咬合樁定向注漿結構及咬合樁定向注漿加固土體方法

2023-04-25 22:58:56

咬合樁定向注漿結構及咬合樁定向注漿加固土體方法
【專利摘要】本發明公開了一種咬合樁定向注漿結構，包括用於構築咬合樁樁牆的A樁和B樁，所述B樁內置有圓形的鋼筋籠；還包括注漿系統，所述注漿系統包括用於輸出漿液的注漿泵、用於輸送漿液的注漿導管和用於直接對周圍土體進行壓密注漿加固的注漿輸出管，所述注漿泵通過所述注漿導管連接所述注漿輸出管，若干所述注漿輸出管設置在所述B樁的所述鋼筋籠的外周側面上，所述注漿輸出管上設置有若干出漿孔，所述出漿孔朝向需加固的一側土體，對一側土體進行注漿加固。本發明還公開了一種咬合樁定向注漿加固土體方法。本發明具有施工工藝簡單，造價低，易操作，易達到設計效果的特點，特別適用於周邊既有結構淨距狹小，且常規土體加固機械無法施工的基坑工程。
【專利說明】咬合粧定向注漿結構及咬合粧定向注漿加固土體方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及建築地基基礎施工的【技術領域】，尤其涉及一種咬合樁定向注漿結構及 咬合樁定向注漿加固土體方法。

【背景技術】
[0002] 隨著城市地下空間的不斷開發和利用，地下空間同樣面臨著寸土寸金的局面。為 了使地下空間開發最大化，建築工程的基坑開挖深度越來越深，而且面積越來越大。在地下 空間規劃時，新建的地下空間常常與周邊既有地下空間或基礎緊鄰，而兩者之間的土體常 常受到工程施工的擾動或者本身就是力學性能不佳的軟土，成為新建地下空間圍護工程的 薄弱環節。
[0003] 為確保施工過程的安全，通常在基坑開挖前，需對相鄰結構周邊受影響的土體進 行加固，土體加固一般採用水泥土攪拌樁等施工工藝，但這種方式無形中增加了造價和工 期。近年來，地下空間為了實現最大化，圍護經常與既有地下、地上結構緊鄰，甚至小於lm。 在如此狹小的空間中，土體加固的施工設備難以將施工鑽頭安全的伸入需加固的土體，更 無法展開工作，成為工程安全的隱患。
[0004] 另一方面，鑽孔咬合樁在國內是一項比較成熟的圍護結構施工技術。鑽孔咬合樁 相鄰的兩樁中心距小於單樁樁徑，因此存在後施工的樁咬合先施工的樁。咬合樁分方形鋼 筋籠(或素混凝土)A樁和圓形鋼筋籠B樁。施工順序是，先施工A樁，B樁施工在後，切割A 樁部分的混凝土而形成咬合結構。咬合樁的混凝土終凝出現在樁的咬合以後，成為無縫的 連續的"樁牆"。當咬合樁施工時，對周邊土體會產生一定擾動，使咬合樁和鄰近既有結構之 間的土體更加軟弱，威脅到基坑開挖時的安全，此時需要對新建的樁牆和既有結構之間的 土體部分（即基坑的外周側土體部分）進行加固。
[0005] 因此，本領域的技術人員一直致力於開發一種能有效加固新建的樁牆和既有結構 之間土體，且結構簡單、操作便捷、所需施工空間小、成本低廉的咬合樁定向注漿結構及咬 合樁定向注漿加固土體方法。


【發明內容】

[0006] 有鑑於上述現有技術的不足，本發明提出一種能實現對一側土體進行注漿有效加 固的咬合樁定向注楽結構及咬合樁定向注楽加固土體方法，本發明尤其適合加固新建咬合 樁樁牆和既有地下結構之間狹長土體。
[0007] 為實現上述目的，本發明提供了一種咬合樁定向注漿結構，包括：用於構築咬合樁 樁牆的A樁和B樁，所述B樁內置有鋼筋籠。其中還包括：用於定向注漿的注漿系統，所述 注漿系統包括用於輸出漿液的注漿泵、用於輸送漿液的注漿導管和用於直接對周圍土體進 行壓密注漿加固的注漿輸出管，所述注漿泵通過所述注漿導管連接所述注漿輸出管，若干 所述注漿輸出管設置在所述B樁的所述鋼筋籠的外周側面上，所述注漿輸出管上設置有若 幹出漿孔，所述出漿孔朝向需加固的一側土體。
