专利名称：分层多次调压调浆注浆方法
技术领域：
本发明涉及一种工程技术，具体地说是一种分层多次调压调浆注浆方法。
技术背景目前针对常见的岩溶区、堤坝、路基、挡土墙、基坑支护等加固工程，往往只需要对一 定区域进行处理。由于该区域内地质情况较差，采用传统的注浆技术无法控制浆液向四周扩 散流失，易出现跑浆、漏浆、污染甚至危及构筑物安全等现象的发生，从而引起工程造价大 幅提高。而国内外出现的单参数和分层多次注浆施工技术无法对一定区域内的土体进行注浆 加固，即无法对其注桨施工范围进行精确控制，造成桨液流散，达不到设计适用要求。 发明内容本发明为克服上述现有技术的不足，更好地研究对于特定区域土体的注浆加固方法，避 免施工的盲目性，本发明提供一种对于特定区域土体注浆时，可有效解决岩溶发育地区，孔 隙率大等地质条件下浆液跑浆、漏浆问题，从而达到增强特定区域土体强度和密度、显著降 低工程投资，节省施工时间、加快施工进度及减轻环境污染的分层多次调压调浆注浆方法。本发明的目的是采用下述技术方案实现的 一种分层多次调压调浆注浆方法，具体工艺 如下(1) 对加固区域放样，确定止浆带位置及深度；(2) 在注浆孔轴线方向，根据不同的地质情况、工程特点要求确定注浆土层分布(3) 在注浆孔轴线方向，根据不同的承压条件，埋设不同数量、不同长度的注浆管，以 使浆液在不同的特定部位扩散；(4) 对单孔进行多次或对被加固区域土体分序孔进行注桨注浆过程中根据不同地质情 况、不同注浆次序分别调节注浆配比、注浆材料以及注浆压力。(5) 通过检査孔注浆试验，浆柱体强度试验和渗透试验，以及声波检测等，检测是否满 足工程质量要求。所述的对加固区域放样，确定止浆带位置及深度，具体如下-根据地质条件和设计要求，首先对被加固区域上部边界进行放样，而深度方向则根据地 质特点及上部荷载应力传递深度确定注浆加固深度。所述的在注浆孔轴线方向，根据不同的地质情况、工程特点要求确定注浆土层分布，具 体如下根据放样要求，在止浆带位置及被加固区域内打孔，根据地质条件确定注浆土层分布，为单孔注浆管数量及注浆压力的初定提供依据；所述的在注浆孔轴线方向，根据不同的承压条件，埋设不同数量、不同长度的注浆管，以使浆液在不同的特定部位扩散，具体如下一次注浆管长度与钻孔深度相同，不需要加工；二次注浆管长度与一次注浆管长度相同， 内端口封闭，按照设计要求及地质条件在内端孔口以下2ra至注浆管内端口范围内，每隔 0.1 0.4m用手电转对穿打孔，用胶带封孔；三次注浆管用于封闭表层土体，其长度按照 地质条件及加固深度综合确定，其内端口封闭，按照地质条件在孔口以下2m至注浆管内 端口范围内，每隔0. 1 0.4m，对穿打孔，胶带封孔；四次注浆管长度比一、二次注浆 管长度短2m,在内端至三次注浆管长度范围内，每隔0.4m对穿打孔，胶带封孔；将各 注浆管绑扎在一起，与钢筋等支撑物同时送入钻孔内。所述的对单孔进行多次或对被加固区域土体分序孔进行注浆注浆过程中根据不同地质 情况、不同注聚次序分别调节注浆配比、注浆材料以及注浆压力，具体如下-利用第一次注浆管将浆液直接注入孔底，为无压注浆，至孔口溢浆为止，随即将注 浆管抽出；初凝后，可成为后续几次注浆的"止浆塞"；在一次注浆结束14 18小时后，开始进行二次注浆，注浆压力为0.8 1.2MPa，发现跑浆，则停止注浆；此次注浆可形 成加固体内的底部止浆带；在二次注浆结束2 4小时后进行第三次注浆，注浆压力为 1.0 1.4MPa,同时密切观察土体变化情况，如果孔口、地基变形或跑浆，立即停注；此 次注浆可形成加固体内的顶部止浆带，加之四周形成的止浆带，形成一立体、封闭的止 浆带空间，为加固体内四次注浆的高压力提供了保证，可防止浆液在第四次注浆时溢浆 失压，又可防止注浆压力对周围土体造成的破坏；在第三次注浆结束6 10小时后进行 四次注浆，注浆压力3 4MPa，注浆时密切注意孔口及地基变形情况，如有异常立即停 注,；第四次注浆在第二次及第三次注浆浆液初凝后进行，由于采用较高注浆压力，浆液 可在加固体内得到有效扩散。