李亞威 葉丹

【摘 要】本文提出一種新型注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)及其施工方法，注漿結(jié)構(gòu)包括注漿管，以及設(shè)于注漿管上的破土機構(gòu)。本文還相應(yīng)提出來了一種注漿結(jié)構(gòu)的施工方法。本文中的注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)及其施工方法能夠增大注漿管的出漿體積、且使得注漿管輸出的漿料能夠滲透進管周土層，以能夠提升注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】注漿管;注漿結(jié)構(gòu);施工方法;出漿效果;穩(wěn)定性

Abstract：This paper proposes a new grouting structure of grouting pipe reinforcement and its construction method，the grouting structure includes a grouting pipe，and a ground breaking mechanism set on the grouting pipe. This paper also proposes a construction method of the grouting structure accordingly. The grout pipe reinforced grouting structure and its construction method in this paper can increase the volume of the grout pipe and make the slurry output from the grout pipe penetrate into the perimeter soil layer，so as to improve the grouting effect of the grout pipe and the stability of the connection with the perimeter soil layer.

Keywords：grouting pipe;grouting structure;construction method;grouting effect;stability

1.背景技術(shù)

近年來，既有建筑、構(gòu)筑物的加固改造己受到國內(nèi)外極大的重視，并已發(fā)展成為一門新興的學(xué)科。然而，在對既有建筑物的功能改造、加層改造，或在出現(xiàn)下沉、開裂、傾斜等建筑病害的治理中，大都涉及既有建筑物地基基礎(chǔ)的加固處理。工程實踐表明，預(yù)壓樁基礎(chǔ)托換法是一種施工簡單、效果良好的既有建筑地基基礎(chǔ)加固方法，常見的預(yù)壓托換樁有鋼筋混凝土預(yù)壓托換樁和鋼管預(yù)壓托換樁等。

在實際施工過程中，對于建造在雜填土地基上的建筑物而言，常用的鋼筋混凝土預(yù)壓樁無法壓入地基土層，且單樁承載力較小;而常用的鋼管預(yù)壓樁因樁周土提供的摩擦力較小，則單樁承載力亦較小，又很難達到對原有地基基礎(chǔ)的加固作用。針對這一問題，公開號為CN205857190U的中國專利公開了一種鋼管樁分段注漿結(jié)構(gòu)，其特征在于注漿結(jié)構(gòu)包括鋼管以及同軸設(shè)置于鋼管內(nèi)的注漿管，鋼管內(nèi)具有至少兩塊自下而上間隔設(shè)置的第一鋼封板和第二鋼封板，第一鋼封板與鋼管底部的樁尖圍合構(gòu)成樁端注漿腔體，第二鋼封板與鋼管頂部的端板圍合構(gòu)成樁側(cè)注漿腔體，各注漿腔體側(cè)壁上具有出漿孔。

上述現(xiàn)有方案中的鋼管樁分段注漿結(jié)構(gòu)也是一種注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)，其在注漿管（注漿管的上端為進料端，下端為出料端）的管端和管側(cè)上設(shè)置了多個注漿孔，施工時，將注漿管注入預(yù)設(shè)的預(yù)注孔內(nèi)，并向注漿管內(nèi)灌充漿料（注漿體），注漿管內(nèi)的漿料通過管端和管側(cè)的多個注漿孔輸出漿料，以輔助提升注漿管的承載效果。

但是，在實際施工過程中，現(xiàn)有的注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)還存在以下問題：注漿管注入預(yù)注孔內(nèi)時，注漿管的外周側(cè)壁與預(yù)注孔的內(nèi)側(cè)壁（管周土層）間幾乎是貼合的狀態(tài)，即注漿管和預(yù)注孔間的間距非常小，使得能夠灌充的漿料也就非常有限，進而使得注漿管輸出漿料的效果不好，漿料難以很好的對注漿管進行支撐，導(dǎo)致注漿管的承載效果不好。此外，注漿管注入預(yù)注孔時注漿管的外周側(cè)壁與預(yù)注孔的內(nèi)側(cè)壁間是“面接觸”的狀態(tài)，使得注漿管輸出的漿料不能夠滲透進管周土層中，也就不能夠產(chǎn)生更大的摩擦力，使得注漿管與管周土層間的連接穩(wěn)定性不好，同樣導(dǎo)致注漿管的承載效果不好。因此，如何提供一種能夠增大注漿管的出漿體積、且使得注漿管輸出的漿料能夠滲透進管周土層的注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)，以能夠提升注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性是急需解決的問題。

