专利名称：地基灌浆装置及方法
本申请公开的技术涉及地基的加固工程、获得防止地基液化或较大深度开挖时地基加固效果的施工技术，特别是涉及按照防止液化施工工程的方式，将用于对大体积地基进行地基加固的硬化材料灌注到地基中的技术领域。
在过去，对于由于地基开挖或较大深度的地下工程的周边地基，因地下水存在而造成地基流动的液化现象，广泛采用的稳定化施工技术，是通过下述方式在局部地，或在较宽的区域内对地基进行加固，即，将灌浆管插入形成于该地基中的孔中，灌注水泥浆或化学液剂等硬化材料。
人们也对地基加固稳定化施工中所采用的技术，进行了各种开发改进研究，近来，实用的灌注施工法是使用了如图7所示，在轴向上以规定间距具有袋状体5的双重管双层填塞方式的管体1，这种施工方法是在地基的基岩中形成规定的孔，将水泥浆13填充于该孔的内部，将上述管体1插入到所形成的孔内，从插入外管的内管，通过设置于袋状体5内部的排出口3’，打开套筒4’，填充水泥浆等填充材料6，使该袋状体5膨胀，与成孔的孔壁紧密固定之后，插入内管，通过按照规定间距设置于管体1上的排出口3，灌注规定的硬化材料，打开以嵌合方式设置于该管体1排出口3外侧的套筒4，使上述的套筒砂浆裂开，通过地基中的成孔孔壁，向地基中灌注硬化材料，从而实现了稳定处理。
但是，像防止液化施工方法那样，以较宽的范围将硬化材料从1根灌浆管灌注到较宽范围的地基中时，由于灌浆管周围为密封砂浆所密封，这样用于使硬化材料渗透到地基中的朝向地基的开口较小，从而每批排出量较多的硬化材料难于均等地，长时间地，在较宽范围内均匀地连续实现渗透。
此外，如图8所示，在地基的基岩7中形成规定尺寸的成孔8，在该成孔8的内部，穿过密封砂浆13，插入下述外管12，在该外管12上开设有规定数量的，沿轴向以规定间距形成的规定尺寸的排出口9，在各排出口9上沿环周呈带状设置有橡胶套筒10，另外上述外管12上设置有滤网11，按照以规定间距带有橡胶填塞14、14的方式将内管17插入上述外管12的内部，在各橡胶填塞14之间形成空间15，另外沿内管17的轴向，开设多个喷射口16，在橡胶填塞14之间的空间15中，外管12的排出口9与内管17的喷射口16处于相互保持连通的状态，通过规定行程的步进方式，从内管17内部的硬化材料通路18以压力方式输送的规定硬化材料通过上述内管12的喷射口16，穿过橡胶填塞14、14之间的空间15，经上述外管12的排出口9，将橡胶套筒10打开，使成孔8的孔壁内的套筒砂浆13裂开，从而渗透灌注于地基的基岩内。
此外，标号19表示硬化材料的通路，该硬化材料的通路是指硬化材料从硬化材料通路18，经内管17的喷射口17，通过空间15，穿过外管17的排出口12，使套筒砂浆13裂开，渗透灌注于地基的基岩内的路径。
还有，标号10’表示橡胶套筒，其沿环周设置位于填塞14、14之间的空间15外侧的外管排出口上。
然而，经试验确认，在图8所示的填塞方式的灌浆管1’中，从内管17、17内的硬化材料通路18排出的，以规定行程的步进方式的硬化材料可使外管12外侧的套筒砂浆13裂开，而渗透到地基的基岩中，另外如图9、10所示，即使在泵压力，即对应于内管17内的压力，排出口外侧地基的抵抗压力发生各种变化的情况下，由于该内管17内的作为小孔的喷射口16(比如，在图9中，其孔径为1.0mm，在
图10中，其孔径为2.5mm)的原因，即使在外侧的抵抗压力发生一定程度的变化，喷射口16的排出流量，比如在图9中，在管内压力为50kg/cm2时，即使地基的抵抗压力在0～30kg/cm2的范围内变化，仍能获得大致为4.51/min的喷射量，同样在图10中，上述流量为91/min而不发生变化，基本保持恒定。
