基于管廊底板空洞的内钻孔插管压密注浆加固方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种基于管廊底板空洞的内钻孔插管压密注浆加固方法。

背景技术

随着市政基础建设事业的蓬勃发展，我国综合管廊建设项目如雨后春笋般兴起；然而，对于地下空间结构综合管廊的建设，管廊底板空洞是其面临的普遍通病，特别是对于软土地质及某些临海冲击性泥塘地质，其影响越加显著；此外，在管廊施工过程中，施工雨季和相关作业的间歇性都会加剧管廊底板空洞现象扩大化。管廊底板空洞形成原因在于管廊基坑渗水的出现直接影响管廊底板水土严重流失，水土之间相互作用的力学平衡体系被打破，从而导致管廊在施工底板过程中发生涌砂现象，导致管廊底板脱空，最终影响整个管廊结构的安全质量体系和功能使用性。

在面临管廊空洞问题时，目前，通常采取地上地质钻机成孔后退式压密注浆方式，在管廊外侧钻孔进行高压注浆，其浆液经SMW工法桩和管廊侧墙结构扩散至管廊底部从而到达到底板空洞封补效果。

然而此类传统方法存在以下缺陷：(1)该方式依靠浆液扩散方式，其浆液输送路径长，注浆效率低下、作业持续时间长；(2)该方式注浆流量小，对于管廊底板较大空洞缺陷，不能达到较好的补救效果；(3)该方式在实施过程中易造成堵管现象，需进行清管处理从而影响了注浆作业的连续性、加大了作业人员工作负荷。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供了一种基于管廊底板空洞的内钻孔插管压密注浆加固方法，以解决管廊底板空洞问题；消除综合管廊结构性质量隐患，以期通过注浆加固方式弥补底板空洞缺陷，防止综合管廊后期发生渗水和裂缝结构破坏现象发生。

为实现上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

一种基于管廊底板空洞的内钻孔插管压密注浆加固方法，其包括步骤：

在管廊底板上按照管廊里程纵向方向间隔定位出注浆孔点位并进行标识；

在标识出的点位放置钢板并用膨胀螺栓固定，在所述钢板中心开孔且孔径不小于注浆孔的孔径；

于所述钢板的中心开孔内向下钻穿所述管廊底板进行注浆孔成孔，成孔至底板垫层底；

于成型的注浆孔内插设注浆管，密实注浆管周围缝隙；

向所述注浆管内进行高压注浆，注浆浆液压入管廊底板下方的土层内部，密实土层；

待注浆孔内浆液凝固且无渗漏水情况时，沿所述钢板上口切割掉所述注浆管，并采用封堵板焊接封闭注浆孔。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，在放置钢板并用膨胀螺栓固定的步骤之前，还包括：

在标识出的点位对所述管廊底板的顶面进行切缝凿除，得到形状与所述钢板相一致的凹槽；

将所述钢板通过膨胀螺栓固定在所述凹槽的底部。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，所述钢板的底部放置有橡胶垫。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，在进行注浆孔成孔的步骤之前，还包括：对标识出的点位进行防水处理。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，所述钢板的中心开孔的孔径大于所述注浆孔的孔径，所述注浆管包括小管径管段和大管径管段，所述小管径管段的外径与所述注浆孔的孔径相一致，所述大管径管段一体成型于所述小管径管段的上端且外径与所述钢板的中心开孔的孔径相一致，所述小管径管段的下端不高于所述底板垫层底。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，所述大管径管段上设置有注浆连管口和压力阀门。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，所述注浆浆液采用PO42.5普通硅酸盐水泥配置的水泥浆。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，注浆压力为3.0～5.0MPa，注浆浆液的水灰比为0.50。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，在采用封堵板焊接封闭注浆孔的步骤之后，还包括：浇筑细石混凝土填充所述管廊底部上的凹槽。

作为本发明注浆加固方法的一种优选技术方案，在向所述注浆管内进行高压注浆的步骤中，按照管廊里程纵向方向逐个完成注浆。

本发明的有益效果在于，针对管廊底板不同程度的空洞状况，在管廊底板因地制宜科学布设注浆孔并进行测量定位，对待开孔部位进行内钻孔插管压密设备的安装，将配置好的水泥浆液通过注浆管进行连续作业；注浆过程中按照孔位依次进行注浆作业，最终待注浆孔内浆液凝固完成注浆工作。内钻孔插管压密注浆加固方法其优势在于：(1)本方法注浆浆液输送路径短，作业效率高；(2)本方法注浆孔开孔深度小，缩短了作业时长，节约了施工成本；(3)本方法注浆流量大、浆液输送连续性强，其底板空洞补救质量高；(4)本方法避免了水泥土搅拌桩和侧墙的断隔性影响，不易发生堵管现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

图1为本发明实施例内钻孔插管压密注浆加固方法中管廊底板注浆纵断面示意图。

图2为图1中A节点放大示意图。

图3为本发明实施例中管廊底板注浆孔位设置平面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1～3，本发明提供了一种基于管廊底板空洞的内钻孔插管压密注浆加固方法，以解决管廊底板空洞问题；该管廊底板空洞补救方法采取内钻孔插管压密注浆方式，在管廊底板11进行注浆孔布设进行钻孔、注浆，待浆液凝固后进行封孔、完成注浆工作。

