双囊体加筋注浆施工方法

技术领域

本发明涉及一种基础加固方法,尤其涉及双囊体加筋注浆施工方法。

背景技术

在现有的土木工程领域，由于特殊地质环境条件的多样性，经常会出现地质勘察结果与工程实际地质环境条件不符、使用过程环境设计计算条件不符的情况及后期建筑使用功能及配套升级改造对地基基础及周边土体的扰动，造成一些建筑后期产生了影响使用功能或结构安全的不均匀沉降，为了保证结构安全和建筑使用功能，经常需要对原有基础进行地基加固，多采用注浆加固的方式加固地基。

在传统的注浆加固工艺中，多采用原土直接与钻杆喷出的浆液混合加固工艺，该工艺在施工中存在一个高压浆液切割土体及浆液与土体混合搅拌过程，被加固的土体与浆液混合物在固化形成承载能力前，存在一个土体由固态向流塑状态保持过程，在该过程中被加固影响范围内土体承载力显著降低，存在危及基础或建筑物产生二次沉降和破坏的风险。

针对传统工艺的不足，开发的囊体注浆技术，该技术采用先钻孔，孔内安装内置注浆管的筒形单层囊体，囊体内注入浆液，浆液固化后形成具有一定强度的柱状体。该工艺有效避免了因浆液与土体直接接触造成的土体软化风险。不足之处在于受土体力学性能限制，钻孔和囊袋直径普遍较小，单孔加固提升的承载力不够大，受算材料力学性能限制水平承载力极低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全、承载力大、能同时增加基础的竖向和水平受力能力、调控基础水平位移和竖向标高，兼有环保的双囊体加筋注浆施工方法。

本发明的一种双囊体加筋注浆施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据设计要求在需加固的混凝土基础顶壁上放线标出注浆点位置，然后在注浆点位置处的混凝土基础上钻一个比外囊最大外径大10～15cm的基础孔；

步骤二、以所述的基础孔的圆心为中心在混凝土基础以下土体中钻一个比外囊的外径小3-5cm的桩孔，桩孔深度比设计注浆加固深度大2～10cm；

步骤三、截取与桩孔的深度相同长度的双层囊体，所述的双层囊体包括内囊，在所述的内囊外间隔套有外囊；然后将内囊和外囊下口用囊袋卡固定封口，所述的囊袋卡顶部设有环形凹槽；再在内囊中插入第一注浆管且第一注浆管的底部管壁嵌入囊袋卡顶部的凹槽内；在内囊与外囊之间的两侧分别插入第二注浆管和排气管；最后将内囊和外囊的上口固定在第一注浆管上部外壁上，在所述的排气管内上下间隔设置有多个无线电磁排气阀，在所述的排气管的顶部安装有顶部阀门，在所述的第二注浆管上部设有上口阀门；在位于双层囊体内的第一注浆管上开有多个第一注浆孔并在第二注浆管上开有多个第二注浆孔；所述的外囊的外壁为上下依次间隔连接的多个算盘珠形圆环体；

步骤四、将安装有第一注浆管、第二注浆管和排气管的双层囊体通过基础孔放入桩孔内，同时使囊袋卡插入桩孔底部的土体内，第一注浆管、第二注浆管和排气管的顶部高出混凝土基础顶壁15-20cm；

步骤五、向第一注浆管内注入内部的注浆液，内部的注浆液沿第一注浆孔流入内囊，当内部的注浆液从第一注浆管与内囊的绑扎处的间隙冒出后，停止注浆；待内部的注浆液初凝未形成强度前松开内囊和外囊与第一注浆管之间的绑扎并拔出第一注浆管，然后由内囊上口向内囊中插入承力钢管；内部的注浆液初步凝固后采用高压水枪和自吸泵清除承力钢管壁内部的位于混凝土基础下表面以上的水泥土；

