一种针对条形基础快速加固修复的注浆布置结构及方法与流程

1.本发明涉及条形基础加固修复技术领域，特别涉及一种针对条形基础快速加固修复的注浆布置结构及方法。


背景技术：

2.条形基础作为一种建筑物基础形式，由于其施工简单，工程成本低，施工周期短的特点，广泛应用于低层建筑或小高层建筑。上部荷载大而地基承载力低、地基土不均匀且土质变化大、各柱荷载相差大、柱网较小独立基础所需要的基础面积不能被满足时，通常采用条形基础，并且具有调节不均匀沉降的作用。这种特点导致我国范围内大量的居民建筑采用条形基础，尤其是农村和乡镇地区。由于本身地基承载力就相对较低，若加上长时间下雨甚至洪涝灾害，很可能导致地基承载力进一步降低，而导致建筑物发生不均匀沉降，影响居民人身财产安全。
3.近年来，国际上高聚物注浆技术发展很快。其基本原理是：按照一定配比，向地下注射双组份高聚物材料，两种材料混合后发生化学反应，体积迅速膨胀并形成泡沫状固体。目前，该技术已成功应用于道路、隧道、堤坝、地下管道等基础设施的加固和修复工程中，取得了显著成效。膨胀性高聚物注浆技术具有诸多明显优点：(1)快速：高聚物注浆技术施工快捷，不需养生，可节省工期70％以上，并且可以根据工程需要自由调整材料的固化时间，数分钟到数小时不等，最快几十秒就可以达到最终强度的90％。(2)耐久：高聚物注浆与无损检测技术密切结合，针对性强，治愈率高，一次注浆能处治多层隐含病害；高聚物注浆材料本身不含水，反应固化后不会产生干缩现象；高聚物材料具有很好的柔韧性，在长期交通荷载作用下不易发生断裂；高聚物材料防渗性能优良，能有效阻止雨水下渗。(3)环保：高聚物注浆技术通过注浆孔(直径16mm)进行注浆修复，材料本身不含有毒物质(3)抗压：膨胀性高聚物注浆材料随着密度的增加抗压强度也迅速增强，最高可达一百多兆帕。
4.因此研发一种非开挖高聚物注浆加固修复方法来快速治理条形基础不均匀沉降病害，对基础工程非开挖修复工程的发展有重要意义。


技术实现要素：

5.发明的目的在于提供一种针对条形基础快速加固修复的注浆布置结构及方法，解决了条形基础地基软弱而出现不均匀沉降病害和整体沉降病害的问题。
6.本发明是这样实现的，一种针对条形基础快速加固修复的注浆布置结构，所述注浆布置结构包括置于条形基础中心线两侧的注浆内孔以及置于所述注浆内孔内的注浆管，所述注浆内孔深度大于所述条形基础的深度，
7.所述注浆内孔倾斜设置，且所述注浆内孔上表面中心距离条形基础中心线距离为l1，所述注浆内孔下表面中心距离原条形基础中心线距离为l2，所述原条形基础的深度为h，所述注浆内孔倾斜角度为a，所述倾斜角度
8.所述原条形基础的相关信息通过建筑物的基础设计图和施工图中获得。
9.本发明的进一步技术方案是：所述注浆管包括注浆主管以及注浆辅管，所述注浆主管长度大于所述注浆辅管。
10.本发明的进一步技术方案是：所述注浆内孔的深度l1为：
11.其中a为注浆内孔的倾斜角度，h为原条形基础的深度，m为注浆内孔底部到原条形基础底部的距离。
12.本发明的进一步技术方案是：所述注浆内孔中所述注浆辅管的插入深度l2为：
13.其中a为注浆内孔的倾斜角度，h1为原条形基础底部钢筋的深度，所述h1通过建筑物的基础设计图和施工图中获得。
14.本发明的进一步技术方案是：所述注浆内孔的深度大于所述原条形基础的深度至少0.1米。保证高聚物在沉降后的条形基础正下方膨胀扩散，并进行土体加固。
