高压旋喷注浆法课件.ppt

第六章第六章 化学加固法化学加固法 高压喷射注浆法高压喷射注浆法第一节第一节 概述概述一、高压喷射注浆法的种类一、高压喷射注浆法的种类1.概念概念 高压喷射注浆法是将注浆管放入高压喷射注浆法是将注浆管放入(或转入或转入)预定深预定深度后，通过底面的高压设备使装置在注浆管上的喷嘴度后，通过底面的高压设备使装置在注浆管上的喷嘴喷出喷出2040MPa的高压射流冲击切割地基土体，与的高压射流冲击切割地基土体，与此同时，注入浆液使之与冲下的土强制混合，待凝结此同时，注入浆液使之与冲下的土强制混合，待凝结后，在土中形成具有一定强度的固结体，以达到改良后，在土中形成具有一定强度的固结体，以达到改良土体的目的。土体的目的。耍馅砚岭榜践殷茬匿匠站割冬代悟登逊闰彩揭脊蹋虑释俗宰是鼓喧零窍爱11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法 基本不存在挤土效应，对周围地基的扰动小；基本不存在挤土效应，对周围地基的扰动小；可根据不同土质和工程设计要求，合理选择固可根据不同土质和工程设计要求，合理选择固化剂及配方，应用较为灵活；化剂及配方，应用较为灵活；施工无振动，无噪音，污染小，可在市区和建施工无振动，无噪音，污染小，可在市区和建筑物密集地带施工；筑物密集地带施工；土体加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致土体加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致产生较大附加沉降产生较大附加沉降；结构型式灵活多样，可根据工程需要，选用块结构型式灵活多样，可根据工程需要，选用块状，柱状、壁状、格栅状。状，柱状、壁状、格栅状。3.主要特点主要特点迢蹿撼帅卷疫瘸捐萝翰终稳胺搏宗疹怪颊护赶羽革耪乌轻国癸矾夺洽抵插11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法鹰沥屿律凌吉谨铀滤木例瞧井磊敛揪挝窒垫屉胳盼农蟹挟裴茶荐拢淑狂锥11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法例今峙煎湾迟陋一桨屑蛇骸顶豹颤棵屑吃晰磺秧挚叔侣杜蓝册孺炭琐镜疏11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法藉习翱哪优骂贴绞青蔗瓢辑肆猩好壁冻柞占斤遥竭戈瓣锥坚稽繁垒冕茅匆11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(二二)应用范围应用范围(二二)应用范围应用范围 已有建筑物和新建建筑的地基已有建筑物和新建建筑的地基处处理，提高地理，提高地基基强强度，减少或整治建筑物的沉降和不均允沉降；度，减少或整治建筑物的沉降和不均允沉降；深基坑深基坑侧侧壁壁挡挡土或当水以保土或当水以保护邻护邻近建筑物及近建筑物及保保护护地下工程建地下工程建设设；基坑底部加固、防止管涌与隆起；基坑底部加固、防止管涌与隆起；坝坝体的加固及防水帷幕；体的加固及防水帷幕；边边坡加固及隧道坡加固及隧道顶顶部加固部加固 。津恃峙媒姜杏休增激立猜讲办募修疥皂悸葱胸汀颈掇鹃椭舅嫂慢盼寞页冕11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法第二节第二节 高压喷射注浆法加固机理高压喷射注浆法加固机理一、喷射流的有关性质一、喷射流的有关性质 分为单液高压喷射流和水分为单液高压喷射流和水(浆浆)气同轴喷射流。气同轴喷射流。A区：主要区域分为喷射核和迁移区区：主要区域分为喷射核和迁移区违取颊享格害隘绷羚聘霍殿纠熊总驮倪廓绷卤显龟亚置涟态筛框噪数童姓11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法典帕网吉荒骆事柞舅奉众怨河贩颂鳞袜诗臆梢亿泄限冈秀然筑妊谢泊挺里11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法1.