高压旋喷注浆原理及施工.
高压旋喷桩施工方案

高压旋喷桩施工方案高压旋喷桩是一种常用的地基处理技术,适用于各种地质条件下的地基加固、地基处理和建筑物基础施工。
本文将介绍高压旋喷桩施工方案,包括施工原理、施工步骤、施工设备和质量控制等内容。
一、施工原理高压旋喷桩施工原理是利用高压旋喷注浆机将水泥土浆或其他地基改良材料注入地下,在注浆过程中旋转钻杆,既形成了孔洞又填充了土壤空隙,从而形成一根坚固的旋喷桩。
二、施工步骤1. 前期准备:确定施工范围和桩径、选择合适的注浆材料、清理施工区域,并确保周围环境安全;2. 行根勘察:确定桩的布置位置和桩基坑的开挖范围,保证施工的准确性和安全性;3. 设备搭建:搭建旋喷注浆机、混凝土搅拌站等设备,并进行调试,确保施工设备运行正常;4. 开挖桩基坑:根据设计要求开挖桩基坑,注意保持基坑的垂直度和土质的稳定性;5. 桩施工:按照设计要求,逐根进行高压旋喷桩施工,包括钻洞、注浆和旋喷钻杆的拔出等步骤;6. 桩顶处理:在桩顶部分进行修整和封堵处理,以确保桩的稳固和密封性;7. 桩检验:进行桩的质量检验和监测,包括桩身的强度和垂直度等指标;8. 后期处理:清理施工现场,保持周围环境的整洁和安全。
三、施工设备高压旋喷桩的施工设备主要包括旋喷注浆机、钻机、混凝土搅拌站、输浆管道和钢管等。
其中旋喷注浆机是关键设备,可以通过调整注浆量和注浆压力来控制桩的质量。
四、质量控制高压旋喷桩的施工质量控制主要包括以下几个方面:1. 注浆量和注浆压力的控制:注浆量和注浆压力直接影响桩的质量,需要根据设计要求进行调整和控制;2. 钻孔的垂直度和直径控制:钻孔的垂直度和直径是保证桩质量的重要参数,需要通过测量和调整控制;3. 桩身的强度和密实性控制:桩身的强度和密实性是保证桩的稳定和承载能力的关键,需要进行质量检测和监测;4. 施工过程的监控和记录:对施工过程进行监控和记录,包括注浆量、注浆压力、孔深、孔径等参数,以便于施工质量的评估和整改。
高压旋喷桩施工方案(两重管)

WORD格式§5.5高压旋喷桩施工方案(两重管)5.5.1工艺原理高压喷射注浆法,就是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,以高压设备使浆成为25~30MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体。
钻杆一边以一定速度(15cm-20cm/min)渐渐向上提升,使浆液与土粒强制混合,待浆液凝固后,便在土中形成一个具有一定强度的固结体。
固结体的形状与喷射流移动方向有关,一般分为旋转喷射(旋喷)、定向喷射(定喷)和摆动喷射(摆喷)三种注浆方式,作为地基加固,本工程采用旋喷注浆的形式。
旋喷定喷摆喷施工方法喷嘴一面喷射一面喷嘴一面喷射一面喷嘴一面喷射一面旋转并提升,固结体提升,喷射的方向固提升,喷射的方向呈圆柱状。
定不变,固结体形如呈较小角度来回摆板状或壁状。
动,固结体形如较厚墙状作用主要用于加固地基,用于基坑防渗、改善用于基坑防渗、改善提高抗剪强度,也可地基土的水流性质地基土的水流性质组成闭合的帷幕。
和稳定边坡工程。
和稳定边坡工程。
本工程旋喷桩是使用高压喷射注浆装置(包括高压泵和注浆钻机),通过超高压水泥浆液切割周围土体,并使水泥浆与土体拌合成为水泥土桩体(即旋喷桩)。
其工艺主要是进行两次切削破坏土层,第一次是高压泵和压缩空气的复合喷射流体切削破坏土层,紧接着的第二次是高压浆液(基本是水泥系硬化剂)和压缩空气的复合喷射流切削土体;在第一次切削土层的基础上再次对土体进行切削,这样增加了切削深度,加大了固结直径。
5.5.2施工技术要求1、孔位偏差:实际桩位与设计孔位的偏差不大于50mm;2、钻孔垂直度偏差值:<1%;3、桩径容许偏差<50mm;4、水泥用量450kg/m3,水泥浆液的水灰比为1.0;5、压力控制:气压不小于0.7MPa,气体流量3.2M3/min,水泥浆浆压力25-30mpa, 旋喷喷提升速度15-20cm/min左右。
5.5.3施工工艺根据施工图纸及设计要求,现采用双重管法高压喷射注浆工艺,即为钻孔、贯入喷射注浆管至钻孔底设计标高后喷射注浆,当压力流量达到规定值后,随即旋转和提升,WORD格式进行自下而上喷射。