可是，对于上述施下方法，在实际的施工过程中，位于外管与成孔孔壁之间的套筒砂浆会沉淀于成孔内，或在因周围的土体塌落而与该土体混合，在深度方向上，以非均质的方式固结，从而难于实现灌浆液的排出渗透。
再有，同样在上述图7所示的双层填塞方式中，由于采用使规定行程步进方式的硬化材料中密封砂浆开裂的灌浆方式，从原理上讲，应当获得均质的灌浆流量，但是由于在实际的硬化材料灌注时，密封砂浆13的局部浓度，或因孔壁破坏而使密度发生变化造成的固结状态发生改变，这样具有下述缺点，即不符合原理，对应于内管压力与喷射口径不可能获得规定量的均质灌浆。
上述情况是指，不可能从多个排出口同时进行规定量的灌浆，也不可能以较短的灌浆步骤，逐段地进行灌浆。
因此，这种已有方式的地基灌浆施工方法存在下述缺点，即不能高效率地进行防止大面积地基液状化的施工。
按照上述方式，已有灌浆方式的缺点，是当灌浆步骤较长时，由于周围地基的土质发生变化，从而灌浆液灌注于渗透液较大的土层中，在整个步骤中难以渗透到周围地基内，为此，如果在灌浆管周围由套筒砂浆形成密封时，则由于有套筒砂浆的存在，向周围地基的开口又较小，从而当每批的排出量较大时，灌浆压力会过大，另外当长时间连续渗透时，凝胶化物会将灌浆管周围的密封砂浆的开口堵塞，从而妨碍长时间的灌浆。
于是，本发明人(本申请人)针对上述的地基灌浆技术情况，如为防止液状化工程等施工那样，经济地通过硬化材料对较大体积的土体进行加固，在建筑产业中的土木技术应用领域提供了一种优良的地基灌浆装置及其施工方法，在该地基灌浆装置及其施工方法中，着眼于①增长1个灌注步骤；②增加每一个灌注步骤的排出量；③针对每1个步骤，连续地长时间地进行灌浆，大量地灌注化学液剂，在较宽范围内实现渗透固结，对于图7、8中的任何一个施工方法都是很必要的，在上述防止液状化灌浆工程和对较深地基灌注的硬化材料形成地基的改进中，即使地基的土体性质发生变化，和引起地基中成孔孔壁塌落等的抵抗压力发生变化的情况下，仍能在恒定的状态下以稳定的排出量进行灌浆，也能长时间地连续进行大体积灌浆，使大体积的土体得以加固，此外，在较大的灌浆步骤中，能均匀地进行一次性灌浆，并能实现固结，在地基内形成设计所要求的成形体。
根据上述情况，本申请人提供了一种新的施工方法，该施工方法为突破性的灌浆技术，即其具有已有的双重管双层填塞施工方法的性能，并且可在从砂性土至粘性土的范围内，进行对应于地基性能的合理灌浆加固，并能缩短工期。
下面，通过图12，对新的灌浆施工方法，就其原理进行简要描述，如图12(a)所示，在地基中通过灌浆外管嵌入套管形成孔，如图12(b)所示，将装设有袋状体26的灌浆外管21嵌入，在该外管21内部，如图12(c)所示，将内管28插入，在袋状体26内部填充灌注硬化材料，对应袋状体26的成孔形成填塞，并且对其周围地基进行压实加固26’，如图12(d)所示，插入内管28，灌注渗透性硬化材料。
为了解决上述问题，按照上述原理模式及目的，以前面所述权利要求范围为主要内容的本发明的技术方案构成，第1方面涉及一种地基灌浆装置，在该装置中，在以嵌合方式设置有可通过硬化材料膨胀的袋状体的外管的管体上，沿轴向开设有多个硬化材料排出口，在其内部沿相同的轴向开设有多个由小孔形成的硬化材料喷射口，并且以夹有该喷射口的方式设置有多个填塞的内管插设于上述外管内部，在内外管之间由多个填塞沿轴向形成数段空间，在上述外管的套管上至少设有1个袋状体，在该外管的袋状体一侧，在至少一个硬化材料排出口与该内管中的多个填塞之间，至少开设有1个硬化材料排出口，该硬化材料排出口与硬化材料喷射口在相互沿轴向上相互间隔开的同一空间内，相互保持连通。
