本發(fā)明涉及土木工程特種施工技術，更具體的說，是涉及一種橫向加筋灌漿托換工作井及制作方法。

背景技術：

目前既有建構筑地基的橫向加筋灌漿托換工作井是采用沉井制作。在沉井建造過程中，存在以下兩個問題難以解決：一是沉井開挖砌筑下沉過程中出現(xiàn)井壁傾斜，而難以將沉井順利下沉，第二個問題是，在地下水位高的地層中，必須降低地下水位才能進行沉井的施工，降低地下水位會引起周圍地面的沉降，進而影響周圍環(huán)境。

尤其是需要采用橫向加筋灌漿托換加固深層土體時，由于沉井深度大，上述兩個問題尤其突出。

因此，需要對現(xiàn)有技術進行改進。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是提供一種橫向加筋灌漿托換工作井及制作方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種橫向加筋灌漿托換工作井，包括環(huán)形樁和封底樁；所述環(huán)形樁為由至少四個樁體環(huán)形搭接形成的近似圓環(huán)柱；所述封底樁設置在環(huán)形樁中間通孔的底部，封底樁與環(huán)形樁的樁體搭接；所述環(huán)形樁的中間通孔和封底樁形成近似圓柱的工作井空間；所述環(huán)形樁的樁體從上往下設置有至少一個貫穿樁體的加筋管。

作為本發(fā)明的橫向加筋灌漿托換工作井的改進：當貫穿樁體的加筋管的數(shù)量≥3時，加筋管為等距設置。

作為本發(fā)明的橫向加筋灌漿托換工作井的進一步改進：封底樁設置在環(huán)形樁中間通孔的中心；所述封底樁與環(huán)形樁的各個樁體都搭接，封底樁密封環(huán)形樁中間通孔的底部。

作為本發(fā)明的橫向加筋灌漿托換工作井的進一步改進：在環(huán)形樁的部分樁體設置至少一個貫穿樁體的加筋管。

備注說明：此部分樁體為相鄰的樁體，且，每個樁體上設置的貫穿樁體的加筋管數(shù)量相等，且，貫穿這些樁體的加筋管均正對被加固的建筑物的地基土。

本發(fā)明還同時提供了上述橫向加筋灌漿托換工作井的制作方法，包括以下步驟：

根據需求的地基土加固厚度h，基礎下加筋管漿液擴散半徑c，預設相鄰兩個樁體之間搭接長度t1，封底樁和環(huán)形樁的搭接長度t2，建筑物的基礎埋置深度d，工作井空間的半徑r，施工距離s，設定后計算：

一、確定加筋管的道數(shù)n：

n＝h/(2c)

二、確定工作井空間的深度l1：

在一道加筋管時，工作井空間的深度l1為：l1＝d+h1+s

在二道加筋管時，工作井空間的深度l1為：l1＝d+h1+h2+s

在n道加筋管時，工作井空間的深度l1為：l1＝d+h1+h2+…+hn+s；

三、確定封底樁(2)的長度l2：

n道加筋管(3)時：l2＝1.0+(n-1)×0.5m，

即，一道加筋管(3)時：l2＝1.0m；

四、確定環(huán)形樁(1)的長度l：

l＝l1+l2

五、確定環(huán)形樁(1)的厚度a即樁體(11)的直徑d1：

d1＝a，a＝l1/7.5～8.5(較佳為a＝l1/8)；

六、確定封底樁(3)的直徑d2：

d2＝2r+2t2；

七、在需要地基加固的建筑物附近的地面(在建筑物外側)，采用高壓噴射注漿法，在土層中把水泥漿液與原狀土體就地攪拌形成長度l的第一個樁體，樁體的直徑為d1，長度為l，再施工第二個樁體，第一個樁體與第二個樁體之間搭接長度t1，以此類推環(huán)形施工其他樁體，直至所有的樁體環(huán)繞形成環(huán)形樁；

