[0001] 本发明涉及土体加固技术领域，特别涉及分体式便携静压注浆加固设备及注浆加固方法。

[0002] 静压注浆技术为目前国际国内常用的注浆加固技术，主要是利用压力、电化学原理将浆液以填充、挤密、渗透等形式注入岩土体，将土体颗粒间与岩体裂隙间的水分与气体进行置换，在浆液凝固后有效提高岩土体强度的注浆工艺。可适用于软土、黏性土、粉土和砂土地层注浆加固，不适用于碎石土和土中含有较多大块石的地层注浆加固。

[0003] 目前注浆孔成孔的方法主要为钻孔打入法，该方法采用地质钻机或振动钻机成孔的方法，通过在钻孔内设置注浆管并用止浆塞封闭孔口后，从而进行压力注浆，实现土体加固目的。

[0004] 常用的地质钻机或振动钻机由于体积大，重量重，在注浆孔成孔过程中经常受到场地限制。受限场地主要为：

[0005] (1)净高小于2.0m或净宽小于1.0m的场地，现有钻机无法进场成孔；

[0006] (2)场地地表土质较松软，在地表铺设钢板后，设备虽然可以进场成孔，但移动不方便，注浆点位受限，常常不能在预定加固区域进行加固，导致注浆加固效果较差。

[0007] (3)倾斜场地下，现有地质钻机、振动钻机和大型一体注浆设备由于安全原因，往往不能在倾斜场地下就位。

[0008] 同时地质钻机或振动钻机在注浆孔成孔后往往需要增加止浆塞后方可开始注浆，作业过程繁琐，效率不高。

[0009] 而全孔一体注浆工艺的注浆设备虽然不用止浆塞，但是仅适用于交通便利，地形平坦及可开进汽车的作业场所。对于环境复杂场地，使用常常受限。

[0010] 目前注浆孔成孔方法或全孔一体注浆工艺使用的注浆设备主要为以下几种：

[0011] 现有方案1、授权公告号为CN209397586的实用新型专利公开了一种用于既有建筑物的深层静压注浆结构。其中注浆管，一端与注浆泵相连接，其另一端与注浆器相连接；液压静探机，固定在建筑物底板上，所述液压静探机与所述注浆管相连接，且用于将所述注浆管上的注浆器压入到设定深度处；注浆器，包括扩孔器、注浆段及锥尖，所述扩孔器设置在所述注浆段的上下两端，所述锥尖设置在下方所述扩孔器的外侧，其中，所述注浆段上间隔开设多个注浆孔，以及所述扩孔器的最大外径大于所述注浆段的外径。提供一种体积小，操作简单方便的用于既有建筑物的深层静压注浆结构。

[0012] 现有方案2、授权公告号CN115450218的发明专利公开了振动沉钢管桩的桩侧静压注浆管装置的使用方法，包括活络芯管注浆装置、静力触探静压设备或锚杆静压设备和静力触探试验探杆；静力触探试验探杆的下端设有所述活络芯管注浆装置，通过静力触探静压设备或锚杆静压设备将两个以上所述活络芯管注浆装置和相应的静力触探试验探杆静压入钢管桩的管壁竖直方向投影范围外侧所需要的深度。

[0013] 现有方案3、授权公告号CN116044455的发明专利公开了一种用于隧道定向加固的注浆系统，将钻杆设置为中空的杆体，利用钻杆直接充当注浆管，钻头作为注浆喷头，在施工中只需要下钻一次，可以极大的提高施工效率，缩短隧道注浆加固的施工周期；同时，通过在钻头和钻杆之间设置控制管，通过对控制管的位置调节，可以转换浆体的出浆位置，从而实现不同注浆方式间的切换，满足不同土层的使用需求。

[0014] 现有方案4、授权公告号CN 118110419 A的发明专利公开了一种全空间钻注一体化装置，包括行走机构，行走机构设有钻注机构，钻注机构的一侧设有换杆机械臂，钻注机构包括调节机构，调节机构与平台连接，平台通过钻进移动机构与支撑台连接，支撑台固定有动力机构，动力机构的输出轴可拆卸的连接钻具，平台的末端设有第一钻具夹持机构和第二钻具夹持机构，第二钻具夹持机构远离动力端头设置，第二钻具夹持机构与平台固定连接，第一钻具夹持机构与平台设置的弧形导轨滑动连接，且第一钻具夹持机构与平台的转动驱动件连接以实现绕动力机构输出轴轴线的转动。

