本發(fā)明涉及用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置，更詳細地，本發(fā)明涉及在難以將樁插入地基中的環(huán)境下能夠在地基內部形成均勻形狀的灌漿柱的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置。

背景技術：

通常，用于加固軟弱地基的方法使用將鐵樁等插入地基內部的施工方法。

然而，有時也發(fā)生根據地基的狀態(tài)或施工現(xiàn)場的條件無法使用這樣的施工方法的情況。

在這種情況下，可以使用通過將非流動性的砂漿型灌漿注入地基內部而形成柱狀的凝固體以壓縮和加固周圍地基的方法來加固地基的地基加固施工方法，這種施工方法熟知為壓密注漿系統(tǒng)(Compaction Grouting System，C.G.S)施工方法。

由于這種C.G.S施工方法使用坍落度值為5cm以下的低流動性材料，因此灌漿偏離計劃注入的地方相對較少，同時能夠形成凝固體，且也能夠在現(xiàn)有結構的周圍或地下室等狹小的地方作業(yè)。

此外，能夠無振動/無噪音地進行施工，因此還能夠應用于商業(yè)街和住宅密集區(qū)，且所使用的灌漿還具有環(huán)保特性。

然而，在實施C.G.S施工方法時，由于不能用肉眼確認注入至地基內部的灌漿的注入狀態(tài)，因此存在難以獲知注入情況和制定針對地基狀態(tài)的對策的問題。

因此，具有如下問題：即使隨著灌漿注入而發(fā)生地基破碎現(xiàn)象，也難以針對此進行預防，只能在破碎現(xiàn)象發(fā)生后進行事后處理。

此外，由于針對所設計的定量注入的確認和施工質量管理依賴于操作人員的經驗，因此具有難以解決針對施工完成度的疑問的問題。

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

為了解決背景技術中提出的問題，本發(fā)明旨在提供在難以將樁插入地基中的環(huán)境下能夠在地基內部形成均勻形狀的灌漿柱的、用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置。

本發(fā)明的技術問題不限于上文提及的技術問題，本領域的普通技術人員根據下面的記載能夠明確地理解未提及的其它技術問題。

技術方案

為了解決上述技術問題而提出了本發(fā)明，根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置可以包括：泵單元，所述泵單元在每單位時間內以作為預設靜壓的注入壓力將定量的灌漿注入地基內部；傳感器單元，所述傳感器單元測量排出壓力，所述排出壓力為通過所述泵單元注入所述地基內部的所述灌漿從所述泵單元排出的壓力；以及監(jiān)測單元，所述監(jiān)測單元基于所述泵單元供給的所述灌漿的每單位時間注入量和所述傳感器單元測量的所述排出壓力來計算各深度的注入管理指標。

其中，所述泵單元可以包括速度模塊和壓力模塊中的至少一者，所述速度模塊用于調節(jié)定量注入所述灌漿的單位時間，所述壓力模塊用于調節(jié)所述灌漿的注入壓力。

此外，所述泵單元可以包括控制模塊，在所述監(jiān)測單元所計算的所述注入管理指標的按深度的變化量變化時，所述控制模塊調節(jié)定量注入所述灌漿的單位時間和所述灌漿的注入壓力中的至少一者。

此時，在所述注入管理指標的按深度的變化量值變大時，所述控制模塊可以將所述灌漿的注入壓力調節(jié)為比所述預設靜壓小。

此外，在所述注入管理指標的按深度的變化量值變小時，所述控制模塊可以增大定量注入所述灌漿的單位時間。

此外，所述監(jiān)測單元可以包括信息提供模塊，所述信息提供模塊用于將所述監(jiān)測模塊所計算的所述注入管理指標的信息分別按注入所述灌漿的注入深度提供給用戶。

此外，所述監(jiān)測單元可以包括警報模塊，在所述注入管理指標的按深度的變化量變化時，所述警報模塊通知用戶。

技術效果

根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置在難以將樁插入地基中的環(huán)境下能夠在地基內部形成均勻形狀的灌漿柱。

本發(fā)明的效果不限于上文提及的效果，本領域的技術人員從權利要求范圍的記載能夠明確地理解未提及的其它效果。

附圖說明

圖1是示出在土質均勻的地基內部利用C.G.S施工方法形成灌漿柱的狀態(tài)的圖。

圖2是示出在圖1的情況下出現(xiàn)的各深度的、灌漿排出壓力和灌漿的每單位時間注入量之間的比例的圖。

圖3是示出在上下土質不同的地基內部利用C.G.S施工方法形成灌漿柱的狀態(tài)的圖。

圖4是示出在圖3的情況下出現(xiàn)的各深度的、灌漿排出壓力和灌漿的每單位時間注入量之間的比例的圖。

圖5是示出根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的整體結構的圖。

圖6是示出根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的泵單元還包括速度模塊、壓力模塊和控制模塊的結構的圖。

