[發明專利]一種用于富水砂層的振動注漿加固方法

在審

• 申請號: 202310605785.4
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116607502A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 李曉龍;陳永利;鐘燕輝;張蓓;王家祥;肖偉帆;郭明;趙線峰;陳洪良
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;壩道工程醫院（平輿）
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12;E02D19/16
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 陳雪凡

1.一種用于富水砂層的振動注漿加固方法，其特征在于，其步驟包括：

S1、根據富水砂層加固區域深度、加固區域厚度、加固區域土樣有效粒徑，確定豎向預設注漿間距、單孔每段注漿量以及注漿孔排間距，以獲得注漿孔位置；

S2、根據步驟S1確定的注漿孔位置分別進行鉆孔；

S3、將振動注漿鉆桿分別插入至步驟S2鉆得的注漿孔孔底，并按照預設振動頻率f進行振動，直至周圍土體液化，然后對當前段在預設注漿壓力下進行注漿；

對每個注漿孔自下而上依次按照豎向預設注漿間距先振動再注漿，逐層加固。

2.根據權利要求1所述的一種用于富水砂層的振動注漿加固方法，其特征在于，在所述步驟S1中，確定注漿孔位置的方法具體如下：

S11、通過現場實際土體取樣測試，確定加固區域深度以及振動注漿鉆桿的預設振動頻率f；

S12、通過現場實際漿料滲透試驗，建立水平擴散半徑與單孔每段注漿量的關系；

S13、根據加固區域厚度確定每個注漿孔的豎向注漿段數和豎向預設注漿間距；

S14、根據漿液水平擴散范圍和注漿孔布置形式確定注漿孔排間距。

3.根據權利要求2所述的一種用于富水砂層的振動注漿加固方法，其特征在于，在所述步驟S11中，通過現場實際土體取樣測試，確定加固區域深度的具體步驟如下：

首先在現場實際施工地面，由表及里，逐段鉆取芯樣；然后將獲得的每一段的土樣做標準貫入試驗；當對應段所取土樣標準貫入擊數N大于標準貫入錘擊數臨界值N_cr時停止取樣，對應段所取土樣的芯樣位置至地面的距離，即為待加固深度L。

4.根據權利要求3所述的一種用于富水砂層的振動注漿加固方法，其特征在于，所述標準貫入錘擊數臨界值N_cr的計算公式如下：

式中：N_cr為液化判別標準貫入錘擊數臨界值；N0為液化判別標準貫入錘擊數基準值；ds為飽和土標準貫入點深度(m)；d_w為地下水位(m)，ρ_c為黏粒含量百分率，當小于3或為砂土時，ρ_c＝3。

5.根據權利要求2-4任意一項所述的一種用于富水砂層的振動注漿加固方法，其特征在于，在所述步驟S11中，通過現場實際土體取樣測試，確定振動注漿鉆桿的預設振動頻率f的方法具體如下：

對于散粒體，固有頻率f₀與顆粒粒徑d₀之間存在如下關系:

其中k為經驗系數，取值為7×10⁶；振動注漿鉆桿的預設振動頻率f＝f₀。

6.根據權利要求5所述的一種用于富水砂層的振動注漿加固方法，其特征在于，在所述步驟S12中，通過現場實際漿料滲透試驗，建立水平擴散半徑與單孔每段注漿量的關系的方法具體如下：

首先通過振動注漿鉆桿在預設振動頻率下對待加固區域進行振動使土體軟化，然后對軟化后的土層進行滲透注漿加固，設定不同的單孔每段注漿量，進行現場注漿試驗；

待不同的單孔每段漿料固化后，挖開對應土體觀察漿液的擴散范圍及擴散形態，記錄漿液水平擴散半徑為1m時的單孔每段注漿量以及豎向擴散深度，即獲得單孔每段注漿量和豎向擴散深度。

7.根據權利要求2-4任意一項所述的一種用于富水砂層的振動注漿加固方法，其特征在于，根據加固區域厚度確定每個注漿孔的豎向注漿段數n和豎向預設注漿間距H′的方法具體如下：

當加固區域厚度H小于或等于βh時，即H≤βh，只需設1段豎向注漿段，不需確定豎向預設注漿間距；

當加固區域厚度H大于βh時，即H＞βh，需分多段實施注漿，段數n為：

n＝INT(H/(βh))

式中INT表示取小數整數部分的函數；h為豎向擴散深度，β為折減系數；根據H'＝H/n，計算出豎向預設注漿間距H′。