八、采用高壓噴射注漿法，在環(huán)形樁中間通孔的底部把水泥漿液與原狀土體就地攪拌形成封底樁，封底樁的直徑為d2，長度為l2；封底樁與環(huán)形樁的樁體的搭接長度為t2，封底樁密封環(huán)形樁中間通孔的底部，環(huán)形樁的中間通孔和封底樁形成近似圓柱的工作井空間；

九、此時工作井空間充滿土體，在工作井空間頂部，向下開挖建筑物基礎埋置深度d，作為基礎工作平面；再向下方開挖深度c+s，形成第一工作平面，在第一工作平面上方s處，將第一道加筋管從工作井空間處橫向穿過需要設置加筋管的樁體，然后達到環(huán)形樁外圍的地基土；加筋管兼做灌漿管用，在加筋管內灌漿從而加固加筋管周圍距離c的地基土；

可采用特種設備實現(xiàn)上述加筋管的設置；

十、以第一工作平面為基礎，繼續(xù)在工作井空間向下開挖，每下挖2c的深度形成下一個工作面，以此類推，從而形成第二至第n工作平面；

在各個工作平面的上方s處，將相應的加筋管從工作井空間處橫向穿過需要設置加筋管的樁體，然后達到環(huán)形樁外圍的地基土；加筋管兼做灌漿管用，在加筋管內灌漿從而加固加筋管周圍距離c的地基土；

十一、完成第n道加筋管的施工后，橫向加筋灌漿托換工作井制作完成。

作為本發(fā)明的橫向加筋灌漿托換工作井的制作方法的改進：高壓噴射注漿法噴射的漿液為水泥漿或水泥砂漿。

作為本發(fā)明的橫向加筋灌漿托換工作井的制作方法的進一步改進：基礎工作平面與被加固的建筑物的底面在同一平面上。

本發(fā)明具有如下技術優(yōu)勢：本發(fā)明采用高壓噴射注漿形成工作井，該工作井能為各種復雜地層中的橫向加筋灌漿托換提供施工空間及施工作業(yè)面。在地面將水泥漿與土體就地攪拌，形成連圓環(huán)柱形的環(huán)形樁，環(huán)形樁具有隔水作用，亦具有支擋作用，對周圍環(huán)境沒有影響。環(huán)形樁深度可達到10.0m以上，滿足既有建構筑物基礎下地基土的橫向加筋灌漿托換加固厚度要求。

高壓噴射注漿形成工作井的施工過程中，不需要降低地下水位，有效保護周圍環(huán)境不受降水影響。且能保證工作井的豎向垂直度，因此能在更深的地層中實施橫向加筋灌漿托換的施工。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。

圖1為本發(fā)明橫向加筋灌漿托換工作井的剖視圖；

圖2為本發(fā)明工作井空間4向下開挖至形成基礎工作平面的剖視圖；

圖3為本發(fā)明工作井空間4向下開挖至形成第一工作平面的剖視圖；

圖4為本發(fā)明工作井空間4向下開挖至形成第n工作平面的剖視圖；

圖5為圖1的俯視示意圖；

圖6為圖5中環(huán)形樁1和加筋管3的俯視示意圖；

圖7為本發(fā)明工作井空間4中各個工作平面的示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。

實施例1、一種橫向加筋灌漿托換工作井，如圖1-7所示，包括環(huán)形樁1和封底樁2；環(huán)形樁1為由至少四個樁體11(圖中采用十八個樁體11)環(huán)形搭接形成的近似圓環(huán)柱，樁體11相互之間的搭接長度為t1，能有效隔水和抵抗土壓力。封底樁2設置在環(huán)形樁1中間通孔的底部，封底樁2的底面和環(huán)形樁1的底面平行，封底樁2與環(huán)形樁1的各個樁體11都搭接，搭接長度為t2，從而密封環(huán)形樁1中間通孔的底部，能有效隔水和抵抗土壓力。一般封底樁2為一個，在環(huán)形柱1的內直徑過大不方便施工時也可采用多個封底樁2搭接，確保環(huán)形樁1中間通孔的底部密封。環(huán)形樁1的中間通孔和封底樁2形成近似圓柱的工作井空間4(即在環(huán)形樁1中心通孔中且在封底樁2上方的部分為工作井空間4)，環(huán)形樁1的部分連續(xù)的樁體11從上往下等距設置有至少一個貫穿樁體11的加筋管3，本發(fā)明的加筋管3兼做灌漿管，灌漿后增強地基的承載力和上部結構的穩(wěn)定性。