15.本发明的进一步技术方案是：所述注浆内孔上表面中心距离条形基础中心线距离l1大于所述注浆内孔下表面中心距离原条形基础中心线距离l2。
16.本发明的进一步技术方案是：所述注浆内孔下表面中心距离原条形基础中心线距离l2为：0.1-0.25米。
17.本发明的进一步技术方案是：注浆内孔的最大直径为2.5厘米。
18.本发明的进一步技术方案是：所述注浆布置结构还包括置于所述注浆内孔外侧的注浆外孔，所述注浆外孔垂直设置，所述注浆外孔的深度大于所述条形基础的深度。
19.本发明的进一步技术方案是：所述注浆外孔中设有外孔主管以及外孔辅管，所述外孔辅管插入深度为不大于所述原条形基础钢筋布置的深度，所述外孔主管的深度不大于所述注浆外孔的深度。
20.本发明的进一步技术方案是：若条形基础尺寸过小导致注浆外孔(直径2.5厘米)与注浆内孔(直径2.5厘米)相距小于0.3米，则取消注浆外孔注浆操作，并将注浆内孔各距离(l1和l2)增加0.1米。
21.本发明的进一步技术方案是：所述注浆外孔的深度大于所述原条形基础的深度至少0.1米。
22.本发明的进一步技术方案是：注浆外孔(最大直径2.5厘米)与条形基础边缘的最大距离l3为0.25米。
23.本发明还提供一种针对条形基础快速加固修复的方法，所述方法包括以下步骤：
24.步骤一、对待加固修复条形基础的建筑物进行注浆点位标注，得到全局注浆点位布置图；
25.步骤二、根据全局注浆点位布置图，对注浆点进行打孔操作，所述打孔操作根据所述的注浆布置结构进行打孔，得到注浆内孔；
26.步骤三、按照所述的注浆布置结构进行注浆主管和注浆辅管安装；
27.步骤四、高聚物注浆：先对注浆辅管进行注浆，采用边注浆边进行提升至注浆辅管拔出，待浆液凝固以后再进行注浆主管注浆；
28.步骤五、注浆时进行动态检测：当注浆抬升量达到预定高度时，停止注浆操作或者当条形基础底部已经加固加密，浆液无法加注时，停止注浆操作；
29.步骤六、进行下一个注浆点位注浆操作。
30.本发明的进一步技术方案是：所述步骤一中全局注浆点位布置由中间向两侧、由薄弱向坚固进行点位布置。
31.注浆点之间距离最大为1米。
32.本发明的进一步技术方案是：所述步骤二至步骤四还包括根据所述的注浆布置结构进行打孔，得到注浆外孔，然后按照所述的注浆布置结构进行外孔主管和外孔辅管的安装；先对外孔辅管进行注浆，采用边注浆边进行提升至外孔辅管拔出，待浆液凝固以后再进行外孔主管注浆。
33.本发明中条形基础指的是沉降后的条形基础，原条形基础指的是建筑物的基础设计图和施工图中原始的条形基础。
34.本发明的有益效果：本发明通过增加辅管，将主管出料口周围形成密闭空间，可以有效的提升浆液的膨胀扩散效果，同时通过注浆辅管对注浆孔内进行注浆以达到防止主管浆液顺着注浆孔向上流出的目的；通过改变注浆量，对沉降病害较轻的区域有基础加固的效果，以防止进一步沉降，对病害较严重的区域有基础加固和抬升的效果，对条形基础的不均匀沉降病害和整体沉降病害具有良好的治理效果；
35.本发明中注浆布置结构一方面针对高聚物注浆材料的膨胀体积，给高聚物注浆材料足够的膨胀空间，对条形基础能更好的抬升；另一方面针对条形基础在实际倾斜打孔时，避免一侧的注浆内孔穿到条形基础中心线的另一侧造成受力不均匀；
36.注浆内孔倾斜设置，保证灌浆后的条形基础受力均匀；
37.本发明中的方法时间工期短，单注浆点位施工时间大概25-40分钟，从而对条形基础建筑物病害的应急抢险加固工程提供有意义的参考依据；