[0008] 採用上述技術方案，在土體加固時，漿液從注漿泵對漿液進行加壓，漿液通過注漿 導管通往注漿輸出管，漿液從注漿輸出管上的出漿孔流出，對周圍土體壓密注漿加固，十分 適合加固新建咬合樁樁牆和既有結構之間狹長土體，且結構簡單、操作便捷、所需施工空間 小、成本低廉。
[0009] 作為本發明的進一步改進，所述注漿輸出管為弧形軟管，所述注漿導管同時連通 各個所述弧形軟管，若干所述弧形軟管水平布置在所述鋼筋籠朝向需加固一側土體的外周 側面上，所述弧形軟管的兩埠封閉，且所述出漿孔設置在所述弧形軟管朝向需加固一側 土體的管壁上。採用弧形軟管多層水平布置，可以更好的與鋼筋籠適配，且可實現對一側土 體多個斷面進行加固作業。
[0010] 作為本發明的進一步改進，所述注漿導管上設置有使漿液只能單向流動的注漿 閥，所述注漿閥可採用逆止閥，進一步提高了本發明的結構可靠性。
[0011] 本發明還提出一種咬合樁定向注漿加固土體方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟一：預製B樁用的鋼筋籠。
[0013] 步驟二：在所述鋼筋籠的外周側面設置有用於輸送漿液的注漿導管和用於直接對 周圍土體進行壓密注漿加固的若干注漿輸出管，所述注漿導管與所述若干注漿輸出管導通 連接，所述注漿輸出管的管壁上設置有若干出漿孔。
[0014] 步驟三：構築A樁，同時完成B樁樁孔的施工。
[0015] 步驟四：將設置有所述注漿導管和所述注漿輸出管的鋼筋籠吊入所述B樁樁孔 內，使得所述出漿孔朝向需加固的一側土體。
[0016] 步驟五：澆築B樁，待B樁達到預定強度後，在所述注漿導管的注漿口接入注漿泵， 啟動注漿泵，將漿液輸送至出漿孔直接對需加固的一側土體進行壓密注漿加固。
[0017] 由上可見，按照上述步驟進行施工可構築出所述咬合樁定向注漿結構，且完成了 對一側土體的加固注漿作業。具有操作過程簡單便捷，所需成本低廉，加固效果好的優點。
[0018] 作為本發明的進一步改進，所述注漿輸出管的出漿孔上覆蓋有防止砂土倒灌的覆 蓋層，進一步了提高本發明的可靠性。
[0019] 作為本發明的進一步改進，所述注漿導管通過注漿閥連接導通所述注漿輸出管， 進一步提高了本發明的可靠性和可操作性。
[0020] 作為本發明的進一步改進，所述漿液為P. 042. 5級水泥漿液，所述漿液的水灰比 為0. 55-0. 6,且配置好的漿液在注入之前經過溼磨機細化處理並經濾網過濾，所述濾網網 眼小於40 μ m，進一步提高了本發明的施工效果。
[0021] 作為本發明的進一步改進，所述步驟五還包括澆築B樁成樁後的7-8小時內，在所 述注漿導管的注漿口接入壓力為〇. 8-1. 2MPa的水流，進行清水開塞，開塞後停止注水。上 述開塞作業能及時有效的避免出漿孔被砂石堵塞，且可對覆蓋層進行破開動作，便於後續 注漿作業，進一步提高作業效率與工作可靠性。
[0022] 作為本發明的進一步改進，所述步驟五在B樁成樁2天後且不應遲於成樁後30天 進行注漿作業，注漿壓力為〇· 2-0. 3MPa，注漿速度為10-15L/min。
[0023] 作為本發明的進一步補充說明，本發明的咬合樁定向注漿結構及咬合樁定向注漿 加固土體方法，可根據所需加固土體的性質和加固區域，在設計時對注漿輸出管的排布、間 距以及注漿量進行調整，加固後達到土體強度的設計要求。B樁內預埋的注漿輸出管，在預 留和下吊時應嚴格根據設計定位進行，防止錯位後注漿輸出管的出漿孔被封閉在咬合樁A 樁內，無法出漿。為提高壓漿的成功率，可在A樁成樁12小時後，對注漿設備清水劈裂。
[0024] 綜上所述，本發明的咬合樁定向注漿結構及咬合樁定向注漿加固土體方法，在土 體加固時，漿液從注漿泵對漿液進行加壓，漿液通過注漿導管通往注漿輸出管，漿液從注漿 輸出管上的出漿孔流出，對周圍土體壓密注漿加固，十分適合加固新建咬合樁樁牆和既有 結構之間狹長土體，能有效的克服咬合樁與鄰近既有結構之間土體軟弱的缺陷，通過應用 本發明的注漿結構及加固土體方法能方便有效的加固土體，大大的提高了基坑開挖時的安 全可靠性，且本發明的結構簡單、操作便捷、所需施工空間小、成本低廉。