上述内管的硬化材料喷射口由小孔形成，其总面积小于内管的截面面积，由于以较小的孔形成，从而硬化材料便向上述空间喷射，另外，本发明涉及的第2个方面，是涉及一种灌浆装置，该装置具有向地基中灌注硬化材料的内管，该内管插入设置有多个排出口的外管中，在内管中，硬化材料可同时从下述多个喷射口喷出，该多个喷射口位于从借助流体而膨胀的至少3个填塞之间。
此外，在上述描述方式中还涉及第3个方向，即地基灌浆施工的技术方案，在该方案中，使压力传感器与各隔离空间相面临，在将下述外管插入形成地基的孔中，该外管设置有可借助硬化材料膨胀的袋状体，另外具有多个硬化材料排出口，从形成于该外管套管上的多个硬化材料排出口，将硬化材料灌注到地基内，通过硬化剂使上述袋状体膨胀，上述袋状体处于紧密固定于上述成孔的孔壁上，并且硬化材料从具有多个喷射口的内管喷出，从而该硬化材料从上述外管的排出口渗透到地基中。
此外，在上述方案中，一般通过向袋状体中灌注硬化材料而形成的填塞是在向地基中灌浆之前进行的，但是，即使在袋状体灌浆与向地基中的灌浆同时进行的情况下，由于向袋状体中的灌浆量很少，在初期的阶段，仍可在填塞形成之后，连续地向地基中灌浆。
还有，在上述方案中，如果向袋状体中灌注快速固结性的砂浆或瞬间固结液，则施工便可快速地进行。
在上述方案中，当按照施工的顺序进行描述时，本发明的技术是按照下述方式形成的，该方式为可更加施展双重管双层填塞施工方法的优越性，将硬化材料灌注于地基中，其具有特殊结构的灌浆内管，向将以比如，2米的间距插设于灌浆外管上的袋状体中，填充水泥浆、或胶化时间为瞬间～较长时间的硬化材料，使因成孔而扰动的地基与灌浆外管之间的空隙紧密接触，在强力的填塞作用下，以按照2米等约束的地基作为1个灌注步骤，将上述特殊结构的内管插入外管中，从而可从上下两个排出口，向成孔空隙中以均匀的量进行灌浆，该施工方法涉及下述突破性的灌浆技术，其保持已有的双重管双层填塞施工方法的性能，并且可在从砂性土至粘性土的范围内，对应于地基性质，进行合理的灌浆加固，此外可缩短工期。在外管的管体上至少插设有1个袋状体，而通常插设有多个袋状体，此外在各内外管之间的环状间隙中，可设置硬质塑料制的填塞或空气式填塞(包括由空气、水或氮气这样的惰性气体等流体膨胀而形成的填塞)等，在该外管的内部，将具有硬化材料供给通路的内管固定于外管上的橡胶，或空气式填塞在以规定间距相互相邻的间隔部位形成空间，按照内管的硬化材料喷射口的总面积小于内管管路的截面而积的方式，形成小孔的喷射口，各袋状体因水泥砂浆等硬化材料而膨胀，在与成孔的孔壁紧密接触的状态下固定，还将袋状体周围的地基压实，形成其尺寸实质上大于膨胀袋状体的填塞体，化学液剂不会越过各袋状体而渗透，由于1个灌浆步骤的长度较大，这样即使在产生因外管周围的成孔空间的孔壁塌落等造成的排出阻力的情况下，通过使在从内管的小孔喷射口排出的硬化材料向上述空间喷射，与硬化材料和管外抵抗压力变化无关，硬化材料仍能从外管的多个喷射口，以稳定的规定量，按照恒定的状态排出，确实在规定的灌浆步骤中，该硬化材料均匀地向地基渗透灌注，在规定的较大区域内，形成具有规定尺寸的较长成形体，此外，如果在各压力空间中设置压力传感器，还可在地上检测该压力空间中硬化材料的灌注渗透压力是否确实起作用，袋状体对成孔孔壁起着固定作用，并且从袋状体型的喷射口喷出的硬化材料以稳定量对空间的地层连续长时间地进行灌注渗透，在地基中形成大尺寸的，较长的圆筒状的结构物，从而防止产生液状化现象，并使具有较大深度地基的开挖保持稳定进行。
