一种变形定向注浆装置及真空联合定向注浆地基施工方法与流程

1.本发明涉及建设工程施工技术领域，尤其是涉及一种变形定向注浆装置及真空联合定向注浆地基施工方法。


背景技术：

2.一般针对深回填区域的场地，尤其是山岭回填区前期倾填导致的杂填土区域，土层本身深厚，含水量较高、空隙比较大，抗剪强度低压缩性较高，渗透性较小，结构性明显，流变性显著，如淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等。
3.常用的地基处理方法包括强夯法、振冲置换法、打桩法、真空预压法、堆载预压法等。对于厚度较大且粘粒含量较高的土质，强夯无法达到处理深度，打桩法费用较高，一般采用真空预压、堆载预压和真空联合堆载等方法，如真空预压实际效果有限，仅能适用于荷载要求较低的工程。而采用真空联合堆载预压法可达到较高荷载处理效果，但其需要大量堆载料且成型周期长，相较于一般情况下很少使用。
4.而采用化学加固法进行软土地基处理，化学加固法中常见的就是高压喷射注浆法，利用高压喷射专用机械，在地基中通过高压喷射流冲切土体，用浆液置换部分土体，形成水泥土增强体。按喷射流组成形式，高压喷射注浆法有单管法、二重管法、三重管法。处理后可形成复合地基，以提高承载力，减少沉降。注浆处理地基的方式，因土层间隙不同而很难形成均匀的固结面，如遇上有裂隙空洞等则会导致局部大量材料耗费，周边有无法有效固结而产生大面积薄弱层，而加密加深注浆孔则会大量增加地基处理成本，
5.因此，针对已成型的深回填场地，传统方式处理难以达到既经济又高效的结果。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种变形定向注浆装置及真空联合定向注浆地基施工方法，以解决现有技术中存在的针对已成型的深回填场地，传统方式处理难以达到既经济又高效的结果的技术问题
。
本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
7.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
8.本发明提供的一种变形定向注浆装置，包括浆液管道、保护套管以及切削叶片，其中：
9.所述切削叶片上设置第一连接结构，所述浆液管道的外表面设置第二连接结构，所述第一连接结构与所述第二连接结构通过连接件铰接连接；
10.所述保护套管套设于所述浆液管道的外侧，所述保护套管上开设有用于所述切削叶片伸出的槽结构，所述保护套管的内部设置滑动卡榫，所述切削叶片的外侧设置有与所述滑动卡榫相配合的滑槽。
11.优选地，所述切削叶片包括多组，每组所述切削叶片设置为包括多个，其中：
12.多组所述切削叶片沿所述浆液管道的轴向均匀分布；
13.每组中的多个所述切削叶片沿所述浆液管道的周向均匀分布；
14.所述槽结构与所述切削叶片一一对应设置。
15.优选地，所述滑动卡榫的截面为三角形结构。
16.优选地，所述第一连接结构与所述第二连接结构均采用铰接座，所述连接件采用铰接轴。
17.优选地，还包括喷浆管，所述喷浆管设置于所述浆液管道内。
18.一种真空联合定向注浆地基施工方法，采用上述的变形定向注浆装置，包括如下步骤：
19.s1:铺设下层砂垫层，打设竖向排水板，施工外围密封沟，铺设横向排水管，连接所述竖向排水板与所述横向排水管，铺设土工布和密封膜，连接抽真空设备；
20.s2:在密封膜上铺设的土工布，周边一直铺设到密封沟边缘，并用粘土压实固定，然后再铺设砂垫层保护密封层，其上可进行堆载预压；
21.s3:在需处理地基侧面定向钻钻孔，开孔完成后将注浆管及变形定向注浆装置拖入预定位置；
22.s4:注浆孔的一侧封堵，排空注浆管内气体后另一侧注浆加压，并开启抽真空设备辅助浆液上行；
23.s5:当横向排水管的排水孔流出与灌注浆液稠度接近制备的浆液时视为某层注浆完成，抽出注浆管后对注浆孔进行封堵，进行上一层注浆，待注浆均完成后，抽真空设备延时停机使浆液充分扩散。
