11高噴注漿法

1、第六章第六章 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、高壓噴射注漿法的種類一、高壓噴射注漿法的種類1.概念概念 高壓噴射注漿法是將注漿管放入高壓噴射注漿法是將注漿管放入(或轉(zhuǎn)入或轉(zhuǎn)入)預(yù)定深預(yù)定深度后，通過底面的高壓設(shè)備使裝置在注漿管上的噴度后，通過底面的高壓設(shè)備使裝置在注漿管上的噴嘴噴出嘴噴出2040mpa的高壓射流沖擊切割地基土體，的高壓射流沖擊切割地基土體，與此同時，注入漿液使之與沖下的土強(qiáng)制混合，待與此同時，注入漿液使之與沖下的土強(qiáng)制混合，待凝結(jié)后，在土中形成具有一定強(qiáng)度的固結(jié)體，以達(dá)凝結(jié)后，在土中形成具有一定強(qiáng)度的固結(jié)體，以達(dá)到改良土體的目的。到改

2、良土體的目的。 基本不存在擠土效應(yīng)，對周圍地基的擾動??；基本不存在擠土效應(yīng)，對周圍地基的擾動小； 可根據(jù)不同土質(zhì)和工程設(shè)計(jì)要求，合理選擇固可根據(jù)不同土質(zhì)和工程設(shè)計(jì)要求，合理選擇固化劑及配方，應(yīng)用較為靈活；化劑及配方，應(yīng)用較為靈活； 施工無振動，無噪音，污染小，可在市區(qū)和建施工無振動，無噪音，污染小，可在市區(qū)和建筑物密集地帶施工；筑物密集地帶施工； 土體加固后，重度基本不變，軟弱下臥層不致土體加固后，重度基本不變，軟弱下臥層不致產(chǎn)生較大附加沉降產(chǎn)生較大附加沉降 ； 結(jié)構(gòu)型式靈活多樣，可根據(jù)工程需要，選用塊結(jié)構(gòu)型式靈活多樣，可根據(jù)工程需要，選用塊狀，柱狀、壁狀、格柵狀。狀，柱狀、壁狀、格柵狀。3.

3、主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)(二二)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 已有建筑物和新建建筑的地基處理，提高地已有建筑物和新建建筑的地基處理，提高地基強(qiáng)度，減少或整治建筑物的沉降和不均允沉降；基強(qiáng)度，減少或整治建筑物的沉降和不均允沉降； 深基坑側(cè)壁擋土或當(dāng)水以保護(hù)鄰近建筑物及深基坑側(cè)壁擋土或當(dāng)水以保護(hù)鄰近建筑物及保護(hù)地下工程建設(shè)；保護(hù)地下工程建設(shè)； 基坑底部加固、防止管涌與隆起；基坑底部加固、防止管涌與隆起； 壩體的加固及防水帷幕；壩體的加固及防水帷幕； 邊坡加固及隧道頂部加固邊坡加固及隧道頂部加固 。第二節(jié)第二節(jié) 高壓噴射注漿法加固機(jī)理高壓噴射注漿法加固機(jī)理一、噴射流的有關(guān)性質(zhì)一、噴射流的有關(guān)性質(zhì) 分為單液高壓噴射流和水

4、分為單液高壓噴射流和水(漿漿)氣同軸噴射流。氣同軸噴射流。 a區(qū)：主要區(qū)域分為噴射核和遷移區(qū)區(qū)：主要區(qū)域分為噴射核和遷移區(qū)1.單項(xiàng)噴射流的動壓衰減規(guī)律單項(xiàng)噴射流的動壓衰減規(guī)律xxppcm020)(xxppcmnmxpdkp/01/20空氣中噴射水：空氣中噴射水：水中噴射水：水中噴射水：在介質(zhì)中的經(jīng)驗(yàn)公式：在介質(zhì)中的經(jīng)驗(yàn)公式：2.空氣帷幕對水空氣帷幕對水(漿漿)射流動壓衰減的影響射流動壓衰減的影響二、加固地基機(jī)理二、加固地基機(jī)理(一一)高壓射流對土體的高壓射流對土體的 破壞作用破壞作用1.噴射動壓噴射動壓破壞力可由右式確定：破壞力可由右式確定： 當(dāng)當(dāng)和和a一定時，破壞力與流速的平方成正比。一定時

