水利工程地基处理--高压喷射注浆.ppt

合肥工业大学 土木与水利工程学院 赵 静,地基处理 Ground Treatment,第六章 高压喷射注浆法 High Pressure Jet Grouting,一、概述 （一）概念 高压喷射注浆法20世纪70年代初创始于日本，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。 （二）分类 形成的固结体形状与喷射流移动方向有关，分为：旋喷（旋喷桩）、定喷和摆喷注浆三种类型。,第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （二）分类,第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （三）不同形式的主要作用 旋喷：加固地基、提高抗剪强度、防渗帷幕、改善土性 定喷和摆喷：基坑防渗、改善地基土的水流性质、稳定边坡,第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （四）旋喷法的施工工艺 单管法、二重管法、三重管法、多重管法 1、单管法：浆流20MPa(注浆管) 2、二重管法：浆流20MPa(内喷嘴)，气流0.7MPa (外喷嘴),第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （四）高喷注浆法的施工工艺 3、三重管法：浆流0.53MPa(填充)，气流0.50.7MPa，水流2030MPa 4、多重管法：浆流、砂浆、砾石填充，水流40MPa,第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （五）高喷注浆法的特征 适用范围较广 施工简便 可控制固结体形状 可垂直、倾斜和水平喷射 耐久性较好 料源广阔 设备简单,第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （六）高喷注浆法的适用范围 1、土质条件： 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。,第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （六）高喷注浆法的适用范围 2、工程适用范围 可用于既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程的图层加固或防水。 （1）增加地基强度：提高承载力；减少沉降；形成反力后座基础； （2）挡土围堰及地下工程建设：保护邻近构筑物；保护地下工程建设；防止基坑底部隆起。 （3）增大土的摩擦力和黏聚力：防止小型塌方滑坡；锚固基础。,第六章 高压喷射注浆法,一、概述 （六）高喷注浆法的适用范围 2、工程适用范围 可用于既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程的图层加固或防水。 （4）减少振动、防止液化：减少设备基础振动；防止砂土地基液化。 （5）降低土的含水量：整治路基翻浆冒泥；防止地基冻胀。 （6）防渗帷幕：河堤水池的防漏及坝基防渗；帷幕井筒；防止盾构和地下管道漏水漏气；地下连续墙补缺；防止涌砂冒水。,第六章 高压喷射注浆法,二、加固机理 （一）高压水喷射流性质 高压、高速、高能量水流 （二）高压喷射流的种类和构造 1、分为四种： （1）单管喷射流：为单一的高压水泥浆喷射流； （2）二重管喷射流：为高压浆液喷射流与外部环绕的压缩空气喷射流，组成的复合式喷射流； （3）三重管喷射流：为高压水喷射流与外部环绕的压缩空气喷射流，组成的复合式喷射流； （4）多重管喷射流：为高压水喷射流。 2、构造2类： 单液高压喷射流和水（浆）、气同轴喷射流。,第六章 高压喷射注浆法,二、加固机理 （三）加固地基的机理 1、高压喷射流对土体的破坏作用 喷射动能P： P=Qvm 一般高压脉冲泵的工作压力20MPa以上 对周围土体有压密作用 2、水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用 空气流使得水或浆破坏的土体迅速吹散，减小高压喷射的阻力。,第六章 高压喷射注浆法,二、加固机理 （三）加固地基的机理 2、水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用 固结体形状如下：,第六章 高压喷射注浆法,二、加固机理 （三）加固地基的机理 2、水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用 大砾石层中高喷原理类似渗透灌浆机理。 对于腐殖土，加固机理类似粘性土。 3、水泥与土的固结机理 水化、水解、胶凝等,第六章 高压喷射注浆法,二、加固机理 （四）加固土的基本形状 1、直径或长度 单管旋喷直径0.30.8m，三重管旋喷直径0.71.8m，二重管位于二者之间，多重管24m。 表6-1 2、固结体形状 3、重量 因有气泡，粘性土要轻10%，砂土可能重10% 4、渗透性 有硬壳，可防渗,第六章 高压喷射注浆法,二、加固机理 （四）加固土的基本形状 5、强度 中心低、外侧高；粘性土510MPa，砂土820MPa 6、耐久性 化学稳定性较好 7、单桩承载力 较大,第六章 高压喷射注浆法,三、设计计算 （一）室内配方和现场喷射试验 优选最合理配方，查明固结体的直径和强度 （二）固结体尺寸设计 影响因素 小型根据表6-1初选 大型现场试验确定 （三）固结体强度 影响因素 固结体强度规定按28d强度计算 初选按照经验值 大型现场试验确定,第六章 高压喷射注浆法,三、设计计算 （四）旋喷桩承载力计算 类似CFG桩 （五）旋喷桩地基变形计算 类似水泥搅拌桩 （六）防渗堵水设计 （七）浆量计算 （八）浆材与配方 四、施工方法 五、质量检验 六、工程实例,第六章 高压喷射注浆法,/geotech/blog/item/009e69312392af18eac4af42.html,http:/zy.zhulo