专利名称：地下连续墙墙底清渣注浆装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑工程技术领域的清渣注浆装置及方法，具体是一种地下 连续墙墙底清渣注桨装置及方法。
背景技术：
地下连续墙具有刚度大、变形小、防渗性好、施工时振动小、噪音低等优点， 不但可作为基坑的临时性支挡结构，还可以作为主体地下结构外墙或其一部分，
也可以作为承载力较大的壁板桩基础来承受垂直荷载。因此，地下连续墙技术在 软土地区深、大基坑工程中正得到越来越广泛的应用。地下连续墙槽段开挖至设 计标高后，槽段底部会残留一定厚度的沉渣。沉渣过多时，不但会使钢筋笼难以 插入到设计深度，还会降低地下连续墙的竖向承载力，增大墙体的沉降。若沉渣 和沉渣悬浮物混入墙体内，还将影响墙体混凝土结构的质量。沉渣还影响墙体底 部的截水防渗能力，成为产生管涌的隐患。因此，清除墙底沉渣是地下连续墙施 工中的一项重要施工工序。
墙底清渣方法一般联合采用沉淀法和置换法。沉淀法是在土渣基本都沉淀到 槽底后再进行清底；置换法是在成槽结束后，利用成槽机的液压抓斗直接挖除槽 底的沉渣，然后在土渣还没有完全沉淀之前就用反循环法吸除沉积在槽底的土渣 淤泥，并置换槽底部不符合质量要求的泥浆。工程中，这两种方法常结合使用， 但是不论哪种方法都有从槽底清除沉渣的工作。这种常规清渣方法是在成槽之 后、吊放钢筋笼之前进行的，但是在后续吊放钢筋笼、锁口管、混凝土导管和水 下浇筑混凝土过程中，在墙底总会有一定量的二次沉渣产生，二次沉渣会进一步 影响地下连续墙的竖向承载力，增大墙体的沉降，影响墙底的防渗性能。因施工 工序先后原因，常规清渣方法无法清除墙底二次沉渣， 一定程度上影响了墙体竖 向承载力的发挥。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号200710044791.8，发明名称钻孔灌注桩桩端后注浆施工方法，公开号CN101139836，该技术涉及一
种钻孔灌注桩桩端后注浆施工方法，具体步骤是(1)注浆深度确定和注浆设备 制作；(2)浆液配置；(3)注浆。该技术的后注浆工法注浆管路等核心设备构造 简单、施工方便；对桩周桩端桩土边界具有物理加固和化学加固双重加固作用， 其固化沉渣，在桩端形成扩径作用效果，改变持力层性质；同时，上泛的浆液固 化桩周泥皮，起到增加桩侧摩阻作用。该发明较好地解决了常规灌注桩桩土边界 的施工缺陷，采用桩端后注浆工法的灌注桩的单桩承载力，在上海这样的软土地 区，基本上要比常规灌注桩的单桩承载力能提高达20% 30%，极端甚至有达 70%的个例。该技术属常规后注浆方法，对桩底清渣方法未作具体说明，且该方 法只适用于钻孔灌注桩的桩端后注浆施工。。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的不足，提出了一种地下连续墙墙底清渣注 浆装置及方法。本发明能有效清除地下连续墙墙底的二次沉渣，提高了地下连续 墙的竖向承载力，增强了墙底的防渗性能。本发明装置简单、安装操作简单，减 小墙体的沉降，经工程实践验证，取得了显著的效果。
本发明是通过以下技术方案实现的
本发明所涉及的地下连续墙墙底清渣注桨装置，包括清渣系统和注浆系统， 所述的清渣系统，包括清渣管、清渣管下盖、清渣管上盖和吸力泵。所述的注 浆系统，包括注桨管主段、注浆管出浆段和压力泵。清渣管下盖设置在清渣管 下端，清渣管上盖设置在清渣管上端，清渣管、清渣管下盖和清渣管上盖三者连 接后固定在焊接成型的连续墙钢筋笼上，清渣管上端伸出地面，吸力泵软管与清 渣管连接，清渣管下端伸至连续墙槽槽底，注浆管出衆段上端与注浆管主段下端 连接，注浆管主段上端与压力泵连接，注浆管主段与钢筋笼绑扎。
