一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其實(shí)時(shí)獲取隧道洞徑D的開(kāi)挖面的位置信息；根據(jù)該位置信息確定隧道開(kāi)挖面到建筑物基礎(chǔ)幾何中心點(diǎn)的水平距離L；確定L＝mD(m為設(shè)定系數(shù)，根據(jù)地層情況確定)時(shí)，根據(jù)開(kāi)挖隧道洞徑形成的Peck曲線(xiàn)確定建筑物基礎(chǔ)的開(kāi)挖隧道洞徑的強(qiáng)化注漿區(qū)和一般注漿區(qū)；利用壓力注漿法對(duì)強(qiáng)化注漿區(qū)和一般注漿區(qū)進(jìn)行注漿加固；利用注漿壓力控制注漿量，當(dāng)強(qiáng)化注漿區(qū)注漿終壓達(dá)到第一設(shè)定強(qiáng)度閾值時(shí)停止注漿，當(dāng)一般注漿區(qū)注漿終壓達(dá)到第二設(shè)定強(qiáng)度閾值時(shí)停止注漿。本發(fā)明能有效地彌補(bǔ)地層損失帶來(lái)的沉降，使沉降槽中部的沉降與兩側(cè)趨于一致，減小建筑物基礎(chǔ)的差異沉降，且成本少。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及隧道建設(shè)領(lǐng)域，尤其涉及一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿 加固方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)力度的加大，城市地鐵及市政管道項(xiàng)目增多，下穿建 筑物的情況時(shí)有發(fā)生。在下挖建筑物的同時(shí)，需要嚴(yán)格控制隧道開(kāi)挖引起的基礎(chǔ)最大沉降 量。但是對(duì)于建筑物，最為不利的情況不是基礎(chǔ)整體沉降，而是差異沉降（不均勻沉降）。較 大的差異沉降會(huì)造成建筑物的傾斜甚至開(kāi)裂，特別是對(duì)于一些高層建筑，對(duì)于差異沉降更 為敏感。
[0003] 目前隧道建設(shè)領(lǐng)域用來(lái)控制建筑物基礎(chǔ)區(qū)域地層沉降的措施通常采用地表注漿 加固的方法，如果進(jìn)行單強(qiáng)度的地表注漿，局部單強(qiáng)度注漿的加固強(qiáng)度較低會(huì)導(dǎo)致差異沉 降較大，影響安全性;全范圍單強(qiáng)度注漿加固強(qiáng)度較高，雖能減小最大沉降和差異沉降，但 是會(huì)導(dǎo)致較大投入，影響經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)目前存在的問(wèn)題，提供一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降 的注漿加固方法，其能夠有效解決建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降，且投入成本較低。
[0005] 本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 本發(fā)明提供一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其包括：
[0007] 步驟S101，實(shí)時(shí)獲取隧道洞徑D的開(kāi)挖面的位置信息；
[0008] 步驟S102,根據(jù)隧道洞徑的開(kāi)挖面的位置信息，確定隧道開(kāi)挖面到建筑物基礎(chǔ)幾 何中心點(diǎn)的水平距離L;
[0009] 步驟S103,確定L=mD時(shí)，其中m為設(shè)定系數(shù)，轉(zhuǎn)入步驟S104;
[0010] 步驟S104,根據(jù)開(kāi)挖隧道洞徑形成的Peck曲線(xiàn)確定出建筑物基礎(chǔ)的開(kāi)挖隧道洞徑 的強(qiáng)化注漿區(qū)和一般注漿區(qū)；
[0011] 步驟S105，利用壓力注漿法對(duì)強(qiáng)化注漿區(qū)和一般注漿區(qū)進(jìn)行注漿加固；
[0012] 步驟S106,利用注漿壓力控制注漿量，當(dāng)強(qiáng)化注漿區(qū)注漿終壓達(dá)到第一設(shè)定強(qiáng)度 閾值時(shí)停止注漿，當(dāng)一般注漿區(qū)注漿終壓達(dá)到第二設(shè)定強(qiáng)度閾值時(shí)停止注漿。
[0013]更優(yōu)選地，選取開(kāi)挖隧道洞徑形成的Peck曲線(xiàn)的沉降槽寬度以?xún)?nèi)的地層作為強(qiáng)化 注漿區(qū)，以外的地層為一般注漿區(qū)。
[0014]更優(yōu)選地，其特征在于，所述強(qiáng)化注漿區(qū)的長(zhǎng)L1通過(guò)如下公式所示的Peck曲線(xiàn)確 定：
[0016]式中：S(x)表示該點(diǎn)距離隧道中心線(xiàn)的距離為X時(shí)，該點(diǎn)的沉降值；