步骤六、将内囊和外囊与排气管、第二注浆管和承力钢管之间绑扎严密，且将内囊和外囊上口固定在承力钢管外壁上；

步骤七、所述的内囊中的内部的注浆液达到设计强度的70％以上后，关闭排气管上的无线电磁排气阀和顶部阀门，打开上口阀门，自第二注浆管向内囊和外囊之间注入外部的注浆液，待注浆压力达到设计压力后，先打开顶部阀门，再自下而上逐级打开排气管上的无线电磁排气阀，打开无线电磁排气阀的过程中保持注浆压力不变，待排气管顶部排出外部的注浆液且没有气泡后，关闭排气管上的顶部阀门，加压使外囊的扩大算珠形圆环体充分填充密实达到设计要求，通过外囊中的外部的注浆液的压力造成外囊及外囊的扩大算珠形圆环体的膨胀形成对桩孔外侧土体的挤压力，使桩孔外侧土体向上拢起产生的压力作用在混凝土基础底面产生上升效应，当桩孔的周边的混凝土基础底面位置上升至设计要求位置后，停止注浆，并保持压力10～15min，关闭第二注浆管上的上口阀门；

步骤八、待外部的注浆液达到设计强度，且混凝土基础底面的竖向高度位置稳定在设计要求位置后，将第二注浆管、排气管自混凝土基础的下表面位置切断，清除混凝土基础上的基础孔内的杂物，用灌浆料将基础孔和承力钢管内部填充密实，然后将位于混凝土基础顶壁以上的承力钢管切断。

本方法适用于已有基础或建筑的加固，在避免基础或建筑因注浆加固造成的二次沉降灾害发生，同时能提供较高的竖向承载力和一定的水平力，可以同时解决基础沉降和水平位移的问题，并对已发生的基础沉降和水平位移有恢复能力，同时因为所有的浆液均包裹在囊体内，避免了对土壤的污染，保护了自然环境。

附图说明

图1是本发明的双囊体加筋注浆施工方法加固基础成型的剖面示意图；

图2是本发明的双囊体加筋注浆施工方法中内囊注浆完成的剖立面示意图；

图3是本发明的双囊体加筋注浆施工方法中囊体及注浆管和排气管组合插入加固土体钻孔的剖立面示意图；

图4是本发明的双囊体加筋注浆施工方法中的基础开孔和土体钻孔后的剖立面示意图；

图5是本发明的双囊体加筋注浆施工方法中囊体剖立面示意图；

图6是图5所示的囊体中的外囊的立面图；

图7是图1、2、3中囊体卡的剖立面示意图；

图8是图1、2、3中囊体卡的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明：

本发明的一种双囊体加筋注浆施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据设计要求在需加固的混凝土基础11顶壁上放线标出注浆点位置，然后在注浆点位置处的混凝土基础11上钻一个比外囊2最大外径大10～15cm(如：可以为10cm、12cm、15cm等)的基础孔12；

步骤二、以所述的基础孔12的圆心为中心在混凝土基础以下土体中钻一个比外囊2的外径小3-5cm(如：可以为3cm、4cm、15cm等)的桩孔14，桩孔深度比设计注浆加固深度大2～10cm(如：可以为2cm、5cm、10cm等)；