5、，破壞力與流速的平方成正比。要增加流速，就要增加噴射壓力，使噴射流有要增加流速，就要增加噴射壓力，使噴射流有足夠的能量沖擊破壞土體。足夠的能量沖擊破壞土體。mvqfavqm2mvaf2.擠壓力：擠壓力： 在噴射過程中，有效射流長度內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)被在噴射過程中，有效射流長度內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)被破壞至噴射流的終期區(qū)域，能量率將很大，不能切破壞至噴射流的終期區(qū)域，能量率將很大，不能切割土體，但能對有效射流邊界的土產(chǎn)生擠壓力，有割土體，但能對有效射流邊界的土產(chǎn)生擠壓力，有擠密效果，并使部分漿液進(jìn)入土粒之間的孔隙中，擠密效果，并使部分漿液進(jìn)入土粒之間的孔隙中，使固結(jié)體與周圍土體聯(lián)結(jié)緊密。使固結(jié)體與周圍土體聯(lián)結(jié)緊

6、密。(二二)成樁機(jī)理成樁機(jī)理1.旋噴成樁機(jī)理旋噴成樁機(jī)理 旋噴時，高壓射流邊旋轉(zhuǎn)邊緩慢提升，對周圍土體旋噴時，高壓射流邊旋轉(zhuǎn)邊緩慢提升，對周圍土體進(jìn)行切削破壞，被切削下來的一部分細(xì)小的土顆粒被進(jìn)行切削破壞，被切削下來的一部分細(xì)小的土顆粒被噴射漿液置換，被液流攜帶到地表噴射漿液置換，被液流攜帶到地表(冒漿冒漿)，其余的土，其余的土顆粒在噴射動壓，離心力和重力的共同作用下，在橫顆粒在噴射動壓，離心力和重力的共同作用下，在橫斷面按質(zhì)量大小重新分布，形成一種新的水泥斷面按質(zhì)量大小重新分布，形成一種新的水泥土網(wǎng)土網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。絡(luò)結(jié)構(gòu)。2.定定(擺擺)噴成壁機(jī)理噴成壁機(jī)理 定噴施工時，噴嘴定噴施工時，噴嘴在逐

7、漸提升的同時，在逐漸提升的同時，不旋轉(zhuǎn)或按一定角度不旋轉(zhuǎn)或按一定角度擺動，在土體中形成擺動，在土體中形成一條溝槽。被沖下的一條溝槽。被沖下的土粒一部分被攜帶流土粒一部分被攜帶流出底面，其余土粒與出底面，其余土粒與漿液攪拌混合，最后漿液攪拌混合，最后形成一個板形成一個板(墻墻)狀固狀固結(jié)體。結(jié)體。(三三)固結(jié)體的基本性狀及其影響因素固結(jié)體的基本性狀及其影響因素 1.固結(jié)體尺寸固結(jié)體尺寸影響因素主要有：影響因素主要有：土的類別及其密實(shí)程度；土的類別及其密實(shí)程度；噴射方式；噴射方式；噴射技術(shù)參數(shù)；噴射技術(shù)參數(shù)；地層靜水壓力。地層靜水壓力。 噴射方式的影響噴射方式的影響 雙重管加固體是單重管雙重管加固