[0017] Smax表示隧道中心線(xiàn)正上方地表的沉降值，該沉降值最大；
[0018] i表示沉降槽寬度系數(shù)，即隧道洞徑的中心線(xiàn)至反彎點(diǎn)的距離；
[0019] X表示地表某一點(diǎn)到隧道中心軸線(xiàn)的水平距離；
[0020] 強(qiáng)化注漿區(qū)的寬B1為建筑物基礎(chǔ)寬度加上1.8m~2.2m;
[0021] -般注漿區(qū)的長(zhǎng)L2為自強(qiáng)化注漿區(qū)的最外沿向外延伸隧道洞徑D的2.5i倍，其中 的i為沉降槽寬度系數(shù);一般注漿區(qū)的寬B2為建筑物基礎(chǔ)寬度加上1.8m~2.2m。
[0022] 更優(yōu)選地，注漿過(guò)程中，強(qiáng)化注漿區(qū)和一般注漿區(qū)所采用的漿液均為水泥-水玻璃 雙液漿。
[0023] 更優(yōu)選地，所述注漿加固方法還包括：
[0024] 步驟S107，注漿施工結(jié)束后，在注漿體內(nèi)鉆取巖芯，檢查注漿狀況；
[0025] 步驟S108,將巖芯送檢；
[0026]步驟S109,判斷巖芯的強(qiáng)度及漿液充填情況是否達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，若是，則執(zhí)行步驟 S110,繼續(xù)自當(dāng)前隧道洞徑向外延伸挖掘隧道;若否，則重新開(kāi)始步驟S105。
[0027]更優(yōu)選地，根據(jù)水泥漿液的初凝時(shí)間，在注漿結(jié)束后45min~lh之后再開(kāi)始鉆孔取 U-4 -H-)(_!、0
[0028] 更優(yōu)選地，所取巖芯的強(qiáng)度不小于1 .OMPa。
[0029] 由上述本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過(guò)分區(qū)域注漿，不僅能夠有效減少 建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的問(wèn)題，而且還兼顧了安全性與經(jīng)濟(jì)性。由概率學(xué)的知識(shí)可知，由于 Peck曲線(xiàn)是正態(tài)分布曲線(xiàn)，其沉降槽寬度即兩個(gè)反彎點(diǎn)之間的距離內(nèi)的地層沉降占了整個(gè) 隧道開(kāi)挖引起地層沉降的90%以上，對(duì)這一塊區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化注漿，能有效地彌補(bǔ)地層損失 帶來(lái)的沉降，使沉降槽中部的沉降與兩側(cè)趨于一致，減小建筑物基礎(chǔ)的差異沉降。同時(shí)又避 免了全范圍高強(qiáng)度注漿帶來(lái)的投入過(guò)高的問(wèn)題，保證了工程投入合理可控。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為隧道修建時(shí)地表注漿方案的流程圖；
[0031] 圖2為隧道與建筑物基礎(chǔ)之間的距離示意圖；
[0032]圖3為開(kāi)挖隧道洞徑形成的Peck曲線(xiàn)示意圖；
[0033]圖4為隧道修建時(shí)建筑物基礎(chǔ)的地層注漿區(qū)劃分正視圖；
[0034] 圖5為隧道修建時(shí)建筑物基礎(chǔ)的地層注漿區(qū)劃分俯視圖。
[0035] 附圖中：
[0036] Peck曲線(xiàn)1;強(qiáng)化注漿區(qū)2; -般注漿區(qū)3;建筑物基礎(chǔ)4。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本申請(qǐng)的技術(shù)方案，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0038] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，在本發(fā)明的描述中，"多個(gè)"的含義是指兩個(gè)或 者兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0039] 實(shí)施例一：
[0040] 本發(fā)明提供一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其實(shí)施流程如 圖1所示，包括如下步驟：
[0041] 步驟S101，實(shí)時(shí)獲取隧道洞徑(記為D)的開(kāi)挖面的位置信息；
[0042] 該隧道洞徑的中心線(xiàn)與建筑物基礎(chǔ)的中心線(xiàn)重合。
[0043]步驟S102,根據(jù)隧道洞徑的開(kāi)挖面的位置信息，確定隧道開(kāi)挖面到建筑物基礎(chǔ)幾 何中心點(diǎn)的水平距離，記為L(zhǎng)(見(jiàn)圖2);