所述的注浆过程中还应根据不同地质情况、不同注浆序次调节注浆配比及注浆材料，配 置两种浓度的浆液， 一种是水灰重量比为2: 5 1: 2的稠浆，另一种是水灰比重量比为1: 2~11: 20的标准浆当地基孔隙不大时，采用标准浆；当孔隙较大时采用稠浆；当采用标 准浆，随灌入量的增加，若浆液在同步上升，即用一般标准浆灌浆，若不能同步上升，说明 孔隙直径偏大，使用稠浆灌入；当孔隙直径过大，采用稠浆还不同步上升时，此时可采用间 歇式复灌，在灌入一定的浆液后，间歇一段时间待浆液初凝后，再灌入一定量的浆，若间歇 式灌桨用时较长时，可改用交替式灌浆，即先灌浆液，再灌中粗砂，然后再灌浆液，如此反 复；待第一次注浆完成后，根据钻探取样和注浆检测指标，调整确定二次注浆参数及后序孔 位，以此反复，直至达到处理要求。本发明具有实质性特点，针对性强，适用于对固定区域逬行注浆加固时，特别是对岩溶 发育地区、孔隙率大等地质条件下传统注浆方法易跑浆、露浆等问题提供了一种有效的地基 处理方法，通续对注浆工艺、注浆材料等技术的改进，解决了原有施工工艺的不足和缺陷。.采用标准贯入试验及注浆前后土体物理力学性质指标的方法进行效果检测，效果如 下该技术方案实施后，墙内原填土得到了整体改性，标贯击数由原来的8击提高到17击，土体比重由原来的2. 69提高到2. 72,孔隙比由原来的0. 69减小到0. 63,压缩系数由原来的 0. 44cmVN减小到0.19cmVN,压縮模量由原来的4.04MPa提高到10.15MPa,粘聚力由原来的 16. 40kPa提髙到48.13kPa。挡土墙的变形及路基的纵向开裂得到了有效遏制。
图1为本发明的浆体扩散示意图；图2为本发明的止浆带立面图；图3是本发明实施例的浆体扩散示意图；其中，l.一次注浆桨脉，2.二次注浆浆脉，3.三次注浆浆脉，4.四次注浆浆脉，5.构 筑物，6.加固区域，7.止浆带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例1:以某国道界河立交桥路基加筋挡土墙加固为例，该立交桥采用加筋土挡土墙 技术构建，南北两端引桥宽14m,引桥北端长156m,引桥南端长372m。墙体外鼓现象逐渐加 剧，路面局部发生纵向开裂。在含有大量卵石的亚粘土填压的挡土墙内进行了 "分层多次调压调浆注浆方法"。如图 2所示，确定好构筑物5、加固区域6和止浆带7。(1) 对加固区域6放样，确定止浆带7位置及深度(2) 在注浆孔轴线方向，根据不同的地质情况、工程特点要求确定注浆土层分布；(3) 在注浆孔轴线方向，根据不同的承压条件，埋设不同数量、不同长度的注浆管，以 使桨液在不同的特定部位扩散；(4) 对单孔进行多次或对被加固区域6 土体分序孔进行注浆注浆过程中根据不同地质 情况、不同注浆次序分别调节注浆配比、注浆材料以及注浆压力。(5) 通过检查孔注浆试验，桨柱体强度试验和渗透试验，以及声波检测等，检测是否满 足工程质量要求。本案浆液采用水泥单浆液，采用普通硅酸盐425水泥。 一次注浆选用水灰比0.5: 1,高 压注浆时，为加大扩散半径，选用水灰比l: 1，同时在施工过程中根据现场注浆效果，及时调整注浆配比及注浆压力。