步骤三、截取与桩孔14的深度相同长度的双层囊体，所述的双层囊体包括内囊1，在所述的内囊1外间隔套有外囊2；然后将内囊1和外囊2下口用囊袋卡5固定封口，所述的囊袋卡为现有结构，具体可以参见授权公告号为CN215018779U的专利《一种骨填充囊袋》，所述的囊袋卡5顶部设有环形凹槽15；再在内囊1中插入第一注浆管3-1且第一注浆管3-1的底部管壁嵌入囊袋卡5顶部的凹槽15内；在内囊1与外囊2之间的两侧分别插入第二注浆管3-2和排气管4；最后将内囊1和外囊2的上口通过绑带或者其它绑扎物固定在第一注浆管3-1上部外壁上，在所述的排气管4内上下间隔设置有多个无线电磁排气阀6，所述的无线电磁排气阀6可以通过无线信号控制开启，在所述的排气管4的顶部安装有顶部阀门7，在所述的第二注浆管3-2上部设有上口阀门8；在位于双层囊体内的第一注浆管3-1上开有多个第一注浆孔13-1并在第二注浆管3-2上开有多个第二注浆孔13-2；优选的，所述的第一注浆管3-1为金属管，第二注浆管3-2为高压橡胶软管；所述的外囊2的外壁为上下依次间隔连接的多个算盘珠形圆环体2-1，优选的，在外囊2内侧且对应每个算盘珠形圆环体2-1的位置分别设置有拉接肋条2-2，所述的拉接肋条2-2上下两侧分别与算盘珠形圆环体2-1的内壁固定相连，每个算盘珠形圆环体处的最大直径比内囊1的外直径大10-12cm。在算盘珠形圆环体内注浆液9的填充和挤压下向桩孔14外侧土体扩张，一是可以增加固化后的注浆囊柱的承载力(原理通过算盘珠形圆环体增加了桩体摩擦力和土体对扩大的算盘珠形圆环位置的土体反作用力)，二是通过对桩孔外的土体挤压，使土体产生一个向上顶起的效果，对混凝土基础11的底部产生一个向上的压力，使基础向上复位，加强了基础加固和位置修正的双重作用。

步骤四、将安装有第一注浆管、第二注浆管和排气管4的双层囊体通过基础孔12放入桩孔14内，同时使囊袋卡5插入桩孔14底部的土体内，第一注浆管、第二注浆管和排气管的顶部高出混凝土基础11顶壁15-20cm(如可以为15cm、18cm、20cm等；

步骤五、向第一注浆管3-1内注入内部的注浆液9，内部的注浆液9沿第一注浆孔13-1流入内囊1，当内部的注浆液9从第一注浆管3-1与内囊的绑扎处的间隙冒出后，停止注浆；待内部的注浆液9初凝未形成强度前松开内囊1和外囊2与第一注浆管3-1之间的绑扎并拔出第一注浆管3-1，然后由内囊1上口向内囊中插入承力钢管10；内部的注浆液9初步凝固后采用高压水枪和自吸泵清除承力钢管壁10内部的位于混凝土基础11下表面以上的水泥土；

步骤六、将内囊1和外囊2与排气管4、第二注浆管3-2和承力钢管10之间绑扎严密，且将内囊1和外囊2上口固定在承力钢管10外壁上；

步骤七、所述的内囊1中的内部的注浆液9达到设计强度的70％以上后，关闭排气管4上的无线电磁排气阀6和顶部阀门7，打开上口阀门8，自第二注浆管3-2向内囊1和外囊2之间注入外部的注浆液9，待注浆压力达到设计压力后，先打开顶部阀门7，再自下而上逐级打开排气管上的无线电磁排气阀6，打开无线电磁排气阀6的过程中保持注浆压力不变，待排气管4顶部排出外部的注浆液9且没有气泡后，关闭排气管上的顶部阀门7。加压使外囊2的扩大算珠形圆环体2-1充分填充密实达到设计要求，通过外囊2中的外部的注浆液9的压力造成外囊2及外囊2的扩大算珠形圆环体2-1的膨胀形成对桩孔14外侧土体的挤压力，使桩孔14外侧土体向上拢起产生的压力作用在混凝土基础11底面产生上升效应，当桩孔14的周边的混凝土基础11底面位置上升至设计要求位置后，停止注浆，并保持压力10～15min，关闭第二注浆管3-2上的上口阀门8；

步骤八、待外部的注浆液9达到设计强度，且混凝土基础底面的竖向高度位置稳定在设计要求位置后，将第二注浆管3-2和排气管4自混凝土基础11的下表面位置切断，清除混凝土基础11上的基础孔12内的土泥土等杂物，用灌浆料16将基础孔和承力钢管10内部填充密实，然后将位于混凝土基础顶壁以上的承力钢管切断。所述的灌浆料优选的采用高强无收缩灌浆料。