一种适合于狭小空间内施工的地基钻孔注浆加固方法与流程

本发明涉及建筑工程领域，具体是涉及一种适合于狭小空间内施工的地基钻孔注浆加固方法。

背景技术：

水泥注浆加固是指将水泥浆通过压浆泵、注浆管，均匀地注入土体中，以填充、渗透和挤密等方式，驱走岩石裂隙中或土颗粒间的水分和气体，并填充其位置，待其硬化后，将岩土胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新岩（土）体，使地基得到加固，可防止或减少渗透和不均匀沉降。

现有的注浆加固方法主要包括：布孔→钻孔→撤出钻杆→下注浆管→配置浆液→压浆→注浆完成→注浆管封堵→清理现场。

现有的注浆加固方法缺点主要是：

1、工艺较繁琐，设备安拆工作量大，施工进度慢；

2、设备体型较大，不适合室内及墙边作业；

3、钻杆和注浆管是分别的两个独立的部件，操作的时候需要分两步进行，操作过程复杂。

目前已有很多地基注浆加固方法，例如201610160377.2公开了一种地下工程用注浆加固施工方法，包括如下步骤：在基础底板上对应于其下方待加固位置处开设凹槽，并于所述凹槽中固定设置一具有开关阀门的套管；开启所述开关阀门，在所述套管中利用钻杆将所述基础底板钻穿直至下方土体中形成注浆孔；之后将所述钻杆提离所述套管，并关闭所述开关阀门；使所述套管的上端口同一注浆机连接，开启所述开关阀门，通过所述注浆机向所述套管下方的所述注浆孔内进行注浆加固，注浆完毕后关闭所述开关阀门。本发明的优点是，通过在基础底板上固定具有开关阀门的套管，并采用分步成孔的方法，以防止在钻穿基础底板以后的地下水突涌以及注浆加固时的返浆，实现风险可控。

以上是针对特定的地基采用的相匹配的加固方法，有一定的科学性和优势，但是不适合于狭小空间内施工，本发明旨在研究需要在室内或者墙边作业的地基钻孔注浆加固方法，此类地方一般大型设备无法操作，需要特别的注浆加固设备和方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种适合于狭小空间内施工的地基钻孔注浆加固方法，本发明采用特制的注浆加固杆进行加固，固杆兼做注浆管，省去了抽出钻杆、下注浆管环节，施工进度快，注浆加固效果好。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种适合于狭小空间内施工的地基钻孔注浆加固方法，其特征是，所述狭小空间内施工是指高压线下、地下室、房间内、墙边、地下管线复杂又不能改迁的区域的施工，具体步骤如下：

a.布孔：布孔的间距在500mm-1500mm之间；

b.钻孔：钻孔采用注浆加固杆，所述注浆加固杆为多段连接式，每段的长度为120-150cm，所述注浆加固杆为内部中空的杆体，内径为2-10cm；其中一根杆体的底部设有钻头，所述钻头与杆体之间有间隙，所述间隙的面积为杆体内径截面积的1/4-1/3；将现有手持钻机与带有钻头的注浆加固杆顶端连接进行钻孔，当第一根注浆加固杆全部钻入地下后，拆卸手持钻机，将第一根注浆加固杆的顶端与第二根注浆加固杆底端连接，第二根注浆加固杆的顶端与手持钻机连接，依次类推，直到钻到所需深度；

c.注浆封堵：无需拔出步骤（b）的注浆加固杆再插入额外的注浆杆，直接用注浆加固杆注浆，压入水泥浆液，水泥浆液从所述间隙中流出，直到少量溢出地面，此时在地面处杆体与孔壁之间的缝隙处加入封堵浆料，封堵、凝固，凝固深度30-50cm；注浆量按每立方加固土体体积20%至30%控制；所述封堵浆料配比为：水:水泥:水玻璃:膨胀剂:密度粉=1:(0.4～0.6):(0.5～0.7):(0.15～0.3):(0.15～0.3)。