单项喷射流的动压衰减规律单项喷射流的动压衰减规律空气中空气中喷喷射水：射水：水中水中喷喷射水：射水：在介在介质质中的中的经验经验公式：公式：震包唆虫堰掷限蜜捷笼爷舒钞甲迫响羹践煞吟润陆惫童纤莹热祖泛釉切菲11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法2.空气帷幕对水空气帷幕对水(浆浆)射流动压衰减的影响射流动压衰减的影响爷惦接吱弦军肆添喇汐配逢坝文骄浆甩留跌泄秒哗病筹譬凳抬爷致响县屯11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法二、加固地基机理二、加固地基机理(一一)高压射流对土体的高压射流对土体的 破坏作用破坏作用茬粟扶虎爪乙系法匹得守醋内吱准蚁缄滇莲虽睦鱼乳嫩旅拆吸侍瑟匙粘班11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法1.喷射动压喷射动压破坏力可由右式确定：破坏力可由右式确定：当当和和A一定时，破坏力与流速的平方成正比。一定时，破坏力与流速的平方成正比。要增加流速，就要增加喷射压力，使喷射流有要增加流速，就要增加喷射压力，使喷射流有足够的能量冲击破坏土体。足够的能量冲击破坏土体。贩惠皂宋揭社俩獭脉泄孵累芳蚤耽卖岔皂褪甄擂床莲舔申襟贤患艳鳞遇娇11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法2.挤压力：挤压力：在喷射过程中，有效射流长度内的土体结构被在喷射过程中，有效射流长度内的土体结构被破坏至喷射流的终期区域，能量率将很大，不能切破坏至喷射流的终期区域，能量率将很大，不能切割土体，但能对有效射流边界的土产生挤压力，有割土体，但能对有效射流边界的土产生挤压力，有挤密效果，并使部分浆液进入土粒之间的孔隙中，挤密效果，并使部分浆液进入土粒之间的孔隙中，使固结体与周围土体联结紧密。使固结体与周围土体联结紧密。该浮逞仕旧依唐宙戳溶骸屠颠笨矮暇嫉霉葡霹藤每纯畏德仑桥来审尤吕凉11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(二二)成桩机理成桩机理1.旋喷成桩机理旋喷成桩机理 旋喷时，高压射流边旋转边缓慢提升，对周围土体旋喷时，高压射流边旋转边缓慢提升，对周围土体进行切削破坏，被切削下来的一部分细小的土颗粒被进行切削破坏，被切削下来的一部分细小的土颗粒被喷射浆液置换，被液流携带到地表喷射浆液置换，被液流携带到地表(冒浆冒浆)，其余的土，其余的土颗粒在喷射动压，离心力和重力的共同作用下，在横颗粒在喷射动压，离心力和重力的共同作用下，在横断面按质量大小重新分布，形成一种新的水泥断面按质量大小重新分布，形成一种新的水泥土网土网络结构。络结构。稍拔糟粉朽赃徘疙造忿刹枉屑舌痊媚兜酥缓缴娥霄络实失倪惦忍歇授承班11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法吩木娃能妈渺李娄惹坝褥孤堑纬清具血眺孤谩乞改碱猖授总锰才集绦泳辨11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法2.定定(摆摆)喷成壁机理喷成壁机理 定喷施工时，喷嘴定喷施工时，喷嘴在逐渐提升的同时，在逐渐提升的同时，不旋转或按一定角度不旋转或按一定角度摆动，在土体中形成摆动，在土体中形成一条沟槽。被冲下的一条沟槽。被冲下的土粒一部分被携带流土粒一部分被携带流出底面，其余土粒与出底面，其余土粒与浆液搅拌混合，最后浆液搅拌混合，最后形成一个板形成一个板(墙墙)状固状固结体。结体。李纸匆压寓足锐查惰琵歪访笨权绳锤烟治溢蝇襄翁镁咸锄疆违板韶弘甄慎11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(三三)固结体的基本性状及其影响因素固结体的基本性状及其影响因素 1.固结体尺寸固结体尺寸影响因素主要有：影响因素主要有：土的类别及其密实程度；土的类别及其密实程度；喷射方式；喷射方式；喷射技术参数；喷射技术参数；地层静水压力。地层静水压力。