[0025] 以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以 充分地了解本發明的目的、特徵和效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為咬合樁定向注漿結構的平面示意圖。
[0027] 圖2為圖1咬合樁定向注漿結構的A-A斷面示意圖。
[0028] 圖3為咬合樁定向注漿加固土體方法的流程示意框圖。

【具體實施方式】
[0029] 實施例一：
[0030] 圖1為咬合樁定向注漿結構的平面示意圖。本實施例提出一種咬合樁定向注漿結 構，包括圖1所示的用於構築咬合樁樁牆的A樁1和B樁2，B樁2內置有圓形的鋼筋籠3。
[0031] 圖2為圖1咬合樁定向注漿結構的A-A斷面示意圖。結合圖1和圖2所示，本實 施例的咬合樁定向注漿結構，還包括用於定向注漿的注漿系統，所述注漿系統包括用於輸 出漿液的注漿泵4、用於輸送漿液的注漿導管5和用於直接對周圍土體進行壓密注漿加固 的注漿輸出管6,注漿泵4通過注漿導管5連接注漿輸出管6,若干注漿輸出管6設置在B 樁2的鋼筋籠3的外周側面上，注漿輸出管6上設置有若干出漿孔（圖中未示出），所述出漿 孔朝向需加固的一側土體，即朝向既有結構7 -側，示例性的，漿液可沿圖1和圖2中的箭 頭方向由出漿孔噴向既有結構7 -側需加固的土體。
[0032] 作為本實施例的進一步【具體實施方式】，注漿輸出管6為弧形軟管，注漿導管5同時 連通各個所述弧形軟管，若干所述弧形軟管水平布置在鋼筋籠朝向需加固一側土體（即朝 向既有結構7 -側）的外周側面上，所述弧形軟管的兩埠封閉，且所述出漿孔設置在所述 弧形軟管朝向需加固一側土體（即朝向既有結構7 -側）的管壁上。示例性的，本實施例可 採用三根弧形軟管和圓形鋼筋籠進行三層間隔相等水平布置，很好的實現了對一側土體三 個斷面進行注漿加固作業。當然了，在其他實施例中，也可以採用其他類型和數量的注漿輸 出管6和注漿導管5,同時根據需要進行適當的布置。
[0033] 作為本實施例的進一步【具體實施方式】，為進一步提高了本發明的結構可靠性，注 漿導管5上還設置有使漿液只能單向流動的注漿閥（圖中未示出），示例性的，本實施例所述 的注漿閥為逆止閥。具體的，所述注漿閥可以是一個，設置在注漿導管與注漿泵之間；也可 以是適配每一根注漿輸出管6配置一個所述注漿閥，所述注漿閥一端連接注漿導管5,另一 端連接注漿輸出管6。當然了，在其他實施例中，也可以採用其他類型和數量的注漿閥，同時 根據需要進行適當的布置。
[0034] 採用本實施例的咬合樁定向注漿結構，在土體加固時，漿液從注漿泵對漿液進行 加壓，漿液通過注漿導管通往注漿輸出管，漿液從注漿輸出管上的出漿孔流出，實現對周圍 土體壓密注漿加固，尤其適合加固新建咬合樁樁牆和既有結構之間狹長土體，且結構簡單、 操作便捷、所需施工空間小，以及大大降低了施工難度和成本。由於鑽孔咬合樁在國內是一 項比較成熟的圍護結構施工技術，對於A樁和B樁的具體澆築以及樁牆的成型工藝是本領 域通用的現有技術，本領域普通技術人員可以顯而易見的進行構築，在此不再贅述。
[0035] 實施例二：
[0036] 圖3為咬合樁定向注漿加固土體方法的流程示意框圖。本實施例提出一種咬合樁 定向注漿加固土體方法，如圖1-3所示，包括以下步驟：
[0037] 步驟S1 :預製B樁2用的鋼筋籠3。
[0038] 步驟S2 :在鋼筋籠3的外周側面設置有用於輸送漿液的注漿導管5和用於直接對 周圍土體進行壓密注漿加固的若干注漿輸出管6,注漿導管5與若干注漿輸出管6導通連 接，注漿輸出管6的管壁上設置有若干出漿孔。
[0039] 步驟S3 :構築A樁1，同時完成B樁樁孔的施工。