一次注浆管与钻孔长度大致相同，不需加工；二次注浆管与一次注浆管长度相同， 内端口封住，在内端2m范围内，每隔0.4m,用手电钻对穿打孔，用胶带封孔；三次注 浆管，长度为4m,内端口封住，在内端2m范围内每隔0.4m，对穿打孔，胶带封孔；四 次注浆，注浆管比钻孔长度短2m,在内端至离外端4m的范围内，每隔0.4m对穿打孔， 胶带封孔。如图1所示，分别形成一次注浆浆脉l、 二次注桨浆脉2、三次注浆浆脉3和 四次注浆衆脉4。效果检测检测采用标准贯入试验及注浆前后土体物理力学性质指标的方法。 实际效果该技术实施后，墙内原填土得到了整体改性，标贯击数由原来的8击提高到17击，土体 比重由原来的2.69提高到2.72,孔隙比由原来的0.69减小到0.63，压縮系数由原来的 0.44cm2/N减小到0.19cm7N,压縮模量由原来的4. 04MPa提高到10.15MPa，粘聚力由原来的 16. 40kPa提高到48.13kPa。挡土墙的变形及路基的纵向开裂得到了有效遏制。实施例2:与实施例l相同，不同之处在于，该挡土墙采用预应力锚杆加固，由于锚固段位于含有 大量卵石的亚粘土层中，无法为预应力锚杆提供足够的抗拉拔力。故对预应力锚杆采用"分 层多次调压调浆注浆方法"，以提高其最终极限承载力。一次注浆管与锚杆长度大致相同，不需加工；二次注浆管与锚杆长度相同，内端口 封住，在内端2m范围内，每隔0.4m，用手电钻对穿打孔，用胶带封孔；三次注浆管， 长度为4m,内端口封住，在内端2m范围内每隔0.4m,对穿打孔，胶带封孔；四次注浆， 注浆管比锚杆长度短2m，在内端至离外端4m的范围内，每隔0.4m对穿打孔，胶带封 孔。将锚杆与注浆管绑扎在一起送入锚孔中。如图3所示，分别形成一次注浆浆脉1、 二次注浆浆脉2、三次注浆浆脉3和四次注浆浆脉4。效果检测通过采用与常压注浆锚杆的极限拉拔力、预应力衰减幅度等指标相比较的方法。实际效果现场测试表明，常压注桨锚杆，当拉力加载到1.5Nt 1.75Nt时，锚杆出现 极大的塑性变形，压力表读数不再增加。而采用"分层多次高压注浆技术"的预应力锚杆， 在拉力达到设计要求1.75Nt时，锚头为弹性位移，卸载后位移恢复，锚杆完全可以达到设计 承载力。经计算， 一次性注浆预应力锚杆与经过"分层多次高压注浆"的预应力锚杆相比， 后者极限承载力提高28%,且预应力衰减幅度降低31%。
权利要求
1.一种分层多次调压调浆注浆方法，其特征在于，包括以下工艺步骤(1)对加固区域放样，确定止浆带位置及深度；(2)在注浆孔轴线方向，根据不同的地质情况、工程特点要求确定注浆土层分布；(3)在注浆孔轴线方向，根据不同的承压条件，埋设不同数量、不同长度的注浆管，以使浆液在不同的特定部位扩散；(4)对单孔进行多次或对被加固区域土体分序孔进行注浆注浆过程中根据不同地质情况、不同注浆次序分别调节注浆配比、注浆材料以及注浆压力。
2. 根据权利要求1所述的分层多次调压调浆注浆方法，其特征在于所述的对加固区域 放样，确定止浆带位置及深度，具体如下根据地质条件和设计要求，首先对被加固区域上 部边界进行放样，而深度方向则根据地质特点及上部荷载应力传递深度确定注浆加固深度。
3. 根据权利要求1所述的分层多次调压调浆注浆方法，其特征在于所述的在注浆孔轴 线方向，根据不同的地质情况、工程特点要求确定注浆土层分布，具体如下根据放样要求， 在止浆带位置及被加固区域内打孔，根据地质条件确定注浆土层分布，为单孔注浆管数量及 注浆压力的初定提供依据。