[0044]步驟S103,判斷L = mD (其中m為設(shè)定系數(shù)，根據(jù)地層情況確定）是否成立，若不成 立，則轉(zhuǎn)入步驟S101;若成立，則轉(zhuǎn)入步驟S104;
[0045] 確定隧道開(kāi)挖面到建筑物基礎(chǔ)幾何中心點(diǎn)的水平距離L是否達(dá)到隧道洞徑D的m倍 時(shí)，開(kāi)始以下的注漿加固的步驟。為了更進(jìn)一步地保證灌漿效果，需要立即進(jìn)行地表注漿加 固的步驟。
[0046] 步驟S104,根據(jù)開(kāi)挖隧道洞徑形成的Peck曲線(xiàn)1(如圖3所示)確定出建筑物基礎(chǔ)4 的開(kāi)挖隧道洞徑的強(qiáng)化注漿區(qū)2和一般注漿區(qū)3(如圖4和圖5所示）。
[0047] 選取開(kāi)挖隧道洞徑形成的Peck曲線(xiàn)1的沉降槽寬度(該沉降槽寬度即Peck曲線(xiàn)1的 兩個(gè)反彎點(diǎn)之間的距離）以?xún)?nèi)的地層作為強(qiáng)化注漿區(qū)2，以外的地層為一般注漿區(qū)3。
[0048] 強(qiáng)化注漿區(qū)2的寬B1為建筑物基礎(chǔ)寬度加上1.8m~2.2m，優(yōu)選地為2m;強(qiáng)化注漿區(qū) 2的長(zhǎng)度L1通過(guò)如下公式1所示的Peck曲線(xiàn)1(如圖3所示)和公式2確定：
[0051]式中：
[0052] S(x)表示該點(diǎn)距離隧道中心線(xiàn)的距離為X時(shí)，該點(diǎn)的沉降值；
[0053] Smax表示隧道中心線(xiàn)正上方地表的沉降值，該沉降值最大；
[0054] i表示沉降槽寬度系數(shù)，即隧道洞徑的中心線(xiàn)至反彎點(diǎn)的距離；
[0055] X表示地表某一點(diǎn)到隧道中心軸線(xiàn)的水平距離。
[0056] 一般注漿區(qū)3的寬B2為建筑物基礎(chǔ)寬度加上1.8m~2.2m，優(yōu)選地為2m;-般注漿區(qū) 3的長(zhǎng)L2為自強(qiáng)化注漿區(qū)2的最外沿向外延伸隧道洞徑D的2.5i(其中的i為沉降槽寬度系 數(shù))倍。
[0057] 步驟S105,利用壓力注漿法對(duì)強(qiáng)化注漿區(qū)2和一般注漿區(qū)3進(jìn)行注漿加固。
[0058] 注漿過(guò)程中，強(qiáng)化注漿區(qū)2和一般注漿區(qū)3所采用的漿液均為水泥-水玻璃雙液漿。
[0059] 步驟S106,利用注漿壓力控制注漿量，當(dāng)強(qiáng)化注漿區(qū)2注漿終壓達(dá)到第一設(shè)定強(qiáng)度 閾值時(shí)停止注漿，當(dāng)一般注漿區(qū)3注漿終壓達(dá)到第二設(shè)定強(qiáng)度閾值時(shí)停止注漿。
[0060] -般情況下，第一設(shè)定強(qiáng)度閾值為1.5MPa;第二設(shè)定強(qiáng)度閾值為0.5MPa。
[0061 ]步驟S107，注漿施工結(jié)束后，在注漿體內(nèi)鉆取巖芯，檢查注漿狀況。
[0062]注漿結(jié)束之后，根據(jù)水泥漿液的初凝時(shí)間，在45min~lh之后再開(kāi)始鉆孔取一個(gè)或 多個(gè)巖芯。當(dāng)鉆取多個(gè)巖芯時(shí)，取不同位置區(qū)域鉆取。
[0063] 鉆孔取巖芯時(shí)，采用專(zhuān)用的鉆機(jī)，巖芯的長(zhǎng)度控制在10~15cm，直徑控制在5~ 8cm〇
[0064] 步驟S108,將巖芯送檢。
[0065] 步驟S109,判斷巖芯的強(qiáng)度及漿液充填情況是否達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，若是，則執(zhí)行步驟 S110,繼續(xù)自當(dāng)前隧道洞徑向外延伸挖掘隧道;若否，則重新開(kāi)始步驟S105。
[0066] -般情況下，所取巖芯的強(qiáng)度小于l.OMPa即認(rèn)為達(dá)不到施工標(biāo)準(zhǔn)。
[0067] 上述強(qiáng)化注漿區(qū)2和一般注漿區(qū)3的注漿深度為常規(guī)注漿深度，根據(jù)底層結(jié)構(gòu)而 定。
[0068] 本發(fā)明基于Peck曲線(xiàn)和概率學(xué)知識(shí)確定出最有效的強(qiáng)化注漿區(qū)2和周邊的一般注 漿區(qū)3,通過(guò)分區(qū)域注漿，不僅能夠有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的問(wèn)題，而且還兼顧了 安全性與經(jīng)濟(jì)性。
[0069] 實(shí)施例二：
[0070] 本發(fā)明實(shí)施例二與實(shí)施例一之間的區(qū)別在于，該實(shí)施例二中僅僅包括實(shí)施例一中 的步驟S101-S106。通過(guò)這些步驟的注漿加固過(guò)程即可有效減少隧道建筑物基礎(chǔ)的不均勻 沉降。