2.新型注漿加固結(jié)構(gòu)構(gòu)造

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種能夠增大注漿管的出漿體積、且使得注漿管輸出的漿料能夠滲透進管周土層的注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)，以能夠提升注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性，從而能夠輔助提升注漿管的承載效果。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)，包括注漿管，以及設(shè)于注漿管上的破土機構(gòu);所述破土機構(gòu)包括固定設(shè)置于所述注漿管上的固定部，同軸活動套設(shè)于所述注漿管上位于所述固定部上方的位置處且與所述注漿管表面滑動配合的滑動管部，所述滑動管部沿所述注漿管表面朝固定部方向滑動時所述破土組件能夠朝遠離所述注漿管的軸線方向脹出;

所述滑動管部的外表面還設(shè)有朝所述注漿管方向貫通設(shè)置的且與所述注漿管上設(shè)置的出漿孔位置相對應(yīng)的出漿槽，且所述滑動管部朝固定部方向滑動至破土組件處于脹出狀態(tài)時出漿槽能夠與出漿孔保持連通。

在實際實施過程中，將注漿管對應(yīng)注入預(yù)設(shè)的預(yù)注孔內(nèi)，直至注漿管到達預(yù)定的安裝位置;然后朝固定部方向推動滑動管部，使得破土組件朝遠離注漿管的軸線方向脹出以脹開管周土層（此時出漿槽與出漿孔保持連通）;最后，向注漿管內(nèi)灌充漿料，使得漿料通過出漿孔和出漿槽流出至脹開的管周土層內(nèi)。本方案中，當注漿管注入至預(yù)注孔內(nèi)的預(yù)定安裝位置時，能夠通過破土組件來脹開管周土層，一方面，通過脹開管周土層能夠增大注漿管和預(yù)注孔間的空間，使得注漿管能夠輸出更大體積的漿料，也就能夠提升注漿管的出漿效果;另一方面，通過破土組件脹開管周土層后，注漿管輸出的漿料能夠?qū)?yīng)流入（滲透）進管周土層中，增大了與管周土層的接觸面積，能夠與管周土層間產(chǎn)生更大的摩擦力，進而能夠提升注漿管與管周土層的連接穩(wěn)定性，并輔助提升注漿管的承載效果。此外，破土組件在需要破土?xí)r（即注漿管到達預(yù)定安裝位置后）脹開，而在注漿管注入時處于收縮（未脹開）的狀態(tài)，使得能夠保證注漿管的正常注入和安裝，即能夠保證注漿管的安裝效果和效率。因此，本方案中的注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)能夠增大注漿管的出漿體積、且使得注漿管輸出的漿料能夠滲透進管周土層，以能夠提升注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性，同時能夠保證注漿管的安裝效果和效率，從而能夠輔助提升注漿管的承載效果。

優(yōu)選的，所述破土組件包括一端的端部相互轉(zhuǎn)動連接的第一支桿和第二支桿;所述第一支桿和第二支桿遠離其轉(zhuǎn)動連接位置的另一端分別與所述滑動管部和固定部活動連接，使得所述滑動管部朝固定部方向滑動時第一桿部和第二桿部能夠沿轉(zhuǎn)動連接位置朝遠離所述注漿管中軸線的方向頂出。

在實際實施過程中，當滑動管部沿注漿管朝固定部方向滑動時，滑動管部能夠帶動第一支桿沿轉(zhuǎn)動連接位置帶動第二支桿呈“V”字形向外（遠離注漿管的方向）折疊，使得第一支桿和第二支桿朝遠離注漿管的軸線方向頂出，以能夠?qū)苤芡翆舆M行破土和脹開，進而使得注漿管能夠輸出更大體積的漿料、且注漿管輸出的漿料能夠?qū)?yīng)流入（滲透）進管周土層中，從而提升了注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性;并且，破土組件的結(jié)構(gòu)還具有結(jié)構(gòu)簡單和工作穩(wěn)定的效果。