所述的清渣管，长度根据地下连续墙槽段深度确定，管壁下部设有梅花孔， 同-截面设有四孔。在开孔部分清渣管外侧包裹过滤网，包裹后用铁丝将过滤网 上下端绑扎固定，防止过滤网松动滑脱。
所述的清渣管下盖，其内壁有螺纹、中空，内壁贴有橡胶膜，清渣管下盖拧 紧固定在清渣管下端，使得橡胶膜封贴在清渣管的下口 。
所述的清渣管上盖，其内壁有螺纹，上盖在清渣管上拧紧后可保持密封状态。 清渣管上盖打开后，清渣管可直接与吸力泵的软管连接进行清渣。
所述的注浆管主段，为直径25mm钢管，长度根据地下连续墙槽段深度确定， 下端与注浆管出浆段采用螺纹连接。
所述的注桨管出浆段，上端与注浆管主段采用螺纹连接。注浆管出浆段由标 准节级组装而成，标准节设有梅花孔，同一截面四孔，外壁套有橡胶膜，梅花孔 与橡胶膜共同组成单向阀。注浆管安装时不与钢筋笼焊接，而是采用中间导向箍， 注浆管与钢筋笼采用绳索绑扎，待钢筋笼下放到位后，松开绳索，让其自由落下， 以便插入至槽底土体中。
本发明所涉及的地下连续墙墙底清渣注浆方法，包括以下步骤
第一步，将清渣管、清渣管下盖和清渣管上盖三者连接，安装固定在钢筋笼上。
第二步，将注浆管主段和注浆管出浆段二者连接，安装固定在钢筋笼上。 第三步，将装有清渣系统和注浆系统的钢筋笼吊放至槽段中设计深度位置，
吊放混凝土锁口管，进行水下混凝土浇筑。
第四步，待墙体混凝土初凝后，打开清渣管上盖，接通吸力泵进行第一轮墙
底清渣。
第五步，打开注浆管顶盖，接通压力泵进行墙底注浆，同时接通吸力泵进行 第二轮墙底注浆循环清渣。
第六歩，停止第二轮墙底注浆循环清渣，拧紧清渣管上盖，关闭吸力泵，继 续进行墙底高压注桨至设计要求。
本发明将墙底清渣与墙底注浆两种方法有机结合，克服了常规墙底注浆方法 所存在的不能有效清除墙底二次沉渣的缺点，能有效清除地下连续墙墙底的二次 沉渣，同时结合循环注浆清渣工艺，大大提高了地下连续墙的竖向承载力，降低 了地下连续墙的沉降，增强了墙底的防渗性能。本发明装置简单、安装操作简单， 可有效清除墙底二次沉渣，结合墙底注浆循环清渣和注浆可显著提高墙体的竖向 承载力，减小墙体的沉降，在上海地区大深度地下连续墙施工中得 以应用，经工程实践验证，取得了显著的效果。
图1为本发明实施例中采用的测试装置结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。
实施例
工程实例为上海市某地区综合改造(一期)工程。该工程的施工场地东侧为黄 浦江防汛墙，防汛墙为20世纪70年代建设，并于90年代初期经过加高加固。 施工现场周围交通繁忙，且有地下管线分布，新建临时防汛墙已将施工区域和管 线、道路有效隔离。
本工程陆域范围建筑物的基坑工程分为A、 B、 C和D共4个施工区，围护结 构采用800誦厚、27m 28 m深地下连续墙，坑内采用三道水平钢筋混凝土支 撑，基坑开挖方式为常规顺作施工，基坑开挖深度13.5m，基坑总延长1 200m， 属一级基坑，基坑变形控制标准严格。
为验证本发明的工程实施效果及其对墙体竖向承载力的影响，本工程在地下 连续墙施工中采用如图1所示的地下连续墙墙底清渣注浆装置及方法，装置包 括清渣管l、清渣管下盖2、清渣管上盖3、注浆管主段4、注浆管出浆段5、 吸力泵6、压力泵7。清渣管下盖2设置在清渣管1下端，清渣管上盖3设置在 清渣管1上端，清渣管l、清渣管下盖2和清渣管上盖3三者连接后固定在焊接 成型的连续墙钢筋笼上，清渣管1上端伸出地面，吸力泵6软管与清渣管1连接， 清渣管1下端伸至槽段底部，注浆管出浆段5上端与注浆管主段4下端连接，注 浆管主段4上端与压力泵7软管连接，注浆管主段4与钢筋笼绑扎。
本实施例具体操作方法歩骤如下
第一歩，将清渣管l、清渣管下盖2和清渣管上盖3三者连接，安装固定在 钢筋笼上。
第二》，将注浆管主段4和注浆管出浆段5 二者连接，安装固定在钢筋笼上。第三步，将装有清渣系统和注浆系统的钢筋笼吊放至槽段中设计深度位置， 吊放混凝土锁口管，进行水下混凝土浇筑。