所述膨胀剂和密度粉均为市售的现有产品，可以直接购买得到。

优选的，本方法适用于黄土、沙土、素填土或杂填土中的一种或几种的混合土。

优选的，所述钻杆采用中空的螺旋钻杆。

优选的，所述手持钻机的功率不大于3000w。

优选的，所述杆体为钢套管。

优选的，所述钻头通过钻头连接件与杆体内壁固定连接或者钻头直接焊接在杆体内壁。

优选的，所述钻头为梅花钻头或煤矿钻头。

下面对本发明做进一步解释说明：

1.在非湿陷性黄土中钻进时，钻杆采用普通钢管；管径2-10cm；每节管长1.2-1.5m，采用钢套管接长；钻头采用梅花钻头或煤矿钻头（钻进过程中具有一定的扩孔作用），钻头焊接在钻杆内壁，保留管径的1/4-1/3作为出水孔和注浆孔。在湿陷性黄土中钻进时，钻杆采用中空的螺旋钻杆，钻头采用螺旋钻杆自带钻头，每节杆长1.2-1.5m，采用焊接接长，钻至设计深度后，螺旋钻杆兼作注浆管。

2.钻杆与带进水孔的手持钻机连接，钻进过程中利用水流的上升带走钻渣，泥水通过地面小型集水坑收集抽走。

3.施工工艺：布孔→钻孔至设计深度→配置浆液→压浆→注浆完成→注浆管封堵→清理现场。

4.关于压浆的说明

4.1原理：由于钻孔过程中钻头有扩孔作用，所以压浆时浆液首先会充满压浆管与孔壁之间的间隙，然后外溢。将地面处注浆管与孔壁之间的缝隙进行封堵后，会形成一个充满水泥浆液的压力腔室，水泥浆在压力作用下渗进缝隙，达到注浆目的。

4.2地面处注浆管与孔壁之间的缝隙封堵方法：钻孔至设计深度后，向注浆管中缓慢压入水泥浆液，待水泥浆液挤出泥浆，少许外溢至地面后，在地面处注浆管与孔壁之间的缝隙处倒入封堵浆料，凝固，凝固深度30-50cm。封堵浆料充分凝固后，能形成很好的封堵效果。

5.注意事项

5.1本方法适用于相对均质的黄土、沙土、素填土、杂填土，不适用于淤泥和淤泥质土、有较大砾石的砂砾土。

5.2当本方法用于湿陷性黄土时，钻杆采用中空的螺旋钻杆，钻孔时不注水，注浆时钻杆兼作注浆管。

5.3与本钻孔注浆设备配套的手持钻机的功率不大于3000w。

5.4适用于本设备及方法布孔的间距不小于500mm，不大于1500mm。

6.本发明的控制参数比较重要，是针对特定施工环境较为合理的控制参数，对本发明的加固效果有较大影响。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、常规的钻孔注浆设备高度大、重量大、体积大，不适用于高压线下、地下室、房间内、墙边的钻孔注浆加固，本方法采用手持式钻机作为动力源，高度小、体积小、质量轻，方便移动，操作灵活，除适用于常规的地基加固外，对高压线下、地下室、房间内、墙边等常规钻孔设备不能到达的地方的钻孔注浆加固提供一个很好的补充。为保证能在狭小空间内施工，本设备及方法采用小段多次接长的方法钻进，且钻杆无需拔出，钻杆兼作注浆管使用。

2、大型钻孔注浆设备功率大，在对地下管线复杂又不能改迁的区域进行钻孔注浆加固施工时，容易对地下管线造成严重破坏；因本方法采用的手持钻机功率不大，对地基土质的微小变化反应敏感（比方说下方遇到钢管，钻杆转速会迅速增加，此时可以立即停止钻进，待研判清楚相关情况后改变钻进位置继续施工），所以本方法及设备特别适用于地下管线复杂又不能改迁的区域进行钻孔注浆加固施工。