还有，在图12中，设置于外管上的袋状体的数量上下为1组，也可设置多组，但至少设置1组。即，在灌浆袋较短的场合，在地上一侧设置1个袋状体，在该袋状体的下方侧外管上设置多个排出口，从而可从该多个排出口，以大于两次的次数灌注规定的灌浆量。
图1为本发明的地基灌浆装置的局部剖面侧视图；图2为局部放大的主要部分的剖视图；图3为外管的一半剖开的放大侧视图；图4为插入成孔中的灌浆装置的施工要领的说明剖视图；图5为与施工状态的防止液化施工技术有关的示意性剖视图；图6为表示内管的其它实施例的分解剖视图，其中图6(a)、(b)为分解连接的局部纵向剖视图；图7为基于已有技术的，通过装有袋状体的套筒砂浆的双重管双层填塞灌浆的示意性剖视图；图8为同样基于已有技术的，装有套筒砂浆的灌浆装置对成孔进行施工的剖视图；图9为从图8中的抵抗压力与小孔的喷射口的流量之间的，喷嘴保持一定的输送管曲线图；图10为小孔喷射口尺寸改变时的抵抗压力与喷射口的流量之间的输送管曲线图11为本发明基本实施例的示意性侧面剖视图；图12为相同施工顺序的示意性侧面剖视图，图12(a)为套管成孔的示意性侧面剖视图，图12(b)为外管嵌入示意性侧面剖视图，图12(c)为通过袋状体进行地基压实加固的示意性侧面剖视图，图12(d)为渗透性硬化材料灌注的示意性侧视图；图13为图11的示意性平面剖视图。
下面以可实现本发明的形式作为实施例，参照图1～7和图11～13进行描述。
与图8以下的附图相同的部分以相同的标号描述。
图示状态为防止地基液状化用的硬化材料灌注施工状态，在图1～4所示的状态中，标号20表示采用构成本发明的一个关键点的规定行程步进式地基灌浆装置，如图1、2所示，其主要结构由规定直径的钢制或合成树脂制的外管21、内管28和多个袋状体26构成，该内管28包括在相对该外管21的轴向规定位置以规定个数设置的硬质塑料制或橡胶制的填塞29…，上述由合成树脂形成的袋状体26以规定间距设置于该外管21的管体上，上述外管21的前端底部通过盖体27盖住形成封闭状，其前端部的袋状体26…的上下端通过环体24、24固定于外管21的侧面上，从而可实现自由膨胀收缩。
另外，在该袋状体26的内侧开设有规定的硬化材料排出口25，在各排出口25的外侧面，按照将该排出口盖住的方式沿环周设置有橡胶制的套筒23。
此外，上述袋状体26以规定间距(不限于相同的间距)装设于上述外管21的管体上，在各袋状体26内部的外管21的侧面，同样开设有硬化材料排出口25，并且在该排出口25的外侧设置有橡胶制的套筒23，从而该排出口按照与上述相同的方式，可实现自由地开闭。
此外，如图1所示，在外管21中设置有应为规定长度的螺丝接头型的接头22，从而单元外管能按照设定长度连接。
然而，如上面所述，灌浆装置20相对成孔8按照下述方式设置，该方式为该灌浆装置20的内部不像图8所示的已有方式那样，填充设置有套筒砂浆13，在于外管21上的以规定间距设置的各袋状体26相对外管21的侧面呈折叠状，或折起状，该灌浆装置20顺利地插入地基的成孔8内，各袋状体26、26之间与每个预先成孔的各段地基相对应。
在橡胶制或塑料制的填塞29、29之间开设有喷射口34、34…，该填塞29、29按照规定间距沿环周设置于插入的各袋状体26、26之间的外管21的内部的内管28中，如根据图8而说明的图9、10所示，对于内部的硬化材料通路从图中未示出的地上的压力输送泵以压力输送的硬化材料19可在基本上与内管28的外侧抵抗压力变化无关的情况下，针对每个规定行程的步进步骤，以规定量喷射硬化材料19。
