高压旋喷注浆法ppt课件.ppt

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1、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度后，通过底面的高压设备使装置在注浆管上的喷嘴喷出嘴喷出2040MPa的高压射流冲击切割地基土体，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，待与此同时，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，以达凝结后，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。到改

2、良土体的目的。 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.

3、主要特点主要特点(二二)应用范围应用范围 已有建筑物和新建建筑的地基处理，提高地已有建筑物和新建建筑的地基处理，提高地基强度，减少或整治建筑物的沉降和不均允沉降；基强度，减少或整治建筑物的沉降和不均允沉降； 深基坑侧壁挡土或当水以保护邻近建筑物及深基坑侧壁挡土或当水以保护邻近建筑物及保护地下工程建设；保护地下工程建设； 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； 坝体的加固及防水帷幕；坝体的加固及防水帷幕； 边坡加固及隧道顶部加固边坡加固及隧道顶部加固 。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

4、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xxppcm020)(xxppcmnmxpdkp/01/20空气中喷射水：空气中喷射水：水中喷射水：水中喷射水：在介质中的经验公式：在介质中的经验公式：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

5、，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。mVQFAVQm2mVAF2.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

6、密。(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。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

7、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。(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。 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

8、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。喷射压力喷射压

9、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 vdQe5 . 2221dkv 旋转速度旋转速度地层静水压力的影响地层静水压力的影响 喷嘴出口地层静水压力越大，喷嘴入口与出口的喷嘴出口地层静水压力越大，喷嘴入口与出口的压差减小，喷射速度减小，有效喷射距离缩短，喷射压差减小，喷射速度减小，有效喷射距离缩短，喷射效果减弱。效果减弱。 在施工过程中，随着喷

10、射深度的增加，静水压力在施工过程中，随着喷射深度的增加，静水压力增大，喷射距离减小，喷射直径将随之减小，容易形增大，喷射距离减小，喷射直径将随之减小，容易形成上粗下细的形状。成上粗下细的形状。2.固结体形状固结体形状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

11、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。 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。第三节第三节 设计计算设计计算一、地基加固工程

12、旋喷桩设计计算一、地基加固工程旋喷桩设计计算( (一一) )设计前应取得的资料；设计前应取得的资料；( (二二) )固结体尺寸设定；固结体尺寸设定；( (三三) )固结体强度设定；固结体强度设定；( (四四) )单桩竖向承载力；单桩竖向承载力；(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；(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

13、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(九九)浆液量计算浆液量计算2201124)1 (4hdhkDQ)1 ( qvHQ1cwwccddQMcw

14、MM取体积法和喷量法中值较大者取体积法和喷量法中值较大者1.1.体积法：体积法：2.2.喷量法：喷量法：确定水泥用量：确定水泥用量：水的用量：水的用量：(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(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： cos )( 20maxHLL 2maxHDL22LDe多排桩：多排桩： L0.866D S0.75D2.插入深度确定插入深度确定)(BCwhhDcciiBhD2hDwhdeDs11防渗帷幕达不透水层防渗帷幕达不透水层防渗帷幕应尽量插入不透水层，保证不发生管涌防渗帷幕应尽量插入不透水层，保证不发生管涌按以下两式计算：按以下两式计算：；防渗帷幕在透水层中防渗帷幕在透水层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： ，