38.通过增设注浆外孔，对体积较大条形基础也有较好的加固作用；
39.本发明中的方法为非开挖方法，钻孔后并采用材料回填，对建筑物损害较低。
附图说明
40.图1为本发明所提供的一种针对条形基础快速加固修复的注浆布置结构的示意图；
41.图2为本发明所提供的全局注浆点位布置方法示意图；
42.图3为本发明所提供的注浆系统示意图；
43.图4为本发明所提供的实时检测系统示意图。
44.附图标记：1.注浆主管、2.注浆辅管、3.注浆外孔、4.注浆内孔、5.外孔主管、6.外孔辅管、7.混合加压设备、8.注浆头、9.标尺、10.水准仪。
具体实施方式
45.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离
本发明的精神下进行各种修饰或改变。
46.需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
47.实施例一：
48.图1示出了一种针对条形基础快速加固修复的注浆布置结构，所述注浆布置结构包括置于条形基础中心线两侧的注浆内孔以及置于所述注浆内孔内的注浆管，所述注浆内孔深度大于所述条形基础的深度，
49.所述注浆内孔倾斜设置，且所述注浆内孔上表面中心距离条形基础中心线距离为l1，所述注浆内孔下表面中心距离原条形基础中心线距离为l2，所述原条形基础的深度为h，所述注浆内孔倾斜角度为a，所述倾斜角度
50.所述原条形基础的深度通过建筑物的基础设计图和施工图中获得。
51.在本实施例中：所述注浆管包括注浆主管1以及注浆辅管2，所述注浆主管1长度大于所述注浆辅管2。
52.在本实施例中：所述注浆内孔4的深度l1为：
53.其中a为注浆内孔4的倾斜角度，h为原条形基础的深度，m为注浆内孔4底部到原条形基础底部的距离。
54.在本实施例中：所述注浆内孔4中所述注浆辅管2插入深度l2为：
55.其中a为注浆内孔4的倾斜角度，h1为原条形基础底部钢筋的深度，所述h1通过建筑物的基础设计图和施工图中获得。
56.在本实施例中：所述注浆内孔4的深度大于所述原条形基础的深度至少0.1米。保证高聚物在条形基础正下方膨胀扩散，并进行土体加固。
57.作为优选的实施例：所述注浆内孔4上表面中心距离条形基础中心线距离l1大于所述注浆内孔4下表面中心距离原条形基础中心线距离l2。
58.作为优选的实施例：所述注浆内孔4下表面中心距离原条形基础中心线距离l2为：0.1-0.25米。
59.l2取值的限定一方面是针对高聚物注浆材料的膨胀体积，给高聚物注浆材料足够的膨胀空间，另一方面针对条形基础在实际倾斜打孔时，避免一侧的注浆内孔穿到条形基础中心线的另一侧，造成受力不均匀。
60.作为优选的实施例：基于l1大于l2的基础上，所述注浆内孔4上表面中心距离条形基础中心线距离l1最大为0.5米。
61.作为优选的实施例：所述注浆布置结构还包括置于所述注浆内孔4外侧的注浆外孔3，所述注浆外孔3垂直设置，所述注浆外孔3的深度大于所述条形基础的深度。
62.所述注浆外孔3中设有外孔主管5以及外孔辅管6，所述外孔辅管6插入深度为不大于所述原条形基础钢筋布置的深度，所述外孔主管5的深度不大于所述注浆外孔3的深度。
63.所述注浆外孔3的深度大于所述原条形基础的深度至少0.1米。
64.注浆外孔(直径2.5厘米)与条形基础边缘最大距离l3为0.25米。
65.实施例二：
