[发明专利]一种用于富水砂层的振动注浆加固方法

权利要求书

1.一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，其特征在于，其步骤包括：

S1、根据富水砂层加固区域深度、加固区域厚度、加固区域土样有效粒径，确定竖向预设注浆间距、单孔每段注浆量以及注浆孔排间距，以获得注浆孔位置；

S2、根据步骤S1确定的注浆孔位置分别进行钻孔；

S3、将振动注浆钻杆分别插入至步骤S2钻得的注浆孔孔底，并按照预设振动频率f进行振动，直至周围土体液化，然后对当前段在预设注浆压力下进行注浆；

对每个注浆孔自下而上依次按照竖向预设注浆间距先振动再注浆，逐层加固。

2.根据权利要求1所述的一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，其特征在于，在所述步骤S1中，确定注浆孔位置的方法具体如下：

S11、通过现场实际土体取样测试，确定加固区域深度以及振动注浆钻杆的预设振动频率f；

S12、通过现场实际浆料渗透试验，建立水平扩散半径与单孔每段注浆量的关系；

S13、根据加固区域厚度确定每个注浆孔的竖向注浆段数和竖向预设注浆间距；

S14、根据浆液水平扩散范围和注浆孔布置形式确定注浆孔排间距。

3.根据权利要求2所述的一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，其特征在于，在所述步骤S11中，通过现场实际土体取样测试，确定加固区域深度的具体步骤如下：

首先在现场实际施工地面，由表及里，逐段钻取芯样；然后将获得的每一段的土样做标准贯入试验；当对应段所取土样标准贯入击数N大于标准贯入锤击数临界值N_cr时停止取样，对应段所取土样的芯样位置至地面的距离，即为待加固深度L。

4.根据权利要求3所述的一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，其特征在于，所述标准贯入锤击数临界值N_cr的计算公式如下：

式中：N_cr为液化判别标准贯入锤击数临界值；N0为液化判别标准贯入锤击数基准值；ds为饱和土标准贯入点深度(m)；d_w为地下水位(m)，ρ_c为黏粒含量百分率，当小于3或为砂土时，ρ_c＝3。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，其特征在于，在所述步骤S11中，通过现场实际土体取样测试，确定振动注浆钻杆的预设振动频率f的方法具体如下：

对于散粒体，固有频率f₀与颗粒粒径d₀之间存在如下关系:

其中k为经验系数，取值为7×10⁶；振动注浆钻杆的预设振动频率f＝f₀。

6.根据权利要求5所述的一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，其特征在于，在所述步骤S12中，通过现场实际浆料渗透试验，建立水平扩散半径与单孔每段注浆量的关系的方法具体如下：

首先通过振动注浆钻杆在预设振动频率下对待加固区域进行振动使土体软化，然后对软化后的土层进行渗透注浆加固，设定不同的单孔每段注浆量，进行现场注浆试验；

待不同的单孔每段浆料固化后，挖开对应土体观察浆液的扩散范围及扩散形态，记录浆液水平扩散半径为1m时的单孔每段注浆量以及竖向扩散深度，即获得单孔每段注浆量和竖向扩散深度。

7.根据权利要求2-4任意一项所述的一种用于富水砂层的振动注浆加固方法，其特征在于，根据加固区域厚度确定每个注浆孔的竖向注浆段数n和竖向预设注浆间距H′的方法具体如下：

当加固区域厚度H小于或等于βh时，即H≤βh，只需设1段竖向注浆段，不需确定竖向预设注浆间距；

当加固区域厚度H大于βh时，即H＞βh，需分多段实施注浆，段数n为：

n＝INT(H/(βh))

式中INT表示取小数整数部分的函数；h为竖向扩散深度，β为折减系数；根据H'＝H/n，计算出竖向预设注浆间距H′。