[0040] 步驟S4 :將設置有注漿導管5和注漿輸出管6的鋼筋籠3吊入所述B樁樁孔內， 使得所述出漿孔朝向需加固的一側土體(即朝向既有結構7 -側)。同時將注漿導管5的注 漿口設置在所述B樁樁孔外（即露出地面，方便後續連接注漿管路)。
[0041] 步驟S5 :澆築B樁2,待B樁2達到預定強度後，在注漿導管5的注漿口接入注漿 泵4,啟動注漿泵4,將漿液輸送至出漿孔直接對需加固的一側土體進行壓密注漿加固（如 圖1和圖2中的箭頭所示，對咬合樁樁牆和既有結構之間狹長土體進行注漿加固）。
[0042] 由上可見，按照上述步驟進行施工可構築出如圖1和圖2所示的實施例一所述的 咬合樁定向注漿結構，且漿液沿圖1和圖2中的箭頭方向完成了對一側土體的加固注漿作 業。由於A樁和B樁的咬合位置不能滲透漿液，因此漿液全部進入需加固的一側土體，減少 了跑漿、竄漿的可能性，降低了浪費。注漿的質量控制可採取注漿量和注漿壓力雙控的方 法，通常壓漿量為主，泵送壓力為輔。故操作過程簡單便捷，所需成本低廉，加固效果好。本 實施例的加固土體方法可直接採用實施例一中所描述的咬合樁定向注漿結構，是實施例一 的一種具體應用，在構築完成整個樁牆，以及樁牆和既有結構之間狹長土體的注漿加固強 度達到設計要求後，即可放心進行基坑8的開挖。
[0043] 作為本實施例的進一步【具體實施方式】，注漿輸出管6的出漿孔上還可覆蓋有防止 砂土倒灌的覆蓋層（圖中未示出），示例性的，本實施例中的覆蓋層可採用膠布或橡膠包裹 覆蓋出漿孔，使出漿孔處於封閉狀態，防止砂土由外部倒灌入注漿輸出管6內，而在出漿時 由漿液即可衝開覆蓋層恢復導通狀態，進一步了提高本發明的可靠性。
[0044] 作為本實施例的進一步【具體實施方式】，本實施例在圓形的鋼筋籠3外周側面水平 布置三根相互平行的注漿輸出管6,再為每一根注漿輸出管6配置一個注漿閥，注漿導管5 通過注漿閥連接導通注漿輸出管6,具體為注漿閥一端連接注漿導管5,另一端連接注漿輸 出管6,示例性的，本實施例的注漿閥為逆止閥。當然了，在其他實施例中，也可以採用其他 類型和數量的注漿閥，同時根據需要進行適當的布置。
[0045] 作為本實施例的進一步【具體實施方式】，本實施例採用的漿液為P. 042. 5級水泥漿 液，所述漿液的水灰比為0. 55-0. 6,示例性的水灰比可採用0. 55或0. 58或0. 6。且配置好 的漿液在注入之前經過溼磨機細化處理並經濾網過濾，所述濾網網眼小於40 μ m，示例性的 所述濾網網眼廢熱直徑可採用10 μ m或20 μ m或30 μ m或其他小於40 μ m的尺寸。
[0046] 作為本實施例的進一步【具體實施方式】，所述步驟S5還包括澆築B樁2成樁後的 7-8小時內，在注漿導管5的注漿口接入壓力為0. 8-1. 2MPa的水流(示例性的可採用在澆築 B樁成樁後的7或8小時內，在注漿導管5的注漿口接入壓力為0. 8或1. 2MPa的水流進行 清水開塞)，開塞後停止注水。上述開塞作業能及時有效的避免出漿孔被砂石堵塞，且可對 覆蓋層進行破開動作，便於後續注漿作業，進一步提高作業效率與工作可靠性。
[0047] 再在B樁2成樁2天後且不應遲於成樁後30天進行注漿作業，設置參數：注漿壓 力為0· 2-0. 3MPa，注漿速度為10-15L/min (示例性的，可在B樁成樁2天或15天或30天 後，進行注漿作業，設置注漿壓力為〇. 2或0. 3MPa，注漿速度為10或15L/min)，最後啟動注 漿泵4,將漿液輸送至出漿孔直接對周圍土體進行壓密注漿加固，完成加固土體作業。
[0048] 本實施例在A樁1和B樁2咬合成樁後，通過注漿輸出管6向既有結構7 -側需 加固的土體進行單側定向水泥注漿，水泥漿液滲入土層中的孔隙，達到提高土體強度的效 果。本實施例可以根據土層情況及加固要求，通過增減注漿輸出管堅向間距及注漿量，實現 設計要求。本實施例具有施工工藝簡單，造價低，易操作，易達到設計效果的特點，特別適用 於周邊既有結構淨距狹小，且常規土體加固機械無法施工的基坑工程。