圖7是示出根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的監(jiān)測單元向用戶傳遞信息的狀態(tài)的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。然而，在對本發(fā)明進行說明的過程中，為了使本發(fā)明的要旨變得更加明了而省略對已公知的功能或結構的說明。

此外，在對本發(fā)明進行說明的過程中，前方/后方或上側/下側之類的指示方向的多個術語是為了使本領域的技術人員更加明確地理解本發(fā)明而記載的，且指示相對性的方向，因此，本發(fā)明的保護范圍并不因此而受到限制。

首先，參照圖1至圖4，詳細說明利用根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置形成灌漿柱的原理。

其中，圖1是示出在土質均勻的地基內部利用C.G.S施工方法形成灌漿柱的狀態(tài)的圖，圖2是示出在圖1的情況下出現(xiàn)的各深度的、灌漿排出壓力和灌漿的每單位時間注入量之間的比例的圖。

此外，圖3是示出在上下土質不同的地基內部利用C.G.S施工方法形成灌漿柱的狀態(tài)的圖，圖4是示出在圖3的情況下出現(xiàn)的各深度的、灌漿排出壓力和灌漿的每單位時間注入量之間的比例的圖。

如圖1所示，在利用C.G.S施工方法在地基內部形成柱時，利用灌漿G形成的柱可以在地基內部以貫通軟弱地基A的形式形成，以連接堅硬的巖石層B和地面從而能夠支撐建筑物等。

在一般的C.G.S施工方法中，通過使得用于將灌漿G注入地基內部的注入管T貫通軟弱地基A并插入至到達巖石層B的深的深度D2后注入灌漿G并使得注入管T向上移動的方法進行施工，也基于該方法說明根據本發(fā)明的能夠進行抗震加固和質量管理的C.G.S施工方法。

首先，在向地基內部注入灌漿G時，可以在每單位時間內以作為預設靜壓的注入壓力定量注入灌漿，若完成一定量的注入，則使注入管T上升預定間隔，以再次注入灌漿。

此時，如果注入灌漿G的軟弱地基A從深的深度D2至淺的深度D1以均勻的土質形成，則可在灌漿G的各注入深度形成具有類似的量和形狀的灌漿G柱，從而凝固的灌漿G可以執(zhí)行柱的作用。

在這種情況下，在執(zhí)行整個工序的過程中，在每單位時間內所注入的灌漿G的注入量可以相同。

此外，雖然用于注入灌漿G的注入壓力也相同，但是通過注入管T排出灌漿G的排出壓力可以與從深的深度G2至淺的深度D1的灌漿G注入深度移動距離成比例地降低。

因此，如圖2所示，如果用圖表示出在整個注入過程中出現(xiàn)的各注入深度的灌漿G的排出壓力V2除以灌漿G的每單位時間注入量Vs而得到的值，則可知其變化量恒定。

然而，由于地基內部土壤狀態(tài)全部均勻的情況非常罕見，因此如圖3所示，地基內部的土壤的一部分的狀態(tài)也可以彼此不同。

在圖3中，將地基內部的土壤狀態(tài)簡化并表示為土壤的上層和下層不同的情況，基于這樣的情況說明本發(fā)明的原理。

在圖3中，在軟弱地基A的上層A1相比下層A2更密實地形成的情況下，在通過C.G.S施工方法注入灌漿G的同時使注入管T上升的過程中，可以按照從地基的下層A2至上層A1的順序注入灌漿G。

此時，如上所述，注入至地基內部的灌漿G的排出壓力與注入深度的變化成比例地降低，如果向比較密實地形成的上層A1區(qū)域注入，則灌漿G的排出壓力的降低幅度可能會比較小。

也就是說，在灌漿G注入過程中地基內部的土壤狀態(tài)變得相對密實時，相比在地基內部的土壤狀態(tài)均勻時可獲得的灌漿G的排出壓力，可能會測得比較高的排出壓力。

在這種情況下，在注入灌漿G而形成的柱中，灌漿G自身的密度在各注入深度不同，因此可能無法正確地支撐從地上傳遞的力，且在施工過程中，由于灌漿G的壓力還可能發(fā)生地基破碎的現(xiàn)象。

