移大时，应力释放孔5的间距小；横向偏移小时，应力释放孔5的间距大。

在一实施例中，应力释放孔5中填充有中粗砂、碎石或砂卵石中的至少一种。在应力释放孔5中填充有中粗砂、碎石或砂卵石中的一种或几种，用于防止应力释放孔5跨孔坍塌，进而失去应力释放孔5的作用。

在一实施例中，变形槽4形成在与桥墩路基7偏移变形对应的另一侧，变形槽4的宽度为0.5m～1.0m，变形槽4的深度不小于4m。变形槽4起到为土体卸载，解除土体压力的作用。在变形槽4内填塞既能防止变形槽4塌陷，又容许变形槽4变形的材料。具体的，在变形槽4内填塞硬质泡沫。在桥墩路基7纠偏施工完成后，将变形槽4用凝固材料封填密实。

具体的，沿线路方向设置有至少一排的注浆孔3，位于同一排的相邻的两个定向喷射注浆桩之间的距离为0.4m～0.6m，注浆喷射范围为0.5m～0.7m，喷射压力为2MPa～4MPa，注浆提升速度为15cm/min～25cm/min。注浆结束后，导流管20无需取出，作为永久加固措施保留在注浆孔3中。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定向注浆结构，用于在注浆孔内定向注浆，其特征在于，包括：

套壳料，浇筑在所述注浆孔中；

导流管，设置在所述注浆孔中，所述导流管上形成有定向喷射的多排喷浆口，所述导流管被所述套壳料所包裹；

注浆管，设置在所述导流管内，所述注浆管上形成有出浆口；以及

密封塞，两所述密封塞固定在所述注浆管上，所述出浆口位于两所述密封塞之间，所述注浆管通过所述密封塞可滑动地在所述导流管内移动，两所述密封塞与所述导流管之间形成喷浆腔，所述喷浆腔与至少一排所述喷浆口连通。

2.根据权利要求1所述的注浆结构，其特征在于，所述注浆结构还包括设置在至少一排所述喷浆口沿所述导流管轴线两侧的封闭环，所述封闭环套设在所述导流管的外壁上。

3.根据权利要求1所述的注浆结构，其特征在于，相邻两排所述喷浆口沿所述导流管轴向间隔距离为30cm～50cm。

4.根据权利要求1所述的注浆结构，其特征在于，每排所述喷浆口的数量为至少两个，每排所述喷浆口的定向喷浆夹角为170°～190。

5.根据权利要求1所述的注浆结构，其特征在于，所述注浆结构还包括喷浆头，设置在所述喷浆口上并与所述喷浆口连通，且至少部分外露于所述导流管的外壁。

6.根据权利要求5所述的注浆结构，其特征在于，所述喷浆头外露于所述导流管外壁的长度为2mm～3mm；和/或

所述喷浆口的直径为5mm～6mm，所述喷浆头的喷口直径为0.8mm～1.0mm。

7.一种桥墩路基的纠偏系统，其特征在于，所述桥墩路基偏移变形的一侧有既有建筑，所述纠偏系统包括：

注浆孔，位于所述桥墩路基与所述既有建筑物之间的发生偏移变形的区域内，沿线路纵向间隔设置；

根据权利要求1～6任意一项所述的注浆结构，设置在所述注浆孔内，所述喷浆口朝向所述桥墩路基，注浆结束后所述导流管保留在所述注浆孔中；

变形槽，形成在与所述桥墩路基偏移变形对应的另一侧；以及

应力释放孔，形成在所述变形槽与所述桥墩路基之间。

8.根据权利要求7所述的纠偏系统，其特征在于，所述应力释放孔沿线路纵向间隔设置，相邻两所述应力释放孔的间距为2.0m～5.0m，所述应力释放孔的孔径为127mm～148mm。

9.根据权利要求7所述的纠偏系统，其特征在于，所述变形槽的宽度为0.5m～1.0m，所述变形槽的深度不小于4m。

10.根据权利要求7所述的纠偏系统，其特征在于，所述应力释放孔中填充有中粗砂、碎石或砂卵石中的至少一种。

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