一种桩侧定向注浆加固方法与流程

本发明属于基坑围护施工，涉及围护的桩间加固，尤其是一种桩侧定向注浆加固方法。

背景技术：

1、在地铁隧道的建设中，通常采用暗挖法、明挖法和盾构法进行施工；其中，地铁暗挖施工会受到各种不同的地质条件影响，地质情况复杂且地下水丰富，在富水细砂层与高压缩饱和黏土层交互地层时，部分地下水以孔隙水的形式存在，加之地层多存在黏土隔水层，使得围护桩间土体容易出现流失问题。

2、传统的桩间止水加固采用高压旋喷桩、水泥土搅拌桩、桩间钻孔静压注浆等施工方法，存在以下问题：

3、1、采用预埋注浆管注浆时，注浆管通长设置在桩侧，注浆管的不同深度位置所受到的压力不同；注浆过程中，注浆管上受压力较大的区段出浆困难，甚至会出现浆液回流至压力较小区段的情况，导致注浆不均匀，加固质量差、效果差；

4、2、高压旋喷桩、水泥搅拌桩等方法的施工步骤复杂，且隧道洞内施工条件受限，施工速度慢，施工成本高；受地质条件影响，对于颗粒较大、密实的砂类土及地下水丰富的地层成桩质量较差。

5、为此，我们提出一种桩侧定向注浆加固方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种注浆均匀、成本较低的桩侧定向注浆加固方法。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案为：

3、一种桩侧定向注浆加固方法，包括以下步骤：

4、步骤s101、预制并安装套管

5、在套管的管壁上设置若干注浆孔，注浆孔内安装单向阀；

6、将套管固定安装在钢筋笼上；

7、步骤s103、洞桩机械成孔及安装钢筋笼

8、在边桩位置钻孔，并将钢筋笼吊装入孔内；

9、步骤s105、浇筑混凝土及安装芯管

10、对边桩进行混凝土浇筑；

11、将芯管放入至套管的底端部，芯管的中下端部安装封堵件，芯管内固定安装注浆管，注浆管的管口位于芯管的底端部；

12、步骤s107、芯管注浆

13、向封堵件注入介质，直至封堵件膨胀抵顶住套管的内壁后，芯管进行注浆，注浆浆液通过单向阀流出套管，注浆完成后抽出封堵件内的介质，直至封堵件与套管的内壁无接触，向上提升芯管；

14、重复步骤s107，直至芯管提升至套管的顶端部并完成最后一次注浆。

15、在进一步的实施例中，芯管内竖向贯穿注浆管，芯管为空心结构，芯管的顶端部安装水管，水管、封堵件均与芯管内部连通，水管通过向芯管内注、排水控制封堵件膨胀或收缩；

16、封堵件为止浆圈。

17、在进一步的实施例中，步骤s101中，套管上制有竖直的两排注浆孔，两排注浆孔交错设置。

18、在进一步的实施例中，钢筋笼的外侧间隔固定安装两根套管。

19、在进一步的实施例中，步骤s105中，浇筑混凝土之前，将套管的顶端部进行暂时封堵；

20、混凝土初凝后、终凝前，拆除套管顶端部的封堵，再将芯管放入套管内。

21、在进一步的实施例中，步骤s107之前，通过芯管对套管进行清水冲孔，将粘在套管的注浆孔周边的混凝土冲开，适于注浆孔顺利出浆。

22、在进一步的实施例中，边桩混凝土到达设定强度后，进行步骤s107。

23、在进一步的实施例中，止浆圈为两个且上、下间隔设置。

24、在进一步的实施例中，每个芯管的注浆范围均相接，形成加固区域。

25、在进一步的实施例中，步骤s107中，每个芯管的注浆总量根据公式(1)运算得出：

26、q＝nαβπr2l (1)

