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原文传递一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构及方法

专利名称：	一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构及方法
摘要：	本发明公开了一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构及方法，该结构包括多个在地面位于已成桩周侧钻设的钻孔，多个钻孔的深度各不相同，钻孔中设置有注浆钢管、注浆阀和单向阀，注浆钢管与钻孔内壁之间铺设有砂层和封堵层，注浆钢管通过注浆软管与高压注浆泵连通，注入地层的水泥浆形成与已成桩连接的加固体；该方法包括步骤：一、确定钻孔数量；二、获取钻孔；三、下放注浆管；四、封孔；五、高压补强注浆；六、判断高压注浆是否结束；七、形成加固体。本发明仅从已成桩的周侧的地面上垂直钻设多个深度各不相同钻孔，并在钻孔中埋入注浆钢管对已成桩指定高度周侧地层进行密封，提高已成桩与指定高度周侧地层之间的摩擦力，有效提高已成桩承载力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	机械工业勘察设计研究院有限公司
发明人：	张建山;张率;李哲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910827120.1
公开号：	CN110438998A
代理机构：	西安创知专利事务所
代理人：	谭文琰
分类号：	E02D15/04(2006.01);E;E02;E02D;E02D15
申请人地址：	710043陕西省西安市咸宁中路51号
主权项：	1.一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构，其特征在于：包括多个在地面位于已成桩(2)周侧的位置上垂直钻设的钻孔，多个所述钻孔的深度各不相同，每个所述钻孔中均设置有伸入钻孔底部的注浆钢管(4)，注浆钢管(4)靠近钻孔底部的一端安装有注浆阀(6)，注浆钢管(4)上位于注浆阀(6)上侧的管段上安装有单向阀(5)，注浆钢管(4)与对应钻孔内壁之间的区域底层铺设有砂层(7)，砂层(7)的顶端高于单向阀(5)的顶端，注浆钢管(4)与对应钻孔内壁之间且位于砂层(7)上侧的区域设置有用于封堵对应钻孔的封堵层(8)，注浆钢管(4)伸出钻孔的一端通过注浆软管(9)与高压注浆泵(10)连通，注浆软管(9)经注浆阀(6)向地层(1)注入的水泥浆形成与已成桩(2)连接的加固体。 2.按照权利要求1所述的一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构，其特征在于：所述钻孔的数量为2～4个，2～4个所述钻孔均匀的布设在已成桩(2)周侧，2～4个所述钻孔中的一个钻孔的深度比已成桩(2)的深度深30cm～50cm，所述钻孔为圆柱形钻孔且其孔径为8cm～10cm，所述钻孔的中心与已成桩(2)之间的最小距离为30cm～40cm；注浆钢管(4)的内径为2cm～3cm。 3.按照权利要求1所述的一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构，其特征在于：所述注浆阀(6)为袖阀。 4.按照权利要求1所述的一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构，其特征在于：所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。 5.按照权利要求1所述的一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构，其特征在于：所述砂层(7)的填注厚度为50cm～70cm，所述砂层(7)为粗砂层，所述粗砂层中粗砂的细度模数为3.7～3.1。 6.按照权利要求1所述的一种外钻孔注浆提高已成桩承载力的结构，其特征在于：所述封堵层(8)为泥球封堵层。 7.一种利用如权利要求1所述结构进行外钻孔注浆提高已成桩承载力的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、确定钻孔数量：根据公式确定钻孔数量n，其中，H为已成桩(2)深度，Δh为深度间隔阈值且Δh取5m～15m，[·]为取整函数；步骤二、获取钻孔：在地面位于已成桩(2)周侧的位置上垂直钻设的n个钻孔，n个所述钻孔均匀的布设在已成桩(2)周侧，且n个所述钻孔的深度各不相同，n个所述钻孔中的一个钻孔的深度比已成桩(2)的深度深30cm～50cm；所述钻孔为圆柱形钻孔且其孔径为8cm～10cm，所述钻孔的中心与已成桩(2)之间的最小距离为30cm～40cm；步骤三、下放注浆管：在每个所述钻孔中均下放入钻孔底部的注浆钢管(4)，所述注浆钢管(4)下放之前在该注浆钢管(4)准备下放至钻孔底部的一端安装注浆阀(6)，注浆钢管(4)上位于注浆阀(6)上侧的管段上安装单向阀(5)，单向阀(5)远离注浆阀(6)的一端与准备下放至钻孔底部的一端末端的距离为L；步骤四、封孔：先在注浆钢管(4)与对应钻孔内壁之间的区域底层铺设有砂层(7)，砂层(7)的厚度大于L；再在注浆钢管(4)与对应钻孔内壁之间且位于砂层(7)上侧的区域铺设用于封堵对应钻孔的封堵层(8)，所述封堵层(8)为泥球封堵层，所述泥球封堵层中的泥球通过压实工具密实在注浆钢管(4)与对应钻孔内壁之间且位于砂层(7)上侧的区域中； L的取值范围为50cm～70cm，所述砂层(7)为粗砂层，所述粗砂层中粗砂的细度模数为3.7～3.1；步骤五、高压补强注浆：注浆钢管(4)伸出钻孔的一端通过注浆软管(9)与高压注浆泵(10)连通，注浆软管(9)经注浆阀(6)向地层(1)注入的水泥浆；水泥浆在压力下渗入地层(1)土中孔隙，强行挤向注浆点周侧区域，形成球形浆泡，浆泡挤压周侧土体，即压密土体，补充注浆点周侧区域土体强度；步骤六、判断高压注浆是否结束：当每个钻孔中注浆软管(9)经注浆阀(6)向地层(1)注入的水泥浆量大于水泥浆量阈值或每个钻孔中注浆压力大于注浆压力阈值或地面反浆时，则高压注浆结束，关闭高压注浆泵(10)，拆下注浆软管(9)，并用堵头封堵注浆钢管(4)；否则，循环步骤五；所述水泥浆量阈值为500kg～1000kg；注浆压力阈值为5MPa～8MPa；步骤七、形成加固体：待高压注浆结束且水泥浆凝固后，n个所述钻孔中比已成桩(2)的深度深的钻孔底部形成第一加固体(11-1)，实现对已成桩(2)的桩底加固；剩余的钻孔底部形成高度各不相等的第二加固体(11-2)，实现对已成桩(2)的桩侧加固。 8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述水泥浆为超细水泥浆，所述超细水泥浆中超细水泥的粒径为0.2μm～20μm，所述超细水泥浆中超细水泥的平均粒径为5μm～6μm。 9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述已成桩(2)的深度H的取值范围为10m～60m。 10.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述注浆软管(9)经注浆阀(6)向地层(1)注入的水泥浆的压力为1MPa～5MPa。
所属类别：	发明专利