高压旋喷桩止水帷幕施工工艺

高压旋喷桩止水帷幕施工工艺一、引言高压旋喷桩止水帷幕施工工艺是一种常用于地下工程中的止水措施。
通过高压旋喷桩技术,可以形成一道坚固的桩体,有效地阻止地下水的渗透。
本文将对高压旋喷桩止水帷幕施工工艺进行详细介绍。
二、高压旋喷桩的原理高压旋喷桩是一种利用高压水射流和旋喷钻机同时作用的施工技术。
在施工现场,先使用旋喷钻机在地下进行钻孔,然后通过高压水射流的作用将钻孔内的土壤冲刷掉,形成一个孔洞。
接着,将混凝土通过旋喷钻机送入孔洞中,形成一个坚固的桩体。
高压旋喷桩的桩体之间可形成连续的止水帷幕,有效地阻止地下水的渗透。
三、高压旋喷桩止水帷幕施工步骤1. 前期准备:确定施工区域和深度,清理施工现场,确保施工安全。
2. 钻孔:使用旋喷钻机进行钻孔,钻孔直径和间距根据设计要求确定。
3. 冲洗孔洞:在钻孔过程中,利用高压水射流对孔洞内的土壤进行冲刷,确保孔洞内壁光滑,无杂质。
4. 注浆:在冲洗完毕后,使用旋喷钻机将混凝土注入孔洞中,形成一个坚固的桩体。
5. 连接桩体:将相邻的桩体通过连接材料进行连接,形成连续的止水帷幕。
6. 后期处理:在完成桩体连接后,对施工现场进行清理,确保施工质量和环境卫生。
四、高压旋喷桩止水帷幕施工技术特点1. 高效性:高压旋喷桩止水帷幕施工工艺具有施工速度快、效率高的特点,可以在较短的时间内完成大面积的止水工程。
2. 坚固性:高压旋喷桩形成的桩体具有较高的抗压和抗剪强度,能够抵御较大的地下水压力,保证止水效果。
3. 适应性:高压旋喷桩可以适应不同地质条件下的施工,包括软土、砂土、黏土等多种地质环境。
4. 环保性:高压旋喷桩施工过程中无需使用化学药剂,对环境无污染,符合绿色施工要求。
5. 经济性:高压旋喷桩施工工艺成本相对较低,是一种经济实用的止水措施。
五、高压旋喷桩止水帷幕施工应注意的问题1. 施工前需对地质情况进行详细调查,确保施工安全和效果。
2. 施工过程中需要严格控制注浆混凝土的配合比例和质量,确保桩体的均匀性和强度。
高压旋喷注浆原理及施工.总结

高压旋喷注浆原理及施工.总结课题名称:汇报人:小组成员:院系:班级:专业:指导老师:前言................. 错误!未定义书签。
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第一章高压喷射注浆法的定义与种类 (22)第一节高压喷射注浆法的定义 (22)第二节高压喷射注浆法的种类 (33)第二章高压喷射注浆法旳特点及适用条件 (55)第一节高压喷射注浆法的主要特点 (55)第二节高压喷射注浆法的适用条件 (55)第三章高压喷射注浆法加固机理 (77)第一节喷射流的相关性质 (77)第二节高压喷射流对土体的破坏作用 (99)第三节高压喷射流成桩(壁)机理 (1010)第四章高压喷射注浆机械 (1212)第一节施工机具 (1212)第五章施工工艺...................................................... (2020)第一节高压喷射注浆工艺流程见图 (2020)第二节施工要点 (2121)第三节常见施工问题及处理 ...................................... 2222展望2222前言1960年日本在中西涉博士发明了单管高压旋喷注浆法(CCP工法)以后,又相继开发了二重管高压旋喷注浆法(JGS工法)、三重管高压旋喷注浆法(GJG工法),他们在三重管高压旋喷注浆法的基础上,开发的555一MAN施工法(SuPer5011stabilizationManagement)和RJP(超高压旋喷注浆法,RodinJetPile)工法,旋喷直径最大可达4m,其研究的全方位高压旋喷注浆法(MJS工法),是一种全方位(水平和倾斜方向)大孔径旋摆喷技术,该技术包括喷头测试装置和排泥处理装置。
近年来,日本又把高压喷射注浆法与深层水泥浆液搅拌法结合起来,同时发挥机械搅拌和射流搅拌两者的优点,形成了深层喷射搅拌混合法。
高压喷射注浆技术的发明,完善了注浆技术体系,使施工注浆结构体成为现实。
高压旋喷注浆施工方案

高压旋喷注浆施工方案1. 引言高压旋喷注浆施工是一种常用于地基处理和地下工程施工中的一种方法。