8、體是單重管 的的1.31.5倍，三重管倍，三重管是單重管的是單重管的1.52.0倍；復(fù)噴一次在粘性土中直徑增倍；復(fù)噴一次在粘性土中直徑增加加38，砂性土中增加，砂性土中增加50。 土層性質(zhì)的影響土層性質(zhì)的影響 當(dāng)壓力和提升速度一定時，土層中粘粒含量越當(dāng)壓力和提升速度一定時，土層中粘粒含量越高，加固體尺寸越??；土層密實(shí)度越高形成的加固體高，加固體尺寸越??；土層密實(shí)度越高形成的加固體尺寸越小。尺寸越小。 噴嘴直徑的影響噴嘴直徑的影響 噴嘴直徑越大，噴射流量越大，噴射流所攜帶噴嘴直徑越大，噴射流量越大，噴射流所攜帶的能量越大，所形成的加固體尺寸越大。的能量越大，所形成的加固體尺寸越大。噴射壓力噴射壓

9、力 噴射壓力越大，噴射流的動量越大，破壞力噴射壓力越大，噴射流的動量越大，破壞力越強(qiáng)，所形成的固結(jié)體尺寸就越大。越強(qiáng)，所形成的固結(jié)體尺寸就越大。 注漿管提升速度與旋轉(zhuǎn)速度的影響注漿管提升速度與旋轉(zhuǎn)速度的影響 提升速度：提升速度： 可見提升速度越慢，加固體尺寸越大可見提升速度越慢，加固體尺寸越大 vdqe5 . 2221dkv 旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)速度地層靜水壓力的影響地層靜水壓力的影響 噴嘴出口地層靜水壓力越大，噴嘴入口與出口的噴嘴出口地層靜水壓力越大，噴嘴入口與出口的壓差減小，噴射速度減小，有效噴射距離縮短，噴射壓差減小，噴射速度減小，有效噴射距離縮短，噴射效果減弱。效果減弱。 在施工過程中，隨著噴

10、射深度的增加，靜水壓力在施工過程中，隨著噴射深度的增加，靜水壓力增大，噴射距離減小，噴射直徑將隨之減小，容易形增大，噴射距離減小，噴射直徑將隨之減小，容易形成上粗下細(xì)的形狀。成上粗下細(xì)的形狀。2.固結(jié)體形狀固結(jié)體形狀3.固結(jié)土重度固結(jié)土重度 固結(jié)體的重度隨土質(zhì)不同而略有差別，在粘性土固結(jié)體的重度隨土質(zhì)不同而略有差別，在粘性土中形成的固結(jié)體的重度比原狀土約輕中形成的固結(jié)體的重度比原狀土約輕1010，在砂土中，在砂土中所形成的固結(jié)體重度約重所形成的固結(jié)體重度約重1010。 4.4.固結(jié)體的滲透系數(shù)固結(jié)體的滲透系數(shù)旋轉(zhuǎn)固結(jié)體中含有氣泡，形成一定的孔隙，但孔隙并旋轉(zhuǎn)固結(jié)體中含有氣泡，形成一定的孔隙，但

11、孔隙并不連同，且固結(jié)體外圍有一層致密的硬殼，使固結(jié)體不連同，且固結(jié)體外圍有一層致密的硬殼，使固結(jié)體具有較好的防滲性能。具有較好的防滲性能。 5.固結(jié)體強(qiáng)度固結(jié)體強(qiáng)度 固結(jié)體強(qiáng)度主要取決于原地土質(zhì)、漿料和填充固結(jié)體強(qiáng)度主要取決于原地土質(zhì)、漿料和填充率。使用同一配比的加固體，粘土的固結(jié)強(qiáng)度成倍率。使用同一配比的加固體，粘土的固結(jié)強(qiáng)度成倍地小于砂土的固結(jié)強(qiáng)度；外側(cè)強(qiáng)度高于中心強(qiáng)度。地小于砂土的固結(jié)強(qiáng)度；外側(cè)強(qiáng)度高于中心強(qiáng)度。 6.單樁承載力：單樁承載力： 旋噴樁的承載力較高，且固結(jié)體直徑越大，承旋噴樁的承載力較高，且固結(jié)體直徑越大，承載力越高。載力越高。第三節(jié)第三節(jié) 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算一、地基加固工程