[0015] 现有方案5、授权公告号CN 221096548U的发明专利公开了一种岩土工程注浆装置，包括固定板、扶手、支撑柱、固定盘、支撑组件、移动组件、注浆组件和深度调节组件；扶手位于固定板的顶端，支撑柱位于固定板的底端，固定盘位于支撑柱的底端，支撑组件位于固定板的底端，移动组件位于支撑组件的底端，注浆组件位于固定板的顶端，深度调节组件位于固定板的顶端。

[0016] 通过对以上五种技术方案的分析可知：

[0017] 现有方案1存在的问题是：(1)设备虽然体积小，但是各组件不能拆卸，在受限场地，移动不方便；(2)注浆器为特制的，设备通用性不强；(3)设备为既有建筑物的深层静压注浆结构，应用场景较少。

[0018] 现有方案2存在的问题是：(1)常见的静力触探静压设备或锚杆静压设备体积大，在受限场地移动不方便；(2)由于设备体积大，每个注浆点位及其周边只允许一个点位注浆，无法同时大范围注浆，注浆效率低。

[0019] 现有方案3存在的问题是：虽然注浆过程只需要下钻一次，提高了施工效率，但是依旧采用的是定向钻机成孔的方法，定向钻机由于设备体积大，移动不便，对于狭小、低净空场地，设备无法进场作业。

[0020] 现有方案4存在的问题是：全空间钻注一体化装置的设备作业空间大，虽然能实现全空间多角度多种功能的注浆加固，但是设备自重大，对于狭小、低净空和松软地基场地，设备无法进场作业。

[0021] 现有方案5存在的问题是：此岩土工程注浆装置通过轮子推行至注浆场地，在松软地基和倾斜场地，无法推行，设备自重大，对松软地基和倾斜场地无法适用。

[0022] 因此，目前现有的注浆加固设备和施工方法不能满足狭小、低净空、松软地基、倾斜场地下作业的要求。如何使静压注浆加固设备体积小，重量轻，灵活可靠，可以拆解为多个便于携带的部分，分别运输至受限场地，待到作业场地后再将各部分组装起来，使用时具有测试成本低、使用灵活方便、注浆加固效率更高成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

[0068] 实施例

[0069] 如图1至图3所示，分体式便携静压注浆加固设备，包括贯入部分和注浆部分；

[0070] 贯入部分包括动力装置、贯入装置和反力装置；

[0071] 动力装置为贯入装置的液压油缸3提供动力的液压马达1；

[0072] 贯入装置包括驱动每一贯入杆15向下压入土中的液压油缸3；

[0073] 液压马达1通过油管4与液压油缸3连接，并在油管4上设置控制液压油缸3工作的操作阀组2；

[0074] 反力装置包括固定液压油缸3的横梁5；

[0075] 横梁5通过多个可伸缩的支腿6架设在地面，且每一支腿6与地面之间均设有枕木7；

[0076] 横梁5位于支腿6外侧的部分设有多个地锚8，通过地锚8与地面拉紧；

[0077] 位于横梁5每一侧的多个地锚8的上端均与设置在横梁5相应侧上面的槽钢10固定，通过拉紧相应的槽钢10将横梁5相应侧与地面拉紧；

[0078] 注浆部分包括所有贯入杆15，及设置在第一根被压入的贯入杆15底部的注浆管16；

[0079] 在所有注浆管16均被压入土中并依次连接后，最后一根被压入的贯入杆15的上端通过注浆管道14依次连接泥浆泵13和搅拌机12。

[0080] 本发明采用一套针对狭小、低净空、松软地基、倾斜场地下使用的分体式便携静压注浆加固设备，加固设备主要包括贯入部分和注浆部分。

[0081] 在实际应用中，通过控制液压油缸3的活塞的往复运动，从而将底部装有注浆管16的贯入杆15一根一根压入土中，为贯入杆15提供克服土层阻力的向下动力；

[0082] 横梁5通过多个可伸缩的支腿6及相应枕木7架设在地面，能够通过调整每一支腿6的长度以及相应枕木7的形状适应不同状况的地面环境；

[0083] 横梁5通过多个支腿6提供支撑力和多个地锚8提供的锚固力为整个贯入装置提供反力，以平衡贯入阻力对贯入装置的反作用，使贯入杆15工作时能深入到预定的深度。

[0084] 包括水泥浆、外加剂和水在内的注浆材料通过搅拌机12搅拌均匀，沿着注浆管道14，在泥浆泵13的压力下，通过贯入杆15流入到注浆管16，最后通过注浆管16扩散到需要加固的土层中，本贯入杆15可兼容现有的大多数各式各样的注浆管，进而完成设计注浆加固工作。