4. 根据权利要求1所述的分层多次调压调浆注浆方法，其特征在于所述的在注浆孔轴 线方向，根据不同的承压条件，埋设不同数量、不同长度的注浆管，以使浆液在不同的特定 部位扩散，具体如下 一次注浆管长度与钻孔深度相同，不需要加工；二次注浆管长度与一 次注浆管长度相同，内端口封闭，在孔口以下2m至注浆管内端口范围内，每隔0.1 0.4m 用手电转对穿打孔，用胶带封孔；三次注浆管用于封闭表层土体，其长度按照地质条件 及加固深度综合确定，其内端口封闭，按照地质条件在孔口以下2m至注浆管内端口范围 内，每隔0.1 0.4m，对穿打孔，胶带封孔；四次注浆管长度比一、二次注浆管长度短 2m，在内端至三次注浆管长度范围内，每隔0.4m对穿打孔，胶带封孔；将各注浆管绑扎 在一起，与钢筋等支撑物同时送入钻孔内。
5. 根据权利要求1所述的分层多次调压调浆注浆方法，其特征在于所述的对单孔进行 多次或对被加固区域土体分序孔进行注浆，具体如下利用第一次注浆管将浆液直接注入 孔底，为无压注浆，至孔口溢浆为止，随即将注浆管抽出；初凝后，可成为后续几次注浆的"止浆塞"；在一次注桨结束14~20小时后，开始进行二次注浆，注浆压力为0.8 1.2MPa，发现跑漿时，则停止注浆；此次注浆可形成加固体内的底部止浆带；在二次注 浆结束2 4小时后进行第三次注浆，注浆压力为1.0 1.4MPa，同时密切观察土体变化 情况，如果孔口、地基变形或跑浆，立即停注；此次注浆可形成加固体内的顶部止浆带，加之四周形成的止浆带，形成一立体、封闭的止浆带空间；在第三次注浆结束6~10小时后进行四次注浆，注浆压力为3 4MPa，注浆时密切注意孔口及地基变形情况，如有 异常立即停注；第四次注浆在第二次及第三次注浆浆液初凝后进行。
6.根据权利要求1所述的分层多次调压调浆注浆方法，其特征在于所述的注浆过程中还应根据不同地质情况、不同注浆序次调节注浆配比及注浆材料，具体如下配置两种浓度 的浆液， 一种是水灰重量比为2: 5 1: 2的稠浆，另一种是水灰比重量比为1: 2 11: 20 的标准浆；当地基孔隙不大时，采用标准浆；当孔隙较大时采用稠浆；当采用标准浆，随灌 入量的增加，若浆液在同步上升，即用标准浆灌浆，若不能同步上升，说明孔隙直径偏大， 使用稠浆灌入；当孔隙直径过大，采用稠浆还不同步上升时，此时可采用间歇式复灌，在灌 入一定的浆液后，间歇一段时间待桨液初凝后，再灌入一定量的浆，若间歇式灌浆用时较长 时，改用交替式灌浆，即先灌浆液，再灌中粗砂，然后再灌浆液，如此反复；待第一次注浆 完成后，根据钻探取样和注浆检测指标，调整确定二次注浆参数及后序孔位，以此反复，直 至达到处理要求。
全文摘要
本发明涉及一种分层多次调压调浆注浆方法，包括以下工艺步骤(1)对加固区域放样，确定止浆带位置及深度；(2)在注浆孔轴线方向，根据不同的地质情况、工程特点要求确定注浆土层分布；(3)在注浆孔轴线方向，根据不同的承压条件，埋设不同数量、不同长度的注浆管，以使浆液在不同的特定部位扩散；(4)对单孔进行多次或对被加固区域土体分序孔进行注浆。本发明具有实质性特点，针对性强，适用于对固定区域进行注浆加固时，特别是对岩溶发育地区、孔隙率大等地质条件下传统注浆方法易跑浆、露浆等问题提供了一种有效的地基处理方法，通过对注浆工艺、注浆材料等技术的改进，解决了原有施工工艺的不足和缺陷。
文档编号E02D3/12GK101230570SQ20081001458
公开日2008年7月30日 申请日期2008年2月20日 优先权日2008年2月20日
发明者宋修广, 张宏博, 张思峰, 李英勇, 王松根, 管延华 申请人:山东省交通厅公路局;山东大学