此外，與上述假設相反，在軟弱地基A的下層A2相比上層A1更密實地形成的情況下，在通過C.G.S施工方法注入灌漿G的同時使注入管T上升的過程中，也可以按照從地基的下層A2至上層A1的順序注入灌漿G。

此時，在向比較松散地形成的上層A1區(qū)域注入灌漿G時，與灌漿G的注入深度的變化成比例地減小的排出壓力可能會以比較大的幅度減小。

也就是說，在灌漿G注入過程中地基內部的土壤狀態(tài)變得相對松散時，相比在地基內部的土壤狀態(tài)均勻時可獲得的灌漿G的排出壓力，可能會測得比較低的排出壓力。

在這種情況下，在注入灌漿G的同時不能形成穩(wěn)定的柱形式，例如整體灌漿G柱的形狀向一側擴散地形成，因此也可能無法正確地支撐從地上傳遞的力。

如圖4所示，通過示出在整個注入過程中出現(xiàn)的各注入深度的灌漿G的排出壓力V2除以灌漿G的每單位時間注入量Vs而得到的值的圖表，可以看出這種變化。

可預測地基內部的土壤狀態(tài)整體均勻時的圖形具有C1形狀，然而，在以從深的深度D2至淺的深度D1的順序注入灌漿G的過程中，在上層A1的土壤狀態(tài)變得比較密實的情況下，可能會示出C2的圖形，且在上層A1的土壤狀態(tài)變得比較松散地情況下，可能會示出C3的圖形。

因此，可以防止這種圖形的變型，以形成更均勻的恒定形狀的灌漿G柱。

接著，參照圖5至圖7，詳細說明能夠執(zhí)行按照上述原理的工序的根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的一實施例的結構。

其中，圖5是示出根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的整體結構的圖。圖6是示出根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的泵單元還包括速度模塊、壓力模塊和控制模塊的結構的圖。圖7是示出根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的監(jiān)測單元向用戶傳遞信息的狀態(tài)的圖。

首先，如圖5所示，根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置可以包括泵單元100、傳感器單元200和監(jiān)測單元300。

泵單元100為向地基內部注入灌漿G的部件，可以與注入管T連接以向插入地基內部的注入管T供給灌漿G。

在這種泵單元100注入灌漿G時，泵單元100可以在每單位時間內以作為預設靜壓的注入壓力注入定量的灌漿G。

其中，預設的灌漿G的每單位時間注入量和灌漿G的注入壓力也可以基于通過在設計階段采集的地基樣品所確認的地基滲透系數(shù)來設置。

此外，傳感器單元200作為測量排出壓力的部件，可以與泵單元100的灌漿G排出口相鄰地設置，所述排出壓力為通過上述泵單元100注入地基內部的灌漿從泵單元100排出的壓力。

由該傳感器單元200測量的排出壓力可以被傳送至后述的監(jiān)測單元300，以獲知灌漿G的注入狀態(tài)。

此外，由于與排出口相鄰地設置的傳感器單元200設置在地上，因此能夠在相對穩(wěn)定的環(huán)境中工作，相比在地基內部測量灌漿G的排出壓力，能夠提高傳感器單元200的耐久性，且能夠相對容易地進行維護。

下面將描述根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置通過所測量的排出壓力而獲得灌漿G的注入狀態(tài)的更詳細的方法。

此外，監(jiān)測單元300可以基于泵單元100所供給的灌漿G的每單位時間注入量和傳感器單元200所測量的灌漿G的排出壓力來計算與灌漿G的各注入深度相應的注入管理指標。

更詳細地，如針對圖4所描述的內容，監(jiān)測單元300所計算的注入管理指標可以為按各深度將從泵單元100排出灌漿G的排出壓力V2除以灌漿G每單位時間注入量Vs而得到的值。

監(jiān)測單元300可通過檢查該注入管理指標值按深度變化的變化量，檢測并判斷注入管理指標的按各深度的變化量值是否變化。

此外，在注入管理指標的按深度的變化量值變化時，也可以設置成采取后續(xù)措施。

首先，如上所述，在注入管理指標的按深度的變化量值均勻的情況下，注入地基內部的灌漿G可以形成均勻形狀的柱。

因此，在注入管理指標的按深度的變化量值變化時，可以調節(jié)該值以均勻地形成灌漿G柱。

在注入管理指標為按各深度將從泵單元100排出灌漿G的排出壓力V2除以灌漿G的每單位時間注入量Vs而得到的值的情況下，在注入管理指標的變化量值變得比較大時，可以降低灌漿G的注入壓力或增大灌漿G的每單位時間注入量Vs以降低注入管理指標的值。