66.若条形基础尺寸过小导致注浆外孔3(直径2.5厘米)与注浆内孔4(直径2.5厘米)相距小于0.3米，则取消注浆外孔3注浆操作，并将注浆内孔4各距离(l1和l2)增加0.1米；具体操作如下：
67.本发明还提供一种针对条形基础快速加固修复的方法，所述方法包括以下步骤：
68.步骤一、对待加固修复条形基础的建筑物进行注浆点位标注，得到全局注浆点位布置图；
69.全局注浆点位布置由中间向两侧、由薄弱向坚固进行点位布置，注浆点之间距离为1米；如图2所示。
70.步骤二、根据全局注浆点位布置图，对注浆点进行打孔操作，所述打孔操作所述实施例一中所述的注浆布置结构进行打孔，得到注浆内孔4；
71.具体的，首先根据条形基础设计图和施工图，确定原条形基础的深度h和原条形基础底部钢筋的深度h1，取所述注浆内孔4下表面中心距离原条形基础中心线距离l2＝0.25米。根据墙(或构造柱)的厚度，确定注浆内孔4顶端距离墙边(构造柱边)的距离，本实施例中取所述注浆内孔4上表面中心距离条形基础中心线距离l1＝0.5米；
72.根据公式1算出注浆内孔4的打孔角度a。
[0073][0074]
开始进行钻眼操作。
[0075]
注浆内孔4深度要满足大于原条形基础底部10厘米的基本要求，注浆内孔4的最小深度l1按公式2计算：
[0076][0077]
步骤三、按照实施例一中所述的注浆布置结构进行注浆主管1和注浆辅管2安装；注浆主管1的直径为0.01米，注浆辅管2的直径为0.01米；
[0078]
注浆主管1插入原条形基础底部0.1米以上；
[0079]
注浆辅管2插入深度l2按公式3计算。
[0080][0081]
步骤四、高聚物注浆：先对注浆辅管2进行注浆，采用边注浆边进行提升至注浆辅管2拔出，待浆液凝固以后再进行注浆主管1注浆；
[0082]
具体的，打开如图3所示的注浆系统的空压机和混合加压设备，将注浆头安装至注浆管上，高聚物原料在混合加压设备中进行充分混合，并通过空压机进行加压，将高聚物送至注浆管内。注浆时先对注浆辅管2进行注浆，采用边注浆边进行提升至辅管拔出，待浆液凝固以后再进行主管注浆。通过注浆辅管2对注浆孔内进行注浆以达到防止主管浆液顺着注浆孔向上流出的目的。
[0083]
主管注浆的基础注浆量为15kg，根据建筑物沉降程度和动态监测结果动态调成注浆量。
[0084]
步骤五、注浆时进行动态检测：当注浆抬升量达到预定高度时，停止注浆操作或者当条形基础底部已经加固加密，浆液无法加注时，停止注浆操作；
[0085]
具体的，通过如图4所示的实时检测系统中水准仪和标尺进行实时检测；当注浆抬升量达到2毫米时，立即停止注浆操作。或者当条形基础底部已经加固加密，浆液无法通过加压再递送至条形基础底部时，混合加压设备停止工作；待注浆结束后，等5分钟将注浆头去掉，并关闭注浆系统，用管钳将超出地面部分地注浆管剪断。
[0086]
步骤六、清理地面垃圾，进行下一个注浆点位注浆操作。
[0087]
本方法对条形基础的不均匀沉降病害和整体沉降病害具有良好的治理效果。该方法时间工期较短，单注浆点位施工时间大概25-40分钟。速度快、工期短，对建筑物二次伤害较低。
[0088]
实施例三：
[0089]
若条形基础尺寸满足注浆外孔3(直径2.5厘米)与注浆内孔4(直径2.5厘米)距离不小于0.3米，则开设注浆内孔4以及注浆外孔3注浆操作；具体操作如下：
[0090]
本发明还提供一种针对条形基础快速加固修复的方法，所述方法包括以下步骤：
[0091]