樁體11的長度即環(huán)形樁1的長度為l，樁體11的直徑為d1，d1可為0.3m-1.2m；環(huán)形樁1的厚度a即為樁體11的直徑d1，樁體11的直徑d1與上工作井空間4的深度l1為1：7.5～8.5(較佳為1：8)；環(huán)形樁1相鄰兩個樁體11之間搭接長度t1以及封底樁2與環(huán)形樁1的各個樁體11的搭接長度t2這兩者的范圍都為150mm-350mm，環(huán)形樁1的內直徑即為工作井空間4的直徑2r，通常情況下r＝0.8m，但不受此值限制；工作井空間4的深度為l1，封底樁2的高度為l2，l＝l1+l2；封底樁2的直徑為d2，基礎下加筋管漿液擴散半徑為c，上下相鄰的兩個加筋管3的距離為2c，在各個工作平面上方設置加筋管3的施工距離為s。

可以在為開挖的工作井空間4頂部從上往下開挖形成多個工作平面：在工作井空間4最上方開挖建筑物的基礎埋深d，形成基礎工作平面，基礎工作平面與被加固的建筑物的底面在同一平面上。繼續(xù)在工作井空間4向下開挖深度c+s，形成第一工作平面，以第一工作平面為基礎，之后每下挖2c的深度形成下一個工作平面，即，從上往下依次形成第二至第n工作平面；在每個工作平面(即，第一至第n工作平面)的上方施工距離s處，對著需要設置加筋管3的部分樁體11從上往下依次設置有第一至第n道加筋管3(即，每個需要設置加筋管3的樁體11，均相應的設置有第一至第n道加筋管3)。

第一道加筋管3與基礎工作平面距離h1＝c，第二道加筋管3與第一道加筋管3距離h2＝2c，第三道加筋管3與第二道加筋管3距離h3＝2c，以此類推，往后每個加筋管3與前一道加筋管3的距離都為2c，最后一道加筋管3與前一道加筋管3距離hn＝2c。最后一道加筋管3比封底樁2高出施工距離s，s可為0.5m-0.8m。

橫向加筋灌漿托換工作井的各項數(shù)據的計算方法為：

根據需求的地基土加固厚度h，基礎下加筋管漿液擴散半徑c，預設相鄰兩個樁體11之間的搭接長度t1，封底樁2和環(huán)形樁1的搭接長度t2，建筑物的基礎埋深d，工作井空間4的半徑r，施工距離s，設定后計算：