優(yōu)選的，所述固定部包括固定套設(shè)于所述注漿管中部位置且與所述第二支桿鉸接的固定環(huán)，以及沿所述固定環(huán)的周側(cè)邊緣向下延伸且朝所述注漿管的中軸線方向傾斜、圍合形成的固定側(cè)壁;所述固定環(huán)的外徑尺寸與所述滑動管部的外徑尺寸相對應(yīng)，且所述固定側(cè)壁的底部與所述注漿管的外周側(cè)壁過渡銜接。

在實際實施過程中，由于固定環(huán)的外徑尺寸大于注漿管的外徑尺寸，使得注漿管在注入預(yù)注孔內(nèi)時，固定環(huán)及固定部會造成額外的阻力，不利于注漿管的注入和安裝。針對這一問題，本方案中，固定側(cè)壁的底端與注漿管的外周側(cè)壁過渡銜接，也就是說固定環(huán)和注漿管外周側(cè)壁間為平滑連接，使得注漿管在注入預(yù)注孔內(nèi)時固定部的固定環(huán)和固定側(cè)壁不會造成額外的阻力，即有利于輔助注漿管的安裝，也就能夠輔助提升注漿管的支撐效果。

優(yōu)選的，所述注漿管的外周側(cè)壁上對應(yīng)所述滑動管部的位置設(shè)置有滑動方向與注漿管中軸線平行的導(dǎo)向滑軌;所述滑動管部的內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述導(dǎo)向滑軌相適應(yīng)的導(dǎo)向滑槽;所述滑動管部通過導(dǎo)向滑槽與所述注漿管的導(dǎo)向滑軌滑動配合，使得所述滑動管部能夠沿所述注漿管的中軸線方向滑動。

在實際實施過程中，若滑動管部直接套設(shè)于注漿管上，那么滑動管部在沿注漿管滑動時很容易相對于注漿管做徑向轉(zhuǎn)動，而滑動管部的徑向轉(zhuǎn)動會造成第一支桿和第二支桿的扭轉(zhuǎn)，使得第一支桿和第二支桿不能夠正常工作，即不能完成破土和脹開管周土層，導(dǎo)致注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性受到影響。針對這一問題，本方案中通過導(dǎo)向滑軌和導(dǎo)向滑槽對滑動管部的滑動方向進行導(dǎo)向，使得滑動管部能夠保持沿注漿管的中軸線方向滑動，且不會沿注漿管的徑向轉(zhuǎn)動，也就能夠避免第一支桿和第二支桿在工作時發(fā)生扭轉(zhuǎn)，進而能夠更好的輔助完成破土組件的破土和脹開管周土層，從而能夠提升注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性。

優(yōu)選的，所述破土機構(gòu)包括圍繞所述注漿管的外周側(cè)呈周向間隔布置的多個破土組件。

在實際實施過程中，通過多個破土組件能夠更好的完成破土和脹開管周土層，進而使得注漿管能夠輸出更大體積的漿料、且注漿管輸出的漿料能夠?qū)?yīng)流入（滲透）進管周土層中，從而提升了注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性。

優(yōu)選的，所述注漿管結(jié)構(gòu)還包括設(shè)于所述注漿管底部位置的出漿機構(gòu);所述出漿機構(gòu)包括設(shè)置于所述注漿管底端下方位置且尖端背離所述注漿管布置的錐形塊，設(shè)于所述錐形塊頂部位置且與所述注漿管滑動配合的導(dǎo)向桿，以及設(shè)于所述錐形塊和注漿管之間的彈性組件;所述錐形塊通過導(dǎo)向桿朝所述注漿管方向滑動至與所述注漿管抵接時所述彈性組件處于彈性壓縮狀態(tài)，且所述彈性組件處于彈性復(fù)位狀態(tài)時所述錐形塊與注漿管間呈間隔布置。

3.施工方法

一種注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)的施工方法，其基于上述的注漿管結(jié)構(gòu)實施，其在固定注漿管時，包括以下步驟：