再有，可相对于下述空间32设置公知的压力传感器，该空间32指在内管28内以规定间距设置的，橡胶制或塑料制填塞29、29之间的空间，各压力传感器的导线延伸至内管28的内部。
还有，在该内管28的前端由盲螺栓27堵塞，从而形成密封状态。
下面针对上述结构的灌浆装置20的地基灌浆施工方法的实施例进行描述，整个步骤是一次性灌注渗透硬化材料，如图4所示的实施例，不像已有方式那样，填充设置有套筒砂浆13的状态下，在以规定的沿环周插设的各袋状体26设于外管21外部的情况下，上述灌浆装置20顺利地插入到地基的基岩中，以设定尺寸形成的成孔7内的规定深度。
此外，如果通过图中未示出的地上的压力输送泵，以压力输送方式向内管28内部的硬化材料供给通路18供给规定的硬化材料19，则该硬化材料19从内管28的各喷射口34喷出，使各袋状体26膨胀，膨胀的各袋状体26从内侧与成孔7的孔壁紧密接触，形成固定状态，另外由于上述膨胀力，随着时间的推移，使周围的地基处于压实加固状态，在插入状态的成孔8内保持设定的插入姿态。
用于渗透的灌浆液中的，通过压力输送泵，不在袋状体26、26之间填充设置套筒砂浆13的部分分别借助内管28中的各填塞29、29之间的空间32，保持储压状态，通过外管21中的排出口25，在袋状体26对成孔8进行的压力接触固定造成的填塞作用下，向成孔7的孔壁内部渗透灌注，此时，如前面所述，即使在于成孔7的孔壁处，像图4所示的那样，产生坍塌7’的现像，排出口20中的几个的局部发生堵塞等情况，产生抵抗压力的情况下，如上述的图9、10所示，规定量的硬化材料从内管28的喷射口34，在与抵抗压力无关的情况下，以内管28内部的压力(泵压力)，对应于喷射口的孔径，按照一定程度喷射，该规定量的硬化材料朝向周边渗透，从而实现相对整个灌浆深度，硬化材料从外管21的排出口，进行均匀的灌注渗透，实现长时间的大量连续灌浆，可按照设计，在地基中形成规定的较大尺寸的柱状构造体。
另外，图11、12、13附加地表示基本施工的实施例，如图11所示，对于特殊结构的内管，将内管插入以2米间距插设于灌浆外管21上的袋状体26中，填充水泥浆，或凝胶固结时间为瞬间～较长的硬化材料26’，将因成孔7而扰动的地基与外管21之间的空隙紧密压实26’，将该填塞26以2米的间距所限定的地基作为1个灌注步骤，从而可在将上述特殊结构的内管28插入外管21中之后，通过该内管28，从上下两段的排出口，将硬化材料以均匀的量灌注到成孔空隙中。下面通过图12按顺序对本实施例进行进一步描述，如图12(a)所示，通过灌浆外管嵌入套管，在地基中成孔7，如图12(b)所示，嵌入插设有袋状体26的灌浆外管21，如图12(c)所示，插入内管28，在袋状体26内部填充灌注硬化材料，由该袋状体26形成的强力填塞，对周边地基进行压实加固26’，如图12(d)所示，将内管28插入外管21内部，从而灌注渗透性硬化材料。
但是，作为该施工方法的设计方案的实例，如图11～13所示，如果下述条件成立，该条件指①灌浆管的埋设间距 P＝2m×2m的正方形设置②灌浆速度 f＝301/min③灌浆管的单孔加固平面积 Ap＝2m×2m＝4m2④1个步骤的加固土体量(m3) V＝2m(加固高度)×4m2＝16m3⑤1个步骤的灌浆量(kl)Q＝V×(0.35～0.40)＝50.6～6.4kl此时的灌浆率0.35～0.40⑥1个步骤的灌浆时间 t1＝6kl÷0.03kl/min＝200min＝3.3小时(连续灌浆时间)⑦填塞袋的灌浆填充量(l) q＝60l则可进行长时间的大量灌浆。