一、確定加筋管3的道數(shù)n：

n＝h/(2c)；

二、確定工作井空間4的深度l1：

在一道加筋管3時，工作井空間4的深度l1為：l1＝d+h1+s；

在二道加筋管3時，工作井空間4的深度l1為：l1＝d+h1+h2+s；

在n道加筋管3時，工作井空間4的深度l1為：l1＝d+h1+h2+…+hn+s；

說明：需求的地基土加固厚度h為：h＝h1+h2+…+hn+c；

三、確定封底樁2的長度l2，與加筋管3道數(shù)n有關：

一道加筋管3：l2＝1.0m；

n道加筋管3：l2＝1.0+(n-1)×0.5m；

四、確定環(huán)形樁1的長度l：

l＝l1+l2；

五、確定環(huán)形樁1的厚度a即樁體11的直徑d1：

d1＝a，a＝l1/8；

六、確定封底樁的直徑d2：

d2＝2r+2t2；

七、高壓噴射注漿形成工作井，滿足設計要求。

高壓噴射注漿形成工作井的過程為：

1、在需要地基加固的建筑物的附近地面，采用高壓噴射注漿法，在土層中把水泥漿液與原狀土體就地攪拌形成長度l的第一個樁體11，樁體11直徑為d1，長度為l，再施工第二個樁體11，第一個樁體11與第二個樁體11之間搭接長度t1，以此類推按照環(huán)形施工其他樁體11，直至環(huán)繞形成環(huán)形樁1；

2、采用高壓噴射注漿法，在環(huán)形樁1中間通孔的底部把水泥漿液與原狀土體就地攪拌形成封底樁2，封底樁2的底面和環(huán)形樁1的底面平行，封底樁2的直徑為d2，長度為l2，封底樁2與環(huán)形樁1各個樁體11的搭接長度為t2，密封環(huán)形樁1中間通孔的底部，環(huán)形樁1的中間通孔和封底樁2形成近似圓柱的工作井空間4。

3、此時工作井空間4充滿土體，在工作井空間4頂部，向下開挖建筑物基礎埋深d，作為基礎工作平面；再向下方開挖深度c+s，形成第一工作平面，在第一工作平面上方s處，采用特種設備將第一道加筋管3從工作井空間4處橫向穿過需要設置加筋管3的樁體11，然后達到環(huán)形樁1外圍的地基土；加筋管3兼做灌漿管用，在加筋管3內灌漿從而實現(xiàn)加固加筋管3周圍距離c的地基土(同一平面的加筋管3呈扇形分布，加筋管3都能穿過建筑物的地基土)。

4、繼續(xù)在工作井空間4處向下開挖，每2c的深度依次形成第二至第n工作平面(最后一個工作平面即為封底樁2頂部平面)，在各個工作平面的上方s處，采用特種設備將相應道數(shù)的加筋管3從工作井空間4處橫向穿過需要設置加筋管3的樁體11，然后達到環(huán)形樁1外圍的地基土；加筋管3兼做灌漿管用，在加筋管3內灌漿從而實現(xiàn)加固加筋管3周圍距離c的地基土(第二至第n道加筋管3所在的樁體1與第一道加筋管3所在的樁體1相同)。