24.优选地，步骤s3中，所述定向钻钻孔为：
25.在排水板之间进行钻孔，应充分考虑间隙距离及定向钻精度，保证在钻进过程中不破坏排水板完整性，如钻进过程中有破坏情况发生，需在该部位附近补打竖向排水板；
26.注浆分层依据地基处理深度而定，为一层或多层。
27.优选地，当处理深度较深，定向钻精度控制不高时，步骤一和步骤三可调换顺序进行。
28.优选地，注浆材料为现场制备，制备输送设备包括依次连接的搅拌罐、输送管道、拌和罐、注浆泵和浆液收集池。
29.优选地，步骤s4中，若采用多层注浆，应从深孔开始注浆，待完成后再注浅孔。
30.本发明提供的一种变形定向注浆装置及真空联合定向注浆地基施工方法
，
将高压注浆与真空联合预压地基处理相结合，形成与传统方式不同的自下而上的处理方式，依靠负压将低层注入浆液吸入竖向排水体向上形成底大上小的椎体状，相较传统注浆处理方式，此种方式处理地基更加稳定；相较传统单纯注浆处理深度更深且处理效果更好，比真空联合预压的速度更快适用性强；因使用真空负压引流导向作用，浆体形状基本可控，节省大量材料，提高整体稳定性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明变形定向注浆装置一实施例的结构示意图；
33.图2是图1的主视结构示意图；
34.图3是本发明变形定向注浆装置的横断面图；
35.图4是本发明变形定向注浆装置的纵断面图；
36.图5是本发明变形定向注浆装置中切削叶片的横断面图；
37.图6是本发明变形定向注浆装置中切削叶片的纵断面图；
38.图7是本发明变形定向注浆装置中切削叶片展开的结构示意图；
39.图8是图7的主视结构示意图；
40.图9是本发明变形定向注浆装置中切削叶片展开的横断面图；
41.图10是本发明变形定向注浆装置中切削叶片展开的纵断面图；
42.图11是本发明变形定向注浆装置中切削叶片闭合状态的结构示意图；
43.图12是本发明变形定向注浆装置中切削叶片展开状态的结构示意图；
44.图13是本发明真空联合定向注浆地基的剖面图；
45.图14是本发明真空联合定向注浆地基的俯视图；
46.图15是本发明真空联合定向注浆地基双层立体图。
47.图中：1、砂垫层；2、堆载料；3、密封沟；4、竖向排水板；5、注浆管；6、变形定向注浆装置；61、浆液管道；611、第二连接结构；62、保护套管；620、滑动卡榫；621、槽结构；63、切削叶片；630、滑槽；631、第一连接结构；64、喷浆管；7、抽真空设备；8、密封膜；9、横向排水管。
具体实施方式
48.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
49.本发明提供了一种变形定向注浆装置，图1是本实施例的结构示意图，图2是图1的主视结构示意图，如图1和图2所示，包括浆液管道61、保护套管62以及切削叶片63。
50.具体地，本实施例中，切削叶片63包括多组，每组切削叶片63设置为包括多个，其中，多组切削叶片63沿浆液管道61的轴向均匀分布；每组中的多个切削叶片63沿浆液管道61的周向均匀分布；槽结构621与切削叶片63一一对应设置。
51.其中，图3是本实施例的横断面图，图4是本实施例的纵断面图，图5是本实施例中切削叶片的横断面图，图6是切削叶片的纵断面图，如图3-图6所示，切削叶片63上设置第一连接结构631，浆液管道61的外表面设置第二连接结构611，第一连接结构631与第二连接结构611通过连接件铰接连接。
52.保护套管62套设于浆液管道61的外侧，保护套管62上开设有用于切削叶片63伸出的槽结构621，保护套管62的内部设置滑动卡榫620，切削叶片63的外侧设置有与滑动卡榫620相配合的滑槽630。还包括喷浆管64，喷浆管64设置于浆液管道61内。
53.图7是本实施例中切削叶片展开的结构示意图，图8是图7的主视结构示意图，如图7和图8所示，通过设置于内侧的浆液管道61、浆液管道61外部可滑动的保护套管62以及可