第四步，待墙体混凝土初凝后，打开清渣管上盖3，接通吸力泵6进行第一 轮墙底清渣。
第五步，打开注浆管主段4顶盖，接通压力泵7进行墙底注浆，同时接通吸 力泵6进行第二轮墙底注浆循环清渣。
第六步，停止第二轮墙底注浆循环清渣，拧紧清渣管上盖3，关闭吸力泵6， 继续进行墙底高压注浆至设计要求。
所述的清渣管，为直径100 mm、厚度5mm的钢管，长度根据地下连续墙槽 段深度确定。
所述的清渣管，上端伸出地面20 cm以上，保证吸力泵软管能与之顺利连接。 清渣管下端伸至槽底，保证吸力泵能够吸除槽底沉渣。
所述的清渣管，管壁在距管底3m处0.5ra范围开有梅花孔，孔径8mm，同一 截面设有四孔，按高度O. lm均布。在开孔部分清渣管外侧包裹3层细密过滤网， 防止清渣管在钢筋笼吊放过程中因管壁内外压力差过大引起孔口被泥浆土颗粒 堵塞，即清渣管在内外压力差作用下，护壁泥浆中所含的经过过滤网过滤的地下 水可自由渗入清渣管内。过滤网沿清渣管轴方向的长度为0.7 m，包裹后用铁丝 将过滤网上下端绑扎固定，防止过滤网松动滑脱。
所述的清渣管下盖，内壁有螺纹、中空，内壁贴有可承受l.OMPa压力的橡 胶膜，清渣管下盖拧紧固定在清渣管下端，使得橡胶膜封贴在清渣管的下口。橡 胶膜在清渣管吊放过程中不会被泥浆压力冲破，可防止清渣管被堵塞。清渣管下 盖的橡胶膜在吸力泵负压的作用下会被泥浆和沉渣冲破，使得清渣管变成吸力泵 清除槽段底部沉渣的通道。
所述的清渣管上盖，内壁有螺纹，上盖在清渣管上拧紧后可保持密封状态。 清渣管上盖打开后，清渣管可直接与吸力泵的软管连接进行清渣。
所述的吸力泵，为离心式灰渣泵，最大扬程50m，可通过清渣管吸除沉渣。所述的注浆管主段，为直径,25mm钢管，长度根据地下连续墙槽段深度确定， 注浆管主段上端伸出地面20 cm以上，保证压力泵软管能够在地面顺利与注浆管 主段连接，注浆管主段下端与注浆管出浆段采用螺纹连接。
所述的注浆管出浆段，上端与注浆管主段采用螺纹连接。注浆管出浆段由标 准节级组装而成，标准节开有梅花孔，同一截面4孔，高度50mm均布，孔径2 4mm，外壁套有橡胶膜，梅花孔与橡胶膜共同组成单向阀。注浆管安装时不与钢 筋笼焊接，而是采用中间导向箍，注浆管与钢筋笼采用绳索绑扎，待钢筋笼下放 到位后，松开绳索，让其自由落下，以便插入至槽底土体中。
所述的压力泵，输出的水泥桨压力为0.2 0.4MPa，水泥浆水灰比0.4。水 泥浆材料用量为425#普通硅酸盐水泥80 kg/m3，粉煤灰68 kg/W'。
该基坑工程用以上方法共进行了 3幅墙体的墙底清渣及注浆试验。待地下连 续墙墙体达设计强度度后进行了墙体竖向承载力对比试验，试验结果显示采用本 发明方法的墙体的竖向承载力比采用常规方法的墙体的竖向承载力分别提高 23.7%、 35.4%和27.6%，平均提高幅度为28. 9%。工程实施例结果表明，采用本 发明墙底清渣注浆方法可显著提高墙体的竖向承载力，减少墙体的沉降，值得在 工程中进一歩应用和推广。
权利要求
1、一种地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征在于，包括清渣系统和注浆系统，所述的清渣系统包括清渣管、清渣管下盖、清渣管上盖和吸力泵；所述的注浆系统包括注浆管主段、注浆管出浆段和压力泵；清渣管下盖设置在清渣管下端，清渣管上盖设置在清渣管上端，清渣管、清渣管下盖和清渣管上盖三者连接后固定在焊接成型的连续墙钢筋笼上，清渣管上端伸出地面，吸力泵软管与清渣管连接，清渣管下端伸至连续墙槽段底部，注浆管出浆段上端与注浆管主段下端连接，注浆管主段上端与压力泵软管连接，注浆管主段与钢筋笼绑扎。
2、 根据权利要求1所述的地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征是，所述 的清渣管为直径100 mm、厚度5誦的钢管。