12、旋噴樁設(shè)計(jì)計(jì)算一、地基加固工程旋噴樁設(shè)計(jì)計(jì)算( (一一) )設(shè)計(jì)前應(yīng)取得的資料；設(shè)計(jì)前應(yīng)取得的資料；( (二二) )固結(jié)體尺寸設(shè)定；固結(jié)體尺寸設(shè)定；( (三三) )固結(jié)體強(qiáng)度設(shè)定；固結(jié)體強(qiáng)度設(shè)定；( (四四) )單樁豎向承載力；單樁豎向承載力；(五五)復(fù)合地基承載力；復(fù)合地基承載力；(六六)復(fù)合地基變形計(jì)算；復(fù)合地基變形計(jì)算；(七七)孔距及布置孔距及布置 旋噴樁的孔距應(yīng)根據(jù)工程需要經(jīng)計(jì)算確定，一旋噴樁的孔距應(yīng)根據(jù)工程需要經(jīng)計(jì)算確定，一般情況下取般情況下取l(23)d；布孔方式可采用正方形、；布孔方式可采用正方形、矩形或三角形。矩形或三角形。(八八)噴漿材料與配方噴漿材料與配方 1.對漿液材料的

13、要求：對漿液材料的要求：優(yōu)良好的可噴性；優(yōu)良好的可噴性；有足夠的穩(wěn)定性；有足夠的穩(wěn)定性；氣泡少；氣泡少；有良好的力學(xué)性能及有良好的力學(xué)性能及耐久性；耐久性；結(jié)石率高。結(jié)石率高。 2.常用的水泥漿液類型：常用的水泥漿液類型：普通型；普通型；速凝早速凝早強(qiáng)型；強(qiáng)型；高強(qiáng)型；高強(qiáng)型；填充劑型；填充劑型；抗凍型；抗凍型；抗?jié)B型；抗?jié)B型；抗蝕型?？刮g型。 3.漿液配方漿液配方 水灰比：單重管和雙重管應(yīng)取水灰比：單重管和雙重管應(yīng)取1：11.5：1對三重管：對三重管：1：1或更小?；蚋?。 外加劑外加劑(九九)漿液量計(jì)算漿液量計(jì)算2201124)1 (4hdhkdq)1 ( qvhq1cwwccddqmcw

14、mm取體積法和噴量法中值較大者取體積法和噴量法中值較大者1.1.體積法：體積法：2.2.噴量法：噴量法：確定水泥用量：確定水泥用量：水的用量：水的用量：(一一)防滲止水帷幕的形式防滲止水帷幕的形式1.柱列型；柱列型；2.柱墻型；柱墻型；3.定噴防滲帷幕；定噴防滲帷幕；4.擺噴防滲帷幕；擺噴防滲帷幕；5.復(fù)合型防滲帷幕。復(fù)合型防滲帷幕。二、防滲止水帷幕設(shè)計(jì)二、防滲止水帷幕設(shè)計(jì)(二二)防滲止水帷幕設(shè)計(jì)防滲止水帷幕設(shè)計(jì)1.高壓噴射注漿孔孔距計(jì)算高壓噴射注漿孔孔距計(jì)算 定定(擺擺)噴防滲帷幕孔距計(jì)算；噴防滲帷幕孔距計(jì)算；根據(jù)是噴根據(jù)是噴結(jié)果確定噴射板墻的有效長度；結(jié)果確定噴射板墻的有效長度；根據(jù)孔深、孔斜根據(jù)孔深、孔斜及噴射夾角計(jì)算：及噴射夾角計(jì)算： 旋噴樁防滲帷幕孔距計(jì)算旋噴樁防滲帷幕孔距計(jì)算但排樁孔距計(jì)算：但排樁孔距計(jì)算： cos