[0085] 在某些实施例中，操作阀组2设置在横梁5上。

[0086] 贯入部分和注浆部分，每一贯入杆15的长度均为1m，外径均为36mm；

[0087] 横梁5环绕每一贯入杆15的运动轨迹环绕设置的两个以上液压油缸3；

[0088] 每一液压油缸3的缸体均与横梁5固定，活塞杆均沿每一贯入杆15的运动轨迹的方向往复移动，与相应的每一贯入杆15均通过可拆卸的夹具固定。

[0089] 每一地锚8的下端均锚固在正常沉积土层；

[0090] 位于横梁5每一侧的多个地锚8的上端均与设置在横梁5相应侧上面的槽钢10固定，通过拉紧相应的槽钢10将横梁5相应侧与地面拉紧。

[0091] 每一槽钢10均通过多枚高强度螺栓11与横梁5垂直固定；

[0092] 每一地锚8的上端均穿过相应的槽钢10，并均通过垫片9压紧相应的槽钢10的上面。

[0093] 本发明还提供注浆加固方法，应用上述的分体式便携静压注浆加固设备进行现场注浆加固进行现场注浆加固，包括如下步骤：

[0094] 步骤1、平整场地，搬运设备；具体为：先将作业现场修理平整，然后将操作阀组2、液压油缸3、油管4、横梁5、所有支腿6、所有枕木7、所有地锚8、所有垫片9、所有槽钢10、所有高强度螺栓11、注浆管16和贯入杆15搬运至狭小、低净空、松软地基、倾斜场地中的设计点位；液压马达1、搅拌机12、泥浆泵13放置在相对适宜的场地；

[0095] 步骤2、组装贯入部分和注浆部分，并调平设备；具体为：依次按顺序将操作阀组2、液压油缸3、油管4、横梁5、所有支腿6、所有枕木7、所有地锚8、所有垫片9、所有槽钢10、所有高强度螺栓11、注浆管16和贯入杆15组装起来；

[0096] 并将液压马达1通过油管4与操作阀组2组装在一起；

[0097] 将操作阀组2和液压油缸3设置在横梁5上面；

[0098] 将横梁5的所有支腿6放置在相应枕木7上面；

[0099] 将所有地锚8均通过相应的垫片9与相应的槽钢10连接固定；

[0100] 将每一槽钢10均通过相应的高强度螺栓11与横梁5连接固定；

[0101] 步骤3、贯入所有贯入杆15和注浆管16，并依次连接至加固深度；将第1根贯入杆15的下端与注浆管16连接，通过贯入装置缓慢贯入至地下土层中，然后，接下一个贯入杆15继续贯入，直至贯入至设计加固深度；

[0102] 步骤4、搅拌泥浆，灌入泥浆；将最顶部的一个根贯入杆15与泥浆管道14连接，将包括水泥、外加剂和水在内的注浆材料按设计比例倒入搅拌机12中充分搅拌均匀后，由泥浆泵13将加固浆液经泥浆管道14、所有贯入杆15和注浆管16泵至计划加固位置；

[0103] 步骤5、完成加固后拔出所有贯入杆15和注浆管16；当灌入的泥浆量或加载的注浆压力达到设计值时，关闭泥浆泵13，停止注浆，由贯入部分依次拔出所有贯入杆15，最后拔出注浆管16，完成一个注浆点位。

[0104] 在实际应用中，将作业现场修理平整，能够避免存在大块石或高低不平的土坡影响设备搬运。

[0105] 在某些实施例中，操作阀组2、液压油缸3、油管4、横梁5、所有支腿6、所有枕木7、所有地锚8、所有垫片9、所有槽钢10、所有高强度螺栓11、注浆管16和贯入杆15均采用汽油电动平板车搬运；

[0106] 当场地条件不允许时，采用人工搬运。

[0107] 在某些实施例中，在步骤2中，在下每一地锚8的过程中，若场地内存在混凝土地坪，需要使用便携的背包钻机进行开孔；

[0108] 在将操作阀组2、液压油缸3、油管4、横梁5、所有支腿6、所有枕木7、所有地锚8、所有垫片9、所有槽钢10、所有高强度螺栓11、注浆管16和贯入杆15组装起来组装完毕后，需要进行调平，避免出现倾斜，影响加固效果；

[0109] 若为倾斜场地，则需提前准备与倾斜场地相匹配的枕木17。

[0110] 在某些实施例中，若同一个注浆点位，有多个加固深度，则拔出或增加相应数量的贯入杆15，当注浆管16到达下一个设计加固深度时，再次开启泥浆泵13开始注浆加固作业。

[0111] 在某些实施例中，在完成一个注浆点位后，移动至下一个设计点位复执行步骤1至步骤5完成所有点位的加固。

[0112] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。