[0071] 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但實(shí)施例并不限定本發(fā)明。在不脫離本發(fā) 明之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤(rùn)飾，同樣屬于本發(fā)明之保護(hù)范圍。因此本發(fā)明 的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其特征在于，所述注漿加固 方法包括： 步驟S101，實(shí)時(shí)獲取隧道桐徑D的開(kāi)挖面的位置信息； 步驟S102,根據(jù)隧道桐徑的開(kāi)挖面的位置信息，確定隧道開(kāi)挖面到建筑物基礎(chǔ)幾何中 屯、點(diǎn)的水平距離レ 步驟S103，確定L=血時(shí)，其中m為設(shè)定系數(shù)，轉(zhuǎn)入步驟S104; 步驟S104,根據(jù)開(kāi)挖隧道桐徑形成的化ck曲線(xiàn)（1)確定出建筑物基礎(chǔ)(4)的開(kāi)挖隧道桐 徑的強(qiáng)化注漿區(qū)（2)和一般注漿區(qū)（3); 步驟S105,利用壓力注漿法對(duì)強(qiáng)化注漿區(qū)（2)和一般注漿區(qū)（3)進(jìn)行注漿加固； 步驟S106,利用注漿壓力控制注漿量，當(dāng)強(qiáng)化注漿區(qū)（2)注漿終壓達(dá)到第一設(shè)定強(qiáng)度闊 值時(shí)停止注漿，當(dāng)一般注漿區(qū)（3)注漿終壓達(dá)到第二設(shè)定強(qiáng)度闊值時(shí)停止注漿。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其特 征在于， 選取開(kāi)挖隧道桐徑形成的化ck曲線(xiàn)（1)的沉降槽寬度W內(nèi)的地層作為強(qiáng)化注漿區(qū)（2)， W外的地層為一般注漿區(qū)（3)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其特 征在于，所述強(qiáng)化注漿區(qū)（2)的長(zhǎng)L1通過(guò)如下公式所示的化ck曲線(xiàn)（1)確定：式中：S(x)表示該點(diǎn)距離隧道中屯、線(xiàn)的距離為X時(shí)，該點(diǎn)的沉降值； Smax表示隧道中屯、線(xiàn)正上方地表的沉降值，該沉降值最大； i表示沉降槽寬度系數(shù)，即隧道桐徑的中屯、線(xiàn)至反彎點(diǎn)的距離； X表示地表某一點(diǎn)到隧道中屯、軸線(xiàn)的水平距離； 強(qiáng)化注漿區(qū)（2)的寬B1為建筑物基礎(chǔ)寬度加上1.8m~2.2m; 一般注漿區(qū)（3)的長(zhǎng)L2為自強(qiáng)化注漿區(qū)（2)的最外沿向外延伸隧道桐徑D的2.5i倍，其 中的i為沉降槽寬度系數(shù);一般注漿區(qū)（3)的寬B2為建筑物基礎(chǔ)寬度加上1.8m~2.2m。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加 固方法，其特征在于，注漿過(guò)程中，強(qiáng)化注漿區(qū)（2)和一般注漿區(qū)（3)所采用的漿液均為水 泥-水玻璃雙液漿。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其特 征在于，所述注漿加固方法還包括： 步驟S107，注漿施工結(jié)束后，在注漿體內(nèi)鉆取巖忍，檢查注漿狀況； 步驟S108,將巖忍送檢； 步驟S109,判斷巖忍的強(qiáng)度及漿液充填情況是否達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，若是，則執(zhí)行步驟 S110,繼續(xù)自當(dāng)前隧道桐徑向外延伸挖掘隧道;若否，則重新開(kāi)始步驟S105。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其特 征在于，根據(jù)水泥漿液的初凝時(shí)間，在注漿結(jié)束后45min~化之后再開(kāi)始鉆孔取巖忍。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有效減少建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降的注漿加固方法，其特 征在于，所取巖忍的強(qiáng)度不小于l.OMPa。
【文檔編號(hào)】E02D3/12GK106087959SQ201610509519
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】連新增, 朱旭, 黃明利, 李景云, 王海濤, 趙建明, 錢(qián)文斌
【申請(qǐng)人】北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司