此外，相反地，在注入管理指標的變化量值變得比較小時，可以以增大灌漿G的注入壓力或減小灌漿G的每單位時間注入量Vs的方法增大注入管理指標的值。

然而，相比增大注入壓力或增加灌漿G的每單位時間注入量Vs，減小注入壓力的值或降低灌漿G的每單位時間注入量Vs的方法可以降低對根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置造成的負擔，且可以有效地節(jié)約能源。

因此，在注入管理指標的變化量值變大時，可以降低灌漿G的注入壓力，且在注入管理指標的變化量值變小時，為了減小灌漿G的每單位時間注入量Vs，可以使用設置較長的單位時間的方法。

為了改變該灌漿G注入設置，根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置的泵單元100可以包括速度模塊110和壓力模塊120中的至少一者。

速度模塊110可以調節(jié)定量注入灌漿G的單位時間，壓力模塊120可以被設置成可以調節(jié)灌漿G的注入壓力。

該速度模塊110和壓力模塊120可以由建筑工人驅動，此外，也可以借助所計算的注入管理指標的值進行自動控制。

首先，如圖6所示，在速度模塊110和壓力模塊120借助由監(jiān)測單元300所計算的注入管理指標的值進行自動控制時，泵單元100還可以包括控制單元130。

控制單元130檢查由監(jiān)測單元300所計算的注入管理指標的值按深度的變化量值，同時在該值的變化量變化時，控制上述速度模塊110或壓力模塊120，以能夠恒定地保持整體的注入管理指標的按深度的變化量值。

在該情況下，可以具有能夠節(jié)約整個工序管理所花費的時間和成本的效果。

此外，在速度模塊110和壓力模塊120由建筑工人驅動時，需要將由監(jiān)測單元300所計算的各深度的注入管理指標的值傳送給建筑工人。

因此，如圖7所示，監(jiān)測單元300還包括另外的信息提供模塊310，以能夠向建筑工人(H)傳送各深度的注入管理指標的信息。

在這種情況下，信息提供模塊310可以由顯示器構成以顯示如圖2和圖4的圖。

建筑工人(H)基于顯示在該信息提供模塊310上的信息而采取調節(jié)泵單元100的速度模塊110和壓力模塊120的措施，以能夠立即應對在C.G.S工序中發(fā)生的問題。

或者，監(jiān)測單元300也能夠采用還包括另外的警報模塊320的結構。

在由監(jiān)測單元300計算的注入管理指標值按深度的變換量值變化時，警報模塊320可以向建筑工人(H)警告異常狀態(tài)。

在該情況下，由于建筑工人(H)可以直接改變注入設置，或建筑工人(H)可以檢查在根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置上是否存在問題，因此具有能夠立即應對的效果。

此外，在控制上述根據本發(fā)明的用于抗震加固和質量管理的C.G.S注入管理指標獲取裝置時，當然也可以組合自動控制方式和建筑工人操作方式來進行控制。

通過該結構可以獲得如下效果：可以在執(zhí)行向地基內部注入灌漿G的整個工序期間，根據地基的狀態(tài)持續(xù)管理灌漿G的注入狀態(tài)。

因此，能夠形成均勻的灌漿G柱而不受難以用肉眼確認的土層和土壤條件的不規(guī)則變化的影響，且快速應對在施工過程中可能發(fā)生的問題，從而能夠獲得施工質量管理和防止地基破碎現(xiàn)象等效果。

也就是說，可以獲得如下效果：無需為了獲取地基的內部狀態(tài)而使用通過另外的鉆探或攝像等預先獲得的另外的數(shù)據，且可以基于在灌漿G注入過程中測量的數(shù)據控制灌漿G的注入。

此外，還可以具有如下效果：可以減小用于注入灌漿G的裝置上的負載，可以節(jié)約注入灌漿G所消耗的能量，且可以節(jié)約灌漿G注入過程中所花費的時間和成本。

此外，如上所述，雖然說明并示出了本發(fā)明的特定的實施例，但本發(fā)明并不局限于所記載的實施例，本領域的普通技術人員將理解在不脫離本發(fā)明的思想及范圍的情況下可以進行各種修改及變型。因此，這種修改例及變型例不應被理解成獨立于本發(fā)明的技術思想或觀點，而是應視為這種變型后的實施例屬于本發(fā)明的發(fā)明要求保護范圍。