3、本发明的方法钻杆兼做注浆管，省去了抽出钻杆、下注浆管环节，施工进度快。

4、本发明的方法设备体积小，方便操作，不受施工场地限制，安全系数高，应用范围广，利用手持钻机作为动力源，可人工手持操作。

5、本发明的方法使用设备成本低，施工完成后不用抽出杆体，直接埋入待加固的地基中，加固效果更好，且与现有施工方法相比，虽然增加了埋入钢管的成本，但是节约了工序和施工周期，整体施工成本大为降低。

6、采用本发明的封堵浆料和封堵方法进行封堵，操作简便、凝结时间短、封堵效果好。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的站头与钻杆连接处截面示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例2的站头与钻杆连接处截面示意图；

其中1是杆体，2是钻头，3是钻机连接部，4是钻头连接件，5是间隙。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种适合于狭小空间内施工的地基钻孔注浆加固方法，所述狭小空间内施工是指高压线下的施工，具体步骤如下：

a.布孔：布孔的间距在500mm；

b.钻孔：钻孔采用注浆加固杆，所述注浆加固杆为多段连接式，每段的长度为120cm，所述注浆加固杆为内部中空的杆体1，内径为5cm；其中一根杆体1的底部设有钻头2，所述钻头2与杆体1之间有间隙5，所述间隙5的面积为杆体1内径截面积的1/4；将现有手持钻机与带有钻头的注浆加固杆顶端连接进行钻孔，当第一根注浆加固杆全部钻入地下后，拆卸手持钻机，将第一根注浆加固杆的顶端与第二根注浆加固杆底端连接，第二根注浆加固杆的顶端与手持钻机连接，依次类推，直到钻到所需深度；

c.注浆封堵：无需拔出步骤（b）的注浆加固杆再插入额外的注浆杆，直接用注浆加固杆注浆，压入水泥浆液，水泥浆液从所述间隙中流出，直到少量溢出地面，此时在地面处杆体与孔壁之间的缝隙处加入封堵浆料，封堵、凝固，凝固深度30-50cm；注浆量按每立方加固土体体积26%控制；所述封堵浆料配比为：水:水泥:水玻璃:膨胀剂:密度粉=1:(0.5):(0.6):(0.15):(0.15)。

所述钻头2为梅花钻头或煤矿钻头。

所述杆体1顶端为钻机连接部3，所述钻机连接部3可以为内螺纹结构的管体，直接连接在现有带注水孔的钻机上使用。

实施例2

一种适合于狭小空间内施工的地基钻孔注浆加固方法，所述狭小空间内施工是指墙边的施工，具体步骤如下：

a.布孔：布孔的间距在1500mm；

b.钻孔：钻孔采用注浆加固杆，所述注浆加固杆为多段连接式，每段的长度为150cm，所述注浆加固杆为内部中空的杆体1，内径为8cm；其中一根杆体1的底部设有钻头2，所述钻头2与杆体1之间有间隙5，所述间隙5的面积为杆体1内径截面积的1/3；将现有手持钻机与带有钻头的注浆加固杆顶端连接进行钻孔，当第一根注浆加固杆全部钻入地下后，拆卸手持钻机，将第一根注浆加固杆的顶端与第二根注浆加固杆底端连接，第二根注浆加固杆的顶端与手持钻机连接，依次类推，直到钻到所需深度；

c.注浆封堵：无需拔出步骤（b）的注浆加固杆再插入额外的注浆杆，直接用注浆加固杆注浆，压入水泥浆液，水泥浆液从所述间隙中流出，直到少量溢出地面，此时在地面处杆体与孔壁之间的缝隙处加入封堵浆料，封堵、凝固，凝固深度30-50cm；注浆量按每立方加固土体体积20%控制；所述封堵浆料配比为：水:水泥:水玻璃:膨胀剂:密度粉=1:(0.6):(0.7):(0.3):(0.3)。

钻头2的结构不同于实施例1的砖头，且所述钻头2直接焊接在杆体1内壁。所述间隙5的面积为杆体1内径截面积的1/3。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，并非对本发明总体构想和保护范围进行限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。