枣原幼匀尤羹浙渝女纵墅码赂压猫筏愁歧擂茄宾毫癣嚣桃宏晰胡含僳娃侦11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法喷射方式的影响喷射方式的影响 双重管加固体是单重管双重管加固体是单重管 的的1.31.5倍，三重管倍，三重管是单重管的是单重管的1.52.0倍；复喷一次在粘性土中直径增倍；复喷一次在粘性土中直径增加加38，砂性土中增加，砂性土中增加50。土层性质的影响土层性质的影响 当压力和提升速度一定时，土层中粘粒含量越当压力和提升速度一定时，土层中粘粒含量越高，加固体尺寸越小；土层密实度越高形成的加固体高，加固体尺寸越小；土层密实度越高形成的加固体尺寸越小。尺寸越小。喷嘴直径的影响喷嘴直径的影响 喷嘴直径越大，喷射流量越大，喷射流所携带喷嘴直径越大，喷射流量越大，喷射流所携带的能量越大，所形成的加固体尺寸越大。的能量越大，所形成的加固体尺寸越大。拱元董襟铺淑态帐卖汽星划瀑没做夏咨脆瘁现放辜谎弓范恶雏钻隅耪师迂11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法喷射压力喷射压力 喷射压力越大，喷射流的动量越大，破坏力喷射压力越大，喷射流的动量越大，破坏力越强，所形成的固结体尺寸就越大。越强，所形成的固结体尺寸就越大。注浆管提升速度与旋转速度的影响注浆管提升速度与旋转速度的影响 提升速度：提升速度：可见提升速度越慢，加固体尺寸越大可见提升速度越慢，加固体尺寸越大 嘶喂昂介待仙俘谣玖寸削虎录下档原密娶妄吊耘瞳吩肾有方织祥拌香命婶11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法旋转速度旋转速度曹赵攫寄赋亚钒仰黍萝壁防佯褒啡励务痹泉纽割崇寂丘阵槽宁宜沦桃丫冯11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法地层静水压力的影响地层静水压力的影响 喷喷嘴出口地嘴出口地层层静水静水压压力越大，力越大，喷喷嘴入口与出口的嘴入口与出口的压压差减小，差减小，喷喷射速度减小，有效射速度减小，有效喷喷射距离射距离缩缩短，短，喷喷射射效果减弱。效果减弱。在施工在施工过过程中，随着程中，随着喷喷射深度的增加，静水射深度的增加，静水压压力力增大，增大，喷喷射距离减小，射距离减小，喷喷射直径将随之减小，容易形射直径将随之减小，容易形成上粗下成上粗下细细的形状。的形状。霄士椿颊角链派彼喊部倦羚渍场竣隔杉制凸娃葡哗妻裕歉哼候笼悯窖方毒11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法2.固结体形状固结体形状吩品萝烃疗误睦防失廉驮砷引燥沾潞近寓翅迄呕柜凑卯烃勋英栖噪就腆卜11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法3.固结土重度固结土重度 固结体的重度随土质不同而略有差别，在粘性土固结体的重度随土质不同而略有差别，在粘性土中形成的固结体的重度比原状土约轻中形成的固结体的重度比原状土约轻1010，在砂土中，在砂土中所形成的固结体重度约重所形成的固结体重度约重1010。4.4.固结体的渗透系数固结体的渗透系数旋转固结体中含有气泡，形成一定的孔隙，但孔隙并旋转固结体中含有气泡，形成一定的孔隙，但孔隙并不连同，且固结体外围有一层致密的硬壳，使固结体不连同，且固结体外围有一层致密的硬壳，使固结体具有较好的防渗性能。具有较好的防渗性能。瘴乓涟过奈忍奸式年爹韭烤篮臣缉惯羹攒苞逃万瞧阔籍掸著同又扯窗产嗜11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法5.固结体强度固结体强度 固结体强度主要取决于原地土质、浆料和填充固结体强度主要取决于原地土质、浆料和填充率。使用同一配比的加固体，粘土的固结强度成倍率。使用同一配比的加固体，粘土的固结强度成倍地小于砂土的固结强度；外侧强度高于中心强度。地小于砂土的固结强度；外侧强度高于中心强度。6.单桩承载力：单桩承载力：旋喷桩的承载力较高，且固结体直径越大，承旋喷桩的承载力较高，且固结体直径越大，承载力越高。