此外，由于在压入袋状体26硬化材料后膨胀，所以该周边地基随着时间的推移而得以压实加固，实质上形成其尺寸大于袋状体26的填塞体，灌浆液不会越过各填塞体而流散，如图11、12(d)所示，该灌浆液渗透灌注于整个设定地基内，实现凝固。
另外，在袋状体26、26之间的空间中未填充密封砂浆，这样即使在成孔坍塌的情况下，通过上述特殊的内管，借助外管，仍能灌注一定量的硬化材料，并达到规定的深度。
此点为本发明的主要方面。
因此，由于有设于外管上的膨胀性填塞存在，由于不像已有方式那样，在地基的基岩中形成的成孔7内填充设置有套筒砂浆13，这样如图8、9所示的数据，从内管28喷出的硬化材料可在确实均匀的状态下，灌注渗透于整个的地层地基中，可在地基中形成符合设计的，具有较大尺寸的成形体。
再有，外管21的排出口也可像图2所示的那样，另外，上下的袋状体26的排出口也可像图2所示的那样，在上下袋状体26、26之间设置多个，在图4的方式中，在上下的袋状体26、26之间可至少设置1个。
在该工艺中，在与外管21和内管28的环状间隙部各相邻填塞29、29之间，所形成的空间32的储压状态，可通过压力传感器(在设置的场合)检测，在地上的图中未示出的测定装置中，检测储压状态，即检测进行灌浆的情况。
还有，确认空间32中的硬化材料的灌注状态，通过压力测定数据，可进一步确认各填塞29相对外管21内壁的固定状态，可按照设计确保硬化材料的喷出。
此外，通过套筒23，可确实防止从外管21的硬化材料排出口25排出的硬化材料产生逆流现象。
按照上述方式，如图5所示，灌浆装置20以与纵向或斜向交叉的方式插入于地基中，从而可确实进行防止液化的施工。
还有，作为设计变更的形式，显然，填塞不仅为橡胶制的填塞，而且还可为空气式填塞。
比如，图6中的标号28’表示内管灌浆部分，在该内管灌浆部28’中，沿轴向按照规定间距，设置有空气填塞29’、29，…与空气、气体(比如，氮气)或水等的液体的动作流路30’和灌浆液的流路40，它们为双重管或并列设置(假设灌浆管流路包括两个，为3重管，或为3根并列管)，它们通过空气排出口30”，将流体灌注到空间29”中，使由橡胶填塞形成的该空气填塞29’、29’膨胀，其压靠于外管21的内壁上，从喷射口34喷射灌浆液，通过空间32，从外管21的喷射口25、25向地基中灌注。其作用实质上与上述实施例没有差别。
再有，通过图6所示的内管28中的灌浆部的局部，或按照规定间距采用柔性管体的方式形成柔性内管，这样即使在外管21因土体压力而弯曲的情况下，仍可以很容易地插入内管。
另外，延伸至内管灌浆部的灌浆液或起填塞作用的流体流路可采用双重管或并列等的柔性软管。
在实施本发明时，也可在内管中，按照图2所示的方式，在将灌浆段上移的同时进行灌浆，另外，如果采用图4所示的方式，则也可一次性地对多个灌浆段进行灌浆，另外可在将内管固定的状态下，一次性地对整个深度的灌浆段进行灌浆。