本文将介绍高压旋喷注浆施工方案及其关键步骤,以及施工过程中需要注意的事项。
2. 施工准备在进行高压旋喷注浆施工之前,需要做好以下准备工作:•确定注浆施工的范围和目的•确定注浆材料的种类和用量•准备所需的注浆设备和工具•安排施工人员和监理人员3. 施工步骤3.1 现场布置在开始施工之前,需要对施工现场进行布置,包括设置工地标志和安全警示标志。
同时,要确保施工区域的周边环境清理干净,以确保施工的顺利进行。
3.2 准备注浆设备将注浆设备安装在合适的位置,并检查设备是否正常运转。
同时,将注浆材料储存于合适的容器中,并准备好所需的配管和接头。
3.3 注浆孔钻探根据注浆的需要,在施工现场钻探注浆孔。
孔的直径和深度应根据具体情况进行设计,以确保注浆效果。
3.4 清理注浆孔在钻探完注浆孔之后,需要清理孔内的泥土、砂石等杂质,以保持孔壁的干净。
3.5 注浆将准备好的注浆材料通过注浆设备注入到注浆孔中。
注浆时,需控制注浆的流量和压力,以确保注浆的均匀性和充满度。
3.6 注浆压力维持在注浆完成后,需要保持一定的注浆压力,以确保注浆材料充分固化。
3.7 注浆孔封堵待注浆材料固化后,对注浆孔进行封堵,以防止注浆材料的流失和污染。
4. 施工注意事项•在进行高压旋喷注浆施工之前,要确保施工现场的安全,避免施工人员和周围人员受到伤害。
•注浆材料的选择和用量应符合设计要求,并遵守相关的质量标准。
•施工过程中需严格控制注浆的流量和压力,以确保注浆的质量。
•注浆设备和工具的使用需要按照说明书进行操作,并定期进行维护和保养。
•施工人员应具备相关的技术知识和操作经验,严格按照施工方案进行施工。
5. 总结高压旋喷注浆施工是一种常用的地基处理和地下工程施工方法,本文介绍了其施工方案及关键步骤,并指出了施工过程中需要注意的事项。
通过合理的施工准备与安排,严格控制施工过程,可以确保高压旋喷注浆施工的质量和效果。
二重管高压旋喷桩施工方案

二重管高压旋喷桩施工方案1. 引言二重管高压旋喷桩是一种在地下工程中广泛使用的施工方法。
本文将介绍二重管高压旋喷桩的工作原理、施工准备工作、施工步骤以及施工注意事项。
2. 工作原理二重管高压旋喷桩是基于高压旋喷技术的一种桩基构筑方法。
其工作原理如下:1.挖掘基坑:首先需要根据设计要求,在地面上挖掘出桩基需要的基坑。
2.安装钢模:在基坑内安装钢模,形成二重管高压旋喷桩的模具。
3.注浆:使用泥浆泵将注浆材料输送到泥浆管中。
4.高压旋喷:通过旋喷装置,将注浆材料在二重管内进行高压旋喷,形成桩体。
5.提拔钢筋:在桩体形成后,通过提拔设备将钢筋置于桩体中。
6.浇筑混凝土:最后,在二重管中浇筑混凝土,形成二重管高压旋喷桩。
3. 施工准备工作在进行二重管高压旋喷桩施工之前,需要进行以下准备工作:•设计方案:根据工程要求制定详细的施工设计方案,包括桩基尺寸、桩的布置等。
•施工设备:准备好所需的施工设备,包括泥浆泵、旋喷装置、提拔设备等。
•施工材料:准备好所需的施工材料,包括注浆材料和混凝土等。
•人员培训:培训相关的施工人员,确保他们具备操作施工设备和材料的技能。
4. 施工步骤二重管高压旋喷桩的施工步骤如下:1.挖掘基坑:根据设计要求,在地面上挖掘出桩基需要的基坑,确保基坑的尺寸和形状符合设计要求。
2.安装钢模:在基坑内安装钢模,形成二重管高压旋喷桩的模具。
钢模应保持垂直和水平。
3.注浆:使用泥浆泵将注浆材料输送到泥浆管中。
注意控制注浆材料的流量和压力,确保注浆材料的均匀分布。
4.高压旋喷:通过旋喷装置,将注浆材料在二重管内进行高压旋喷,形成桩体。
旋喷速度和压力应根据设计要求进行调整。
5.提拔钢筋:在桩体形成后,通过提拔设备将钢筋置于桩体中。
注意提拔钢筋的位置和角度,确保其符合设计要求。
6.浇筑混凝土:最后,在二重管中浇筑混凝土,形成二重管高压旋喷桩。
混凝土的质量应满足相关标准和要求。
5. 施工注意事项在进行二重管高压旋喷桩施工时,需要注意以下事项:•施工人员应穿戴好安全装备,如安全帽、安全鞋等。
高压旋喷桩施工方案
高压旋喷桩施工方案一、工程概况本工程止水帷幕原采用三重管高压旋喷桩的止水方案。