[〇〇49] 以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無 需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術 人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的 技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種咬合樁定向注漿結構，包括用於構築咬合樁樁牆的A樁和B樁，所述B樁內置有 鋼筋籠；其特徵在於，還包括：用於定向注漿的注漿系統，所述注漿系統包括用於輸出漿液 的注漿泵、用於輸送漿液的注漿導管和用於直接對周圍土體進行壓密注漿加固的注漿輸出 管，所述注漿泵通過所述注漿導管連接所述注漿輸出管，若干所述注漿輸出管設置在所述 B樁的所述鋼筋籠的外周側面上，所述注漿輸出管上設置有若干出漿孔，所述出漿孔朝向需 加固的一側土體。
2. 如權利要求1所述的咬合樁定向注漿結構，其特徵在於：所述注漿輸出管為弧形軟 管，所述注漿導管同時連通各個所述弧形軟管，若干所述弧形軟管水平布置在所述鋼筋籠 朝向需加固一側土體的外周側面上，所述弧形軟管的兩埠封閉，且所述出漿孔設置在所 述弧形軟管朝向需加固一側土體的管壁上。
3. 如權利要求1或2所述的咬合樁定向注漿結構，其特徵在於：所述注漿導管上設置 有使漿液只能單向流動的注漿閥。
4. 如權利要求3所述的咬合樁定向注漿結構，其特徵在於：所述注漿閥為逆止閥。
5. -種咬合樁定向注漿加固土體方法，其特徵在於：包括以下步驟： 步驟一：預製B樁用的鋼筋籠； 步驟二：在所述鋼筋籠的外周側面設置有用於輸送漿液的注漿導管和用於直接對周 圍土體進行壓密注漿加固的若干注漿輸出管，所述注漿導管與所述若干注漿輸出管導通連 接，所述注漿輸出管的管壁上設置有若干出漿孔； 步驟三：構築A樁，同時完成B樁樁孔的施工； 步驟四：將設置有所述注漿導管和所述注漿輸出管的鋼筋籠吊入所述B樁樁孔內，使 得所述出漿孔朝向需加固的一側土體； 步驟五：澆築B樁，待B樁達到預定強度後，在所述注漿導管的注漿口接入注漿泵，啟動 注漿泵，將漿液輸送至出漿孔直接對需加固的一側土體進行壓密注漿加固。
6. 如權利要求5所述的咬合樁定向注漿加固土體方法，其特徵在於：所述注漿輸出管 的出漿孔上覆蓋有防止砂土倒灌的覆蓋層。
7. 如權利要求5所述的咬合樁定向注漿加固土體方法，其特徵在於：所述注漿導管通 過注漿閥連接導通所述注漿輸出管。
8. 如權利要求5所述的咬合樁定向注漿加固土體方法，其特徵在於：所述漿液為 P. 042. 5級水泥漿液，所述漿液的水灰比為0. 55-0. 6,且配置好的漿液在注入之前經過溼 磨機細化處理並經濾網過濾，所述濾網網眼小於40 μ m。
9. 如權利要求6所述的咬合樁定向注漿加固土體方法，其特徵在於：所述步驟五還包 括澆築B樁成樁後的7-8小時內，在所述注漿導管的注漿口接入壓力為0. 8-1. 2MPa的水 流，進行清水開塞，開塞後停止注水。
10. 如權利要求5-9任一權利要求所述的咬合樁定向注楽加固土體方法，其特徵在 於：所述步驟五在B樁成樁2天後且不應遲於成樁後30天進行注漿作業，注漿壓力為 0· 2-0. 3MPa，注漿速度為 10-15L/min。
【文檔編號】E02D3/08GK104060613SQ201310093407
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月22日 優先權日:2013年3月22日
【發明者】徐壯濤, 鄭振鵬 申請人:上海市城市建設設計研究總院