在管廊底板11结构内部，通过底板钻孔高压注浆的方式进行处理，主要是通过高压力将液状的水泥浆液注(压)入土层内部，以达到密实土层、改良土层性能、提高地基承载力及土体填充等作用，主要加固范围是管廊底板的四周。

具体来说，本发明基于管廊底板空洞的内钻孔插管压密注浆加固方法，其包括步骤：

步骤一、在管廊底板11上按照管廊里程纵向方向间隔定位出注浆孔点位12并进行标识；

具体地，现场用尺量在管廊底板上按纵向10米设置一处定位出注浆孔临时点位12，并用红油漆标识。如施工过程中发现此点位无法进行注浆，可根据实际情况调整其他点位继续补孔。实际施工时根据注浆效果调整注浆孔的点位、数量，当土体较松散，注浆通畅时可加密注浆孔。

步骤二、在标识出的点位12放置钢板13并用膨胀螺栓131固定，在钢板中心开孔且孔径不小于注浆孔的孔径；

在此之前，先在标识出的点位对管廊底板11的顶面进行切缝凿除，得到形状与钢板13相一致的凹槽14，如钢板13为矩形钢板，凹槽14也为矩形凹槽，且钢板13的尺寸也与凹槽14的尺寸相一致；然后，在凹槽14的底部放置橡胶垫及钢板13并用膨胀螺栓131固定。

步骤三、于钢板13的中心开孔内向下钻穿管廊底板11进行注浆孔成孔，成孔至管廊底板11下方的底板垫层15底；

具体地，在对管廊底板11进行正式钻孔之前，先根据标出的点位进行防水处理设置，设置完成后采用电钻钻穿管廊底板11进行成孔，钻孔直径30mm，钻孔深度以进入底板垫层底为宜。

步骤四、于成型的注浆孔内插设注浆管16，密实注浆管周围缝隙；

具体地，注浆管16采用无缝钢管加工，按设计要求从管廊底板开孔处打入至需注浆的土体区域。采用Ф30mm、壁厚4mm的无缝钢管，注浆管16长度根据钻孔深度设置。注浆管16下到位置后将注浆管16周围缝隙密实，完成后再开始注浆。

其中，钢板13的中心开孔的孔径略大于注浆孔的孔径，注浆管16包括小管径管段161和大管径管段162，小管径管段161的外径与注浆孔的孔径相一致，大管径管段162一体成型于小管径管段161的上端且外径与钢板13的中心开孔的孔径相一致，小管径管段161的下端宜伸入进入底板垫层底。较佳地，大管径管段162的上端向上延伸出管廊底板11的顶面并设置有注浆连管口163和压力阀门164，该注浆连管口163可用于连接注浆机，由压力阀门164控制注浆管的注浆速度。注浆管下到位后将大管径管段162的下口与钢板13的中心开孔焊接密实，完成后再开始注浆。一方面密实效果更好，另一方面还可以利用钢板13的中心开孔对注浆管起到一定程度的水平定位效果。

步骤五、向注浆管16内进行高压注浆，注浆浆液压入管廊底板11下方的土层内部，密实土层；

具体地，在一切工作都做好后方可开启注浆机进行注浆，当注浆压力持续稳定，不进浆、进浆量很少，或从排气孔冒浆时，即可停止注浆，关闭孔口阀门，然后拆除和清洗管路，进入下一个孔位施工。

注浆浆液采用PO42.5普通硅酸盐水泥配置的水泥浆液。注浆工作压力一般为3.0～5.0MPa左右，水灰比为0.50。浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始压注，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间。

步骤六、待注浆孔内浆液凝固且无渗漏水情况时，沿钢板13上口切割掉注浆管16，并采用封堵板焊接封闭注浆孔，封堵板可采用尺寸较小的钢板。

具体地，待注浆孔内浆液凝固，且注浆孔位置无渗漏水情况时，沿大钢板上口切割掉注浆管，并采用小钢板焊接封闭注浆孔，然后浇筑细石混凝土恢复管廊底板及上部找平层。清扫、清理周边混凝土，完成注浆工作。

本发明基于管廊空洞问题所采用的内钻孔插管压密注浆方法，针对管廊底板不同程度的空洞状况，在管廊底板因地制宜科学布设注浆孔并进行测量定位，对待开孔部位进行内钻孔插管压密设备的安装，进行钻孔、连管、浆液配制完成后；将配置好的水泥浆液通过注浆管进行连续作业；注浆过程中按照孔位依次进行注浆作业，最终待注浆孔内浆液凝固完成注浆工作。

本发明内钻孔插管压密注浆加固方法的优势在于：

(1)本方法注浆作业面为管廊底板，与传统底板空洞补救的注浆方式相比，其钻孔深度低、施工工作量降低，提高了施工效率，缩短了作业时长，节约了施工成本；

(2)本方法注浆流量相比传统方法，其浆液涌送流量大，底板空洞因其流动性的高效短时使其空洞补救整体性成型及质量效果大幅度提高；

(3)本方法的浆液输送路线短，作业效率高，与传统注浆方法相比，其避免了水泥土搅拌桩和侧墙的断隔性影响，不易发生堵管现象；

(4)方法在底板空洞补救实施过程中，根据其底板空洞情况，因地制宜科学布设注浆孔，作业方式灵活。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。