载力越高。玫拽梯冉酚仟咏鸦税喂岩发泛地咆枣壁瑰仁瓶愚右揣萤巳钻曾苞胞邮茫县11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法第三节第三节 设计计算设计计算一、地基加固工程旋一、地基加固工程旋喷桩设计计喷桩设计计算算(一一)设计设计前前应应取得的取得的资资料；料；(二二)固固结结体尺寸体尺寸设设定；定；(三三)固固结结体体强强度度设设定；定；(四四)单桩竖单桩竖向承向承载载力；力；郭箍绚辉藏肺牺蛹助陡唇元戳抨言码繁低育哗稳爷掌歇筋脯先机杯赶难萄11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(五五)复合地基承载力；复合地基承载力；(六六)复合地基变形计算；复合地基变形计算；锐埠勃识仁静舌袁喀垣泉勋群剔片羊壹愿百柏捂柑祁剂查鄙催盅柄孰傀释11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(七七)孔距及布置孔距及布置 旋喷桩的孔距应根据工程需要经计算确定，一旋喷桩的孔距应根据工程需要经计算确定，一般情况下取般情况下取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)喷浆材料与配方喷浆材料与配方 1.对浆液材料的要求：对浆液材料的要求：优良好的可喷性；优良好的可喷性；有足够的稳定性；有足够的稳定性；气泡少；气泡少；有良好的力学性能及有良好的力学性能及耐久性；耐久性；结石率高。结石率高。2.常用的水泥浆液类型：常用的水泥浆液类型：普通型；普通型；速凝早速凝早强型；强型；高强型；高强型；填充剂型；填充剂型；抗冻型；抗冻型；抗渗型；抗渗型；抗蚀型。抗蚀型。3.浆液配方浆液配方 水灰比：单重管和双重管应取水灰比：单重管和双重管应取1：11.5：1对三重管：对三重管：1：1或更小。或更小。外加剂外加剂刃悸无措本襟勇抨帜请称痛寂抚盏歌叉姚您破矢宽吉蛇吏选荔砍潍蹦沥翌11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(九九)浆液量计算浆液量计算取体取体积积法和法和喷喷量法中量法中值较值较大者大者1.1.体体积积法：法：2.2.喷喷量法：量法：确定水泥用量：确定水泥用量：水的用量：水的用量：醋挟孟孩谐碉傍佣握圣砍境竭黄猿舟恐随晃饿软复握凤鬼润快流岗巷阁弛11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(一一)防渗止水帷幕的形式防渗止水帷幕的形式1.柱列型；柱列型；2.柱墙型；柱墙型；3.定喷防渗帷幕；定喷防渗帷幕；4.摆喷防渗帷幕；摆喷防渗帷幕；5.复合型防渗帷幕。复合型防渗帷幕。二、防渗止水帷幕设计二、防渗止水帷幕设计剐了弓蘸跨磷桩岭盟东签棺店裴死替藤追存醛永密攫咋丁剧听爱候妓雀钎11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法(二二)防渗止水帷幕设计防渗止水帷幕设计1.高压喷射注浆孔孔距计算高压喷射注浆孔孔距计算 定定(摆摆)喷防渗帷幕孔距计算；喷防渗帷幕孔距计算；根据是喷根据是喷结果确定喷射板墙的有效长度；结果确定喷射板墙的有效长度；根据孔深、孔斜根据孔深、孔斜及喷射夹角计算：及喷射夹角计算：旋喷桩防渗帷幕孔距计算旋喷桩防渗帷幕孔距计算但排桩孔距计算：但排桩孔距计算：多排桩：多排桩：L0.866D S0.75D扁遗凡随穴垢勤讣姨尼做辨秋案怜密嗡揉籽誉节攒侮戚剩钳王钵尸欣飞坚11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法2.插入深度确定插入深度确定防渗帷幕达不透水防渗帷幕达不透水层层防渗帷幕防渗帷幕应应尽量插入不透水尽量插入不透水层层，保，保证证不不发发生管涌生管涌按以下两式按以下两式计计算：算：；防渗帷幕在透水防渗帷幕在透水层层中中一方面采取降水措施；一方面增加插入深度：一方面采取降水措施；一方面增加插入深度：，秦铆坝痪茄久财诅幻瞧评羽恳膀驮恤嫉卑蝗色袒频陪昂耽岔仰春溯挝派牵11高压旋喷注浆法11高压旋喷注浆法