按照本发明，在防止软土地基液化的工程，或对建筑物的基础的开挖的加固工程等施工中，为了在地基中，采用双重管双层填塞方式进行硬化材料灌注施工，则采用下述施工方式，该方式为在外管的管体上沿轴向，插设1个或多个袋状体，将内管插入外管中，向该袋状体中压入水泥浆等的硬化材料，使袋状体膨胀，形成固结体，其紧密固定于成孔中，按照此方式在加固地基中设置多个外管，在因固结液的固化，各袋状体固定于地基中之后，硬化材料通过成孔空间，从开设于外管上的袋状体之间的硬化材料排出口渗透灌注于地基中，而为了进行上述的施工，形成了下述的灌浆装置，在该灌浆装置中，在袋状体之间形成至少一个外管的硬化材料排出口，在内管中开设有内管的硬化材料喷射口，该喷射口位于所设置的多个填塞之间，这样通过使硬化材料排出口和硬化材料喷射口以下述方式形成，该方式为上述排出口和喷射口在由形成于成一体设置的灌浆管中的填塞间隔开的同一空间，相互保持连通，即使在外管的硬化材料排出口中产生因塌孔等造成的抵抗压力的情况下，或即使在产生因土层不同造成的抵抗压力的情况下，仍可确保规定量的硬化材料从内管的硬化材料喷射口喷出，即使1个灌浆段较长，在每段的每批排出量较大的情况下，仍可均匀地将规定量的硬化材料灌注到规定深度，针对每个步骤可长时间地连续灌浆，灌注大量的化学液剂，因此，可获得下述优良效果，即确实形成具有按设计的较大尺寸的超长的，并且具有较大直径的筒体成形体。
还有，由于将水泥浆等灌浆液压入设置于外管管体上的多个袋状体中，使袋状体膨胀，将周围地基压实、这样便获得更加确实的极强大的填塞效果。
于是，在外管周围不必采用套筒砂浆进行密封，在由上下1组袋状体包围的整个成孔空间，硬化材料渗透于周围地基中。
在这里，如果将称为“1个步骤”的术语用于指暂时灌浆的灌浆管中轴向的单位区域，则由于每个步骤的硬化材料源的渗透面积是非常大的，这样即使在每批硬化材料排出量较大的情况下，仍获得下述优良效果，即在低压下可实现灌浆，可在土体颗粒之间实现渗透灌浆。
此外，由于即使在连续长时间地灌浆以便可使硬化材料一次性地渗透到较宽范围内的情况下，灌浆源的渗透面积仍较广，这样还获得渗透源不为凝胶体约束封闭的效果。
还有，由于在袋状体的膨胀作用下，填塞周边会受到广泛地压实，这样还会获得下述效果，即具有大于实际袋状体的填塞效果，硬化材料难于越过填塞而流失到上方成孔空间中。
因此，会获得下述效果，即，即使在长时间地连续灌注硬化材料的情况下，硬化材料仍不会流失到系统外部，可均匀地使较宽范围的地基实现渗透性固结。
由此，获得下述效果，即一次性地对全部进行均匀的硬化材料的灌注，可形成符合设计的成形体。
另外，由于1个步骤内的内管喷射口的总面积直径小于内管截面面积的直径，如图9、10所示，这样保证管内压力在规定压力以上(通常在5kg/cm2)，由此即使发生塌孔等现像，抵抗压力发生变化的情况下，仍可确保对应于排出口直径的规定量的硬化材料从内管的喷射口喷出，其结果是，获得下述优良效果，即在全部步骤形成符合设计的地基成形体。
再有，在外管与内管的环状间隙中沿轴向按照规定间距插设的填塞之间的压力空间，设置压力传感器，由于各压力空间的硬化材料的压力可在地上通过导线进行检测，这样便获得下述优良效果，即对压力空间的硬化材料的储压填充状态进行检测，可确认硬化材料确实灌注到地基中。
此外，由于填塞作用等优良，这样上述灌浆装置可采用在地基中较宽区域内，以时间错开的方式集中地对每块区域进行灌浆施工。
另外，在地基为作为施工对象的较宽区域内，灌浆装置以同时或时间错开的方式集中地对每块区域进行灌浆施工，这样便获得下述优良效果，即可根据该地基中的每个区域的情况，进行灌浆施工，施工能力良好，工期也可按照设计进行变更。
还有，由于未设置套筒砂浆，这样即使在相对外管的排出口的抵抗压力发生各种变化，或发生塌孔现像，排出阻力发生变化，进而在局部的排出口前面因塌孔现像而埋住的情况下，仍可确保从内管的喷嘴的喷射口喷射出，对应于泵压力和喷射口直径的一定量的硬化材料喷射量，由此，确保通过成孔空间，在灌浆段的全长范围内，使规定量的硬化材料渗透灌注于地基中，因此便获得下述效果，即按照设计，在地基中形成符合设计的较大尺寸，较长的成形体。