3、 根据权利要求1所述的地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征是，所述 的清渣管上端伸出地面20 cm以上。
4、 根据权利要求1所述的地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征是，所述 的清渣管管壁在距管底3m处0.5m范围开有梅花孔，孔径8ram，同一截面设有四 孔，按高度O. lm均布，在开孔部分清渣管外侧包裹3层细密过滤网，过滤网沿 清渣管轴方向的长度为0.7 m，包裹后用铁丝将过滤网上下端绑扎固定。
5、 根据权利要求1所述的地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征是，所述 的清渣管下盖，其内壁有螺纹、中空，内壁贴有能承受l.O MPa压力的橡胶膜， 清渣管下盖拧紧固定在清渣管下端，橡胶膜封贴在清渣管的下口 。
6、 根据权利要求1所述的地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征是，所述 的清渣管上盖，其内壁有螺纹，上盖在清渣管上拧紧后能保持密封状态。
7、 根据权利要求1所述的地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征是，所述 的吸力泵，为离心式灰渣泵，最大扬程50 m。
8、 根据权利要求1所述的地下连续墙墙底清渣注浆装置，其特征是，所述 的注浆管出浆段，上端与注浆管主段采用螺纹连接，注浆管出浆段由标准节级组 装而成，标准节设有梅花孔，同一截面四孔，高度50mm均布，孔径2 4mm，外 壁套有橡胶膜，梅花孔与橡胶膜共同组成单向阀。
9、 一种地下连续墙墙底清渣注浆方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步，将清渣管、清渣管下盖和清渣管上盖三者连接，安装固定在钢筋笼上；第二步，将注浆管主段和注浆管出浆段二者连接，安装固定在钢筋笼上； 第三步，将装有清渣系统和注浆系统的钢筋笼吊放至槽段中设计深度位置，吊放混凝土锁口管，进行水下混凝土浇筑；第四步，待墙体混凝土初凝后，打开清渣管上盖，接通吸力泵进行第一轮墙底清渣；第五步，打开注浆管顶盖，接通压力泵进行墙底注浆，同时接通吸力泵进行 第二轮墙底注浆循环清渣；第六步，停止第二轮墙底注浆循环清渣，拧紧清渣管上盖，关闭吸力泵，继 续进行墙底高压注浆至设计要求。
10、 根据权利要求9所述的地下连续墙墙底清渣注浆方法，其特征是，所述 注浆管安装时采用中间导向箍，注浆管与钢筋笼采用绳索绑扎，待钢筋笼下放到 位后，松开绳索，让其自由落下，以便插入至槽底土体中。
全文摘要
一种建筑工程技术领域的地下连续墙墙底清渣注浆装置及方法。所述装置中，清渣管下盖设置在清渣管下端，清渣管上盖设置在清渣管上端，清渣管、清渣管下盖和清渣管上盖三者连接后固定钢筋笼上，清渣管上端伸出地面，吸力泵软管与清渣管连接，注浆管出浆段上端与注浆管主段下端连接，注浆管主段上端为压力泵连接，注浆管主段与钢筋笼绑扎。将清渣系统和注浆系统安装固定在钢筋笼上，将钢筋笼吊放至槽段中设计深度，进行水下混凝土浇筑，待墙体混凝土初凝后，进行第一轮墙底清渣，再进行墙底注浆，同时进行第二轮墙底注浆循环清渣，关闭吸力泵，继续进行墙底高压注浆至设计要求。本发明可显著提高墙体的竖向承载力，减少墙体的沉降。
文档编号E02D5/18GK101338559SQ20081004167
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者丁勇春, 夏小和, 王建华, 陈锦剑 申请人:上海交通大学