5、完成第n道加筋管3的施工后，橫向加筋灌漿托換工作井制作完成。

高壓噴射注漿法噴射的漿液可采用水泥漿，水泥砂漿以及其他任何種類可固化的漿液。

具體實例1：

一棟建筑物，設計要求為：基礎埋深d＝1.0m，需要的地基土加固厚度h＝3.0m，基礎下加筋管漿液擴散半徑為c＝1.5m，使用本發(fā)明制作工作井：

預設相鄰兩個樁體11之間搭接長度t1＝0.2m，封底樁2和環(huán)形樁1的搭接長度t2＝0.2m，工作井空間4的半徑r＝0.8m，施工距離s＝0.5m。

一、根據地基土加固厚度h，確定加筋管3設置道數(shù)n：

n＝h/(2c)＝3/(2×1.5)＝1；

二、確定工作井空間4高度l1：

l1＝d+h1+s＝1.0+1.5+0.5＝3.0m；

三、確定封底樁2的高度l2：

一道加筋管3：l2＝1.0+(n-1)×0.5＝1.0m；

四、確定環(huán)形樁1總長l：

l＝l1+l2＝3.0+1.0＝4.0m；

五、確定環(huán)形樁1的厚度a：

a＝l1/8＝3.0/8＝0.38m；

為方便施工取a＝0.4m；

d1＝a＝0.4m；

六、確定封底樁3的直徑d2：

d2＝2r+2t2＝1.6+0.4＝2m；

七、高壓噴射注漿形成工作井，滿足設計要求。

具體實例2：

一棟建筑物，設計要求為：基礎埋深d＝1.0m，需要的地基土加固厚度h＝6.0m，基礎下加筋管漿液擴散半徑為c＝1.5m，使用本發(fā)明制作工作井：

預設相鄰兩個樁體11之間搭接長度t1＝0.2m，封底樁2和環(huán)形樁1的搭接長度t2＝0.2m，工作井空間4的半徑r＝0.8m，施工距離s＝0.5m。

一、根據地基土加固厚度h，確定加筋管3設置道數(shù)n：

n＝h/(2c)＝6/(2×1.5)＝2；

二、確定工作井空間4高度l1：

l1＝d+h1+h2+s＝1.0+1.5+3.0+0.5＝6.0m；

三、確定封底樁2的高度l2：

兩道加筋管3：l2＝1.0+(n-1)×0.5＝1.0+(2-1)×0.5＝1.5m；

四、確定環(huán)形樁1總長l：

l＝l1+l2＝6.0+1.5＝7.5m；

五、確定環(huán)形樁1的厚度a和樁體11直徑d1：

a＝l1/8＝6.0/8＝0.75m；

取a＝0.75m；

d1＝a＝0.75m；

六、確定封底樁(3)的直徑d2：

d2＝2r+2t2＝1.6+0.4＝2m；

七、高壓噴射注漿形成工作井，滿足設計要求。

具體實例3：

一棟建筑物，設計要求為：基礎埋深d＝1.0m，需要的地基土加固厚度h＝9.0m，基礎下加筋管漿液擴散半徑為c＝1.5m，使用本發(fā)明制作工作井。

預設相鄰兩個樁體11之間搭接長度t1＝0.2m，封底樁2和環(huán)形樁1的搭接長度t2＝0.2m，工作井空間4的半徑r＝0.8m，施工距離s＝0.5m。

一、根據地基土加固厚度h，確定加筋管3設置道數(shù)n：

n＝h/(2c)＝9/(2×1.5)＝3；

二、確定工作井空間4高度l1：

l1＝d+h1+h2+h3+s＝1.0+1.5+3.0+3.0+0.5＝9.0m；

三、確定封底樁2的高度l2：

三道加筋管3：l2＝1.0+(n-1)×0.5＝1.0+(3-1)×0.5＝2.0m；

四、確定環(huán)形樁1總長l：

l＝l1+l2＝9.0+2.0＝11.0m；

五、確定環(huán)形樁1的厚度a和樁體11直徑d1：

a＝l1/8＝9.0/8＝1.13m；

為方便施工取a＝1.2m；

d1＝a＝1.2m；

六、確定封底樁(3)的直徑d2：

d2＝2r+2t2＝1.6+0.4＝2m；

七、高壓噴射注漿形成工作井，滿足設計要求。

具體實例4：

一棟建筑物，設計要求為：需要二道加筋管3，基礎埋深d＝0.5m，基礎下加筋管漿液擴散半徑為c＝1.0m，樁體1的直徑d1＝0.5m，相鄰兩個樁體11之間搭接長度t1＝0.2m，封底樁2和環(huán)形樁1的搭接長度t2＝0.2m，工作井空間4的半徑r＝0.6m，封底樁2的直徑d2＝1.4m，施工距離s＝0.5m，使用本發(fā)明制作工作井：

一、確定工作井開挖深度l1：

l1＝d+h1+h2+s＝0.5+1.0+2.0+0.5＝4.0m；

二、確定封底樁2的高度l2：

l2＝1.0+(n-1)×0.5＝1.0+(2-1)×0.5＝1.5m；

三、確定樁體11長度l：

l＝l1+l2＝4.0+1.5＝5.5m；

四、高壓噴射注漿形成工作井，滿足設計要求。

最后應說明的是：以上各實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照簽署各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前處各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離發(fā)明各實施例方案的范圍。比如，工作井的形狀不限于圓環(huán)形，長方形、正方形和橢圓型等均屬保護范圍。