步骤一、对待加固修复条形基础的建筑物进行注浆点位标注，得到全局注浆点位布置图；
[0092]
全局注浆点位布置由中间向两侧、由薄弱向坚固进行点位布置，注浆点之间距离为1米；如图2所示。
[0093]
步骤二、根据全局注浆点位布置图，对注浆点进行打孔操作，所述打孔操作所述实施例一中所述的注浆布置结构进行打孔，得到注浆内孔4以及注浆外孔3；
[0094]
具体的，首先根据条形基础设计图和施工图，确定原条形基础的深度h和原条形基础底部钢筋的深度h1，取所述注浆内孔4下表面中心距离原条形基础中心线距离l2＝0.25米。根据墙(或构造柱)的厚度，确定注浆内孔4顶端距离墙边(构造柱边)的距离，本实施例中取所述注浆内孔4上表面中心距离条形基础中心线距离l1＝0.5米；
[0095]
根据公式1算出注浆内孔4的打孔角度a。
[0096][0097]
并开始进行钻眼操作。
[0098]
注浆内孔4深度要满足大于原条形基础底部10厘米的基本要求，注浆内孔4的最小深度l1按公式2计算：
[0099][0100]
对于注浆外孔3，进行垂直钻孔，钻孔深度满足大于原条形基础底部10厘米的基本要求。
[0101]
步骤三、按照实施例一中所述的注浆布置结构进行注浆主管1和注浆辅管2安装以及外孔主管5和外孔辅管6的安装；
[0102]
注浆主管1的直径为0.1米，注浆辅管2的直径为0.米；外孔主管5和外孔辅管6直径
均为0.1米；
[0103]
注浆主管1以及外孔主管5均插入原条形基础底部0.1米以上；具体的注浆主管1以及外孔主管5分别插入注浆内孔4以及注浆外孔3的底部，
[0104]
注浆辅管2插入深度l2按公式3计算。
[0105][0106]
对于注浆外孔3，注浆辅管2插入深度为h1。
[0107]
步骤四、高聚物注浆：先对注浆辅管2或外孔辅管6进行注浆，采用边注浆边进行提升至注浆辅管2或外孔辅管6拔出，待浆液凝固以后再进行注浆主管1或外孔主管5注浆；
[0108]
具体的，打开如图3所示的注浆系统的空压机和混合加压设备，将注浆头安装至注浆管上，高聚物原料在混合加压设备中进行充分混合，并通过空压机进行加压，将高聚物送至注浆管内；注浆时先对辅管进行注浆，采用边注浆边进行提升至辅管拔出，待浆液凝固以后再进行主管注浆。通过辅管对注浆孔内进行注浆以达到防止主管浆液顺着注浆孔向上流出的目的。主管注浆的基础注浆量为15kg，根据建筑物沉降程度和动态监测结果动态调成注浆量。其中主管包括注浆主管1以及外孔主管5，辅管包括注浆辅管2以及外孔辅管6。
[0109]
步骤五、注浆时进行动态检测：当注浆抬升量达到预定高度时，停止注浆操作或者当条形基础底部已经加固加密，浆液无法加注时，停止注浆操作；
[0110]
具体的，通过如图4所示的实时检测系统中水准仪和标尺进行实时检测；当注浆抬升量达到2毫米时，立即停止注浆操作。或者当条形基础底部已经加固加密，浆液无法通过加压再递送至条形基础底部时，混合加压设备停止工作；待注浆结束后，等5分钟将注浆头去掉，并关闭注浆系统，用管钳将超出地面部分地注浆管剪断。
[0111]
步骤六、清理地面垃圾，进行下一个注浆点位注浆操作。
[0112]
本方法对条形基础的不均匀沉降病害和整体沉降病害具有良好的治理效果。该方法时间工期较短，单注浆点位施工时间大概25-40分钟。速度快、工期短，对建筑物二次伤害较低。
[0113]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。