折叠的切削叶片63，安装时，保护套管62依靠连接于其上的滑动卡榫620固定于浆液管道61的外部，并保证滑动卡榫620对正滑槽630。
54.其中，图9是本实施例中切削叶片展开的横断面图，图10是本实施例中切削叶片展开的纵断面图，如图9和图10所示，使用时，变形的过程为保护套管62带动其上的滑动卡榫620向切削叶片63运动，滑动卡榫620滑入至滑槽630中。
55.图11是本实施例中切削叶片闭合状态的结构示意图，图12是本实施例中切削叶片展开状态的结构示意图，如图11和图12所示，利用杠杆原理，使切削叶片63以第一连接结构631与第二连接结构611的连接处为转轴向外部张开切削叶片63，待注浆完毕保护套管62带动滑动卡榫620远离切削叶片63，管道拖动土压力作用于切削叶片63上，切削叶片63以第一连接结构631与第二连接结构611的连接处为转轴闭合。
56.作为可选的实施方式，本实施例中，滑动卡榫620的截面为三角形结构，以使连接的稳定性更强，避免使用时发生滑动卡榫620由滑槽630内脱落的问题。
57.作为可选的实施方式，第一连接结构631与第二连接结构611均采用铰接座，连接件采用铰接轴。
58.一种真空联合定向注浆地基施工方法，采用上述的变形定向注浆装置，图13是本实施例真空联合定向注浆地基的剖面图，图14是本实施例真空联合定向注浆地基的俯视图，图15是真空联合定向注浆地基双层立体图，如图13-图15所示，包括如下步骤：
59.s1:铺设下层砂垫层1，打设竖向排水板4，施工外围密封沟3，铺设横向排水管9，连接竖向排水板4与横向排水管9，铺设土工布和密封膜8，连接抽真空设备7，本实施例中，抽真空设备采用真空泵。
60.s2:在密封膜8上铺设的土工布，周边一直铺设到密封沟3边缘，并用粘土压实固定，然后再铺设砂垫层保护密封层，其上可用堆载料2进行堆载预压。
61.s3:在需处理地基侧面定向钻钻孔，开孔完成后将注浆管5及变形定向注浆装置6拖入预定位置。
62.具体地，本实施例中，变形定向注浆装置6采用根据需要弹出注浆喷头的柱状注浆装置，通过将变形定向注浆装置6与注浆管5连接并由定向钻拖曳，可由定向钻机带动旋转切削土体。
63.其中，注浆分层依据地基处理深度而定，为一层或多层。本实施例中，定向钻钻孔为：在塑料排水板之间进行钻孔，应充分考虑间隙距离及定向钻精度，保证在钻进过程中不破坏塑料排水板完整性，如钻进过程中有破坏情况发生，需在该部位附近补打竖向排水板。
64.当处理深度较深，定向钻精度控制不高时，步骤一和步骤三可调换顺序进行。
65.具体的工作过程为：推动保护套管62完成切削叶片63弹出，边旋转切削土体边进行高压注浆，使用时，辅以上方真空联合预压进行负压抽吸，使浆液充分扩散至需处理地层及竖向排水体附近土体中，使之形成一个整体，待注浆完成将变形定向注浆装置抽出待重复使用。
66.s4:注浆孔的一侧封堵，排空注浆管5内气体后另一侧注浆加压，并开启抽真空设备7辅助浆液上行；其中，若采用多层注浆，应从深孔开始注浆，待完成后再注浅孔。
67.s5:当横向排水管9的排水孔流出与灌注浆液稠度接近制备的浆液时视为某层注浆完成，抽出注浆管后对注浆孔进行封堵，进行上一层注浆，待注浆均完成后，抽真空设备7
延时停机使浆液充分扩散。
68.本实施例中的注浆材料为现场制备，制备输送设备包括依次连接的搅拌罐、输送管道、拌和罐、注浆泵和浆液收集池。
69.本实施例的有益效果是：
70.将高压注浆与真空联合预压地基处理相结合，形成与传统方式不同的自下而上的处理方式，依靠负压将低层注入浆液吸入竖向排水体向上形成底大上小的椎体状，相较传统注浆处理方式，此种方式处理地基更加稳定；相较传统单纯注浆处理深度更深且处理效果更好，比真空联合预压的速度更快适用性强；因使用真空负压引流导向作用，浆体形状基本可控，节省大量材料，提高整体稳定性。
71.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。