步驟A：將注漿管對應(yīng)注入設(shè)置的預(yù)注孔內(nèi)，直至注漿管到達預(yù)定的安裝位置;步驟B：向上提升注漿管，使得錐形塊和注漿管在彈性組件的作用力下分離至間隔布置;步驟C：朝固定部方向推動滑動管部，使得破土組件朝遠離注漿管的軸線方向脹出以脹開管周土層，同時出漿槽與出漿孔保持連通;步驟D：向注漿管內(nèi)灌充漿料，使得漿料通過出漿孔和出漿槽流出至脹開的管周土層內(nèi)，同時漿料從注漿管和錐形塊之間流出，以能夠由下至上的填充預(yù)注孔。

本方案中，當注漿管注入至預(yù)注孔內(nèi)的預(yù)定安裝位置時，能夠通過破土組件來脹開管周土層，一方面，通過脹開管周土層能夠增大注漿管和預(yù)注孔間的空間，使得注漿管能夠輸出更大體積的漿料，也就能夠提升注漿管的出漿效果;另一方面，通過破土組件脹開管周土層后，注漿管輸出的漿料能夠?qū)?yīng)流入（滲透）進管周土層中，增大了與管周土層的接觸面積，也就能夠產(chǎn)生更大的摩擦力，進而能夠提升注漿管與管周土層的連接穩(wěn)定性，從而能夠輔助提升注漿管的承載效果。并且，注漿管注入到預(yù)定安裝位置時，通過上提升注漿管使得錐形塊和注漿管分離，使得漿料能夠由下至上的灌充預(yù)注孔，這種灌充方式有利于更好的填充漿料，進而能夠提升注漿管的出漿效果。

優(yōu)選的，步驟A中，通過設(shè)置的定位導(dǎo)向機構(gòu)將注漿管注入預(yù)注孔內(nèi);

所述定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括使用時固定安裝于預(yù)注孔位置的支架，以及用于夾持固定注漿管的夾持組件;所述支架上設(shè)置有位于預(yù)注孔內(nèi)且滑動方向與預(yù)注孔中軸線平行的導(dǎo)向滑道，所述夾持組件上具有用于與所述導(dǎo)向滑道對應(yīng)滑動配合的滑塊，使得所述夾持組件能夠在夾持固定注漿管后帶動所述注漿管沿預(yù)注孔的中軸線注入;

所述支架包括安裝時同軸插入預(yù)注孔內(nèi)且內(nèi)徑尺寸大于滑動管部外徑尺寸的套筒部，以及設(shè)置于所述套筒部外周側(cè)部的板狀的支撐板;所述夾持組件包括一對配合使用且能夠抱緊注漿管的半圓環(huán)狀的抱箍，以及用于鎖緊抱箍的緊固件;所述套筒部的內(nèi)側(cè)固定設(shè)置有至少一對相對布置的導(dǎo)向滑道，所述一對抱箍上分別設(shè)置有用于與所述一對導(dǎo)向滑道滑動配合的導(dǎo)向滑塊;

步驟C中，通過設(shè)置的推桿機構(gòu)朝固定部方向推動滑動管部;

所述推桿機構(gòu)包括兩根平行間隔布置的推桿，以及分別與兩根推桿的上端固定連接的連接桿;兩根推桿間的間距與所述注漿管的外徑尺寸相對應(yīng)，且所述一對抱箍上分別設(shè)置有豎向貫通設(shè)置的且用于供推桿穿過的推桿通槽，使得所述兩根推桿能夠分別穿過一對抱箍上的推桿通槽，以能夠豎向向下運動推動滑動管部朝固定部方向滑動。

4.結(jié)論

（1）新型注漿結(jié)構(gòu)提供一種能夠增大注漿管的出漿體積、且使得注漿管輸出的漿料能夠滲透進管周土層的注漿管加固注漿結(jié)構(gòu)，以能夠提升注漿管的出漿效果和與管周土層的連接穩(wěn)定性，從而能夠輔助提升注漿管的承載效果。

（2）本文詳細介紹了其構(gòu)造及施工方法。

參考文獻：

[1]周茗如;張建斌;盧國文;鈔鑫;程俊夕.擴孔理論在非飽和黃土劈裂注漿中的應(yīng)用[J] 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2018.9