按照上述方式获得的地基加固具有下述效果，即不仅可防止液状化现象，而且还可充分地获得对各种地基开挖工程进行加固的效果，即使在隧道盾构掘进等工程的施工中，便发挥加固材料的作用，即使在隧道开挖时的防水与加固等情况下，仍可发挥较大的作用。
再有，由于在形成于各填塞之间的压力空间中，从外管中的硬化材料排出口与内管中的喷射口相互连通，这样便获得下述效果，即使在外管的排出口处于关闭状态，或堵塞阻力较大的情况下，仍可确保一定量的硬化材料从内管的喷射口喷出，通过成孔空间对地基进行渗透灌浆。
另外，插入到外管内的灌浆液用的内管直径较小，并且并排设置有多根，这样可获得下述优良效果，即让双液式的灌浆液通过上述内管，从而还可通过任意调节的凝胶时间的灌浆液使地基固结。
由于上述情况，还可获得下述优良效果，即在地基的基岩内，形成预定的较大尺寸的，较长的地基成形体。
此外，由于本发明的地基灌浆装置还可在通过各袋状体膨胀而实现压密后集中地针对地基中的每块区域进行施工，这样便获得下述优良效果，即高效率地对大面积区域的地基进行规定地基加固施工。
还有，由于硬化材料是沿上下方向或倾斜方向一次地渗透灌注到地基中，这样一个全过程，这样便获得下述优良效果，施工效率良好，管理也很容易，具有极高的效率，可大大缩短施工工期。
权利要求
1.一种地基灌浆装置，其特征在于在该装置中，在以嵌合方式设置有可通过硬化材料膨胀的袋状体外管的管体上，沿轴向开设有多个硬化材料排出口，在其内部沿相同的轴向开设有多个由小孔形成的硬化材料喷射口，并且以夹有该喷射口的方式设置多个填塞的内管插设于上述外管内部，多个上述的填塞沿轴向在内外管之间的空间中，在上述外管的套管上至少设置有1个袋状体，在该外管的袋状体下方侧，在至少一个硬化材料排出口与该内管中的多个填塞之间开设有至少1个硬化材料喷射口，该硬化材料排出口与硬化材料喷射口在沿轴向相互间隔开的相同空间内，相互保持连通。
2.一种灌浆装置，其特征在于该装置具有下述内管，该内管插入设置有多个排出口的外管中，并且将硬化材料灌注到地基中，在内管中，硬化材料可同时从下述多个喷射口喷出，该多个喷射口中，至少1个位于借助流体而膨胀的至少3个填塞之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在上述填塞之间间隔设置的空间中，设置有压力传感器。
4.一种地基灌浆施工方法，其特征在于在该方法中，在将下述外管插入形成于地基中的孔中，该外管设置有可借助硬化材料膨胀的袋状体，另外具有多个硬化材料排出口，从形成于该外管的管体上的多个硬化材料排出口，将硬化材料灌注到地基内，通过硬化剂使上述袋状体膨胀，上述袋状体处于紧密固定于上述成孔的孔壁上，并且硬化材料从具有多个喷射口的内管喷出，从而该硬化材料从上述外管的排出口渗透到地基中。
全文摘要
一种双重管双层填塞灌浆装置和施工方法,即在基岩形成的成孔中未设置套筒砂浆,使沿轴向设置于外管上的多个袋状体膨胀,该袋状体紧密地固定于成孔的孔壁上,将地基压实,这样即使在发生塌孔现象等的情况下,仍可从设置于内管上的多个喷射口,通过各填塞之间的压力空间,在与抵抗压力或孔壁的塌落无关情况下,使一定量的硬化材料按照设计大量地渗透灌注到地基的基岩中,可形成较大直径的成形体。
文档编号E02D5/48GK1266129SQ0010337
公开日2000年9月13日 申请日期2000年3月2日 优先权日1999年3月9日
发明者岛田俊介 申请人:强化土工程株式会社