27、式中，q为每个芯管的注浆总量，r为浆液单向扩散半径，单位为m；l为注浆区段厚度，单位为m；n为土层孔隙率；α为地层充填系数，取值为0.8；β为浆液损耗系数，取值为1.2。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1、本加固方法在套管内安装芯管，芯管的顶端部固定安装水管，芯管的下端部固定安装止浆圈，将芯管下放至注浆区段后，通过水管向止浆圈内注水，使止浆圈扩张直至抵顶住套管的内壁，对套管内进行封堵，避免浆液向上回流；且套管上的注浆孔内安装锥形结构的单向阀，注浆时浆液向外推开单向阀并喷射至管外，停止注浆后单向阀自动回弹，封堵注浆孔，避免浆液向内回流，完成对浆液的双重控制，保证注浆均匀，不受周围环境的压力影响，提高注浆质量，实现对富水软弱地层的桩间土体针对性注浆，使桩体及注浆后的加固体相结合形成一道帷幕墙，提高止水、加固效果。

30、2、本加固方法套管的两排出浆孔为上、下交错设置，呈梅花型分布，使得两排出浆孔的注浆范围相互弥补交接，注浆范围分布均匀，注浆效果好，注浆质量高。

31、3、本加固方式的套管与钢筋笼同步安装，无需单独安装套管，保证了注浆管的与钢筋笼相对位置的精度，提高桩基工程的整体性和稳定性，提高施工效率，减少二次安装及调整的时间；并通过一次性安装，减少重复劳动和人力成本。

32、4、本加固方法的芯管的中下端部间隔安装两个止浆圈，注水膨胀后与套管的管壁有两道接触点，对浆液进行双重封堵，提高封堵效果，保证注浆质量。

技术特征：

1.一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述芯管(3)内竖向贯穿所述注浆管(31)，所述芯管(3)为空心结构，所述芯管(3)的顶端部安装水管(32)，所述水管(32)、所述封堵件均与所述芯管(3)内部连通，所述水管(32)通过向所述芯管(3)内注、排水控制所述封堵件膨胀或收缩；

3.根据权利要求2所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述步骤s101中，所述套管(2)上制有竖直的两排注浆孔(21)，两排所述注浆孔(21)交错设置。

4.根据权利要求3所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述钢筋笼(1)的外侧间隔固定安装两根所述套管(2)。

5.根据权利要求4所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述步骤s105中，浇筑混凝土之前，将所述套管(2)的顶端部进行暂时封堵；

6.根据权利要求5所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述步骤s107之前，通过所述芯管(3)对所述套管(2)进行清水冲孔，将粘在所述套管(2)的所述注浆孔(21)周边的混凝土冲开，适于所述注浆孔(21)顺利出浆。

7.根据权利要求6所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述边桩混凝土到达设定强度后，进行所述步骤s107。

8.根据权利要求7所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述止浆圈(33)为两个且上、下间隔设置。

9.根据权利要求8所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，每个所述芯管(3)的注浆范围均相接，形成加固区域(4)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种桩侧定向注浆加固方法，其特征在于，所述步骤s107中，每个所述芯管(3)的注浆总量根据公式(1)运算得出：

技术总结
本发明涉及一种桩侧定向注浆加固方法，包括以下步骤：步骤S101：在套管上设置注浆孔，并安装单向阀；将套管固定安装在钢筋笼上；步骤S103：将钢筋笼吊装入桩孔内；步骤S105：进行混凝土浇筑；将芯管放至套管的底端部，芯管安装封堵件，芯管内固装注浆管；步骤S107：向封堵件注入介质，封堵件膨胀抵顶套管的内壁，芯管进行注浆，注浆完成后抽出封堵件内的介质，封堵件与套管的内壁无接触，提升芯管；重复步骤S107，直至芯管提升至套管的顶端部。本加固方法避免浆液向上回流，注浆时浆液向外推开单向阀并喷射至管外，停止注浆后单向阀回弹，封堵注浆孔，避免浆液向内回流，完成浆液的双重控制，保证注浆均匀，不受周围环境的压力影响，提高止水、加固效果。

技术研发人员：王锦鹏,韩强,杨文杰,刘亮,闫建龙,狄鹏,张志刚,凌萌茁,李春雷,任亮
受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21