三重管高压旋喷桩桩直径为800mm,为确保三重管高压旋喷桩施工时不破坏工程支护桩,必须待工程支护桩混凝土强度达到设计强度80%后再施工。
二、三重管高压旋喷桩施工工艺1.工艺原理1)、加固原理高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水、(空气)成为25~36MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩),以达到止水防渗的目的。
2)、成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用:(1)、高压喷射流切割破坏土体作用。
喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体,使土体出现空穴,土体裂隙扩张。
(2)、混合搅拌作用。
钻杆在旋转提升过程中,在射流后部形成空隙,在喷射压力下,迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向(即阻力小的方向)移动位置,与浆液搅拌混合形成新的结构。
(3)、充填、渗透固结作用。
高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙,析水固结,还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。
(4)、压密作用。
高压喷射流在切割破碎土层过程中,在破碎部位边缘还有剩余压力,并对土层可产生一定压密作用,使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。
2.工艺流程高喷灌浆工艺流程图如下:3.施工工艺1)、钻高喷灌浆孔(1)测量放样根据设计单位提供的施工图纸和技术要求及本项目部测放的施工控制网,采用经检验合格的全站仪、水准仪和钢卷尺,放出高喷轴线,定出具体施工的各个孔位,测出各孔位的孔口高程。
孔位用木桩和红油漆标出,同时在坝顶外边坡放出每个孔位的控制点。
并把高喷轴线、孔位、孔口高程的放样制成果图表报监理单位审批复核合格后,开始进行造孔施工。
(2)钻高喷灌浆孔造孔采用钻灌一体高喷机进行回转钻进下放高喷杆,采用P.O42.5的普通硅酸盐纯水泥浆进行护壁,同时开低压力水、气、浆进行回转钻进,钻孔孔径110mm。
高压旋喷桩介绍及施工流程
高压旋喷桩介绍及施工流程1.高压旋喷桩介绍高压旋喷桩施工技术是在静压灌浆的基础上,引进水力采煤技术而发展起来的,是利用射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗水的目的。
1.1.加固原理利用钻机或驱动密封良好的喷射管,采用钻进或振动方式成孔,将加固剂(常为水泥浆或其他硬化剂)以1.5MPa以上的压力,通过射管进入喷射头上的横向喷嘴.向十中喷射高压细密的喷射流,与此同时钻杆一边旋转一边向上提升,喷射的水泥浆一边切削四周土体,一边与之搅拌混合,形成圆柱状的水泥和土混合的“旋喷桩”,这种加固方法称为高压旋喷桩加固法,又称“旋喷法”。
旋喷桩直径大小与喷射压力、喷嘴直径成正比,与提升速度、土的抗剪强度、浆液稠度成反比;加固后强度与单位加固体中水泥浆含量、浆液稠度、强度、搅拌的均匀性、喷射压力等有关。
1.2.分类喷射注浆虽然在喷嘴处具有很大的喷射压力,但四周均为土体,故衰减较快,切削范围较小。
为了扩大桩径,由单管喷射发展为二重管喷射法、三重管喷射法。
三种喷射方法分别采用压力为15~20MPa的浆液、15~20MPa浆液和空气20~40MPa空气和水以及0.3~0.5MPa液的喷射注方式。
后两者可在浆液周围形成气体保护膜,以减少喷射压力的衰减,使之尽可能接近在空气中喷射时的压力衰减率,从而扩大喷射直径;形成的桩径分别达到30~60cm,60~150cm,80~200cm;搅拌旋转速度分别为16 ~20,5~16,5~16r/min;提升速度分别为15~25,7~20,5~20cm/min。
1/4(1)单管法用一根单管喷射高压水泥浆作为喷射流,破碎土的射程较短,成桩直,单管法一般用于软土地基加固以增加软土地基承载力。
径在0.3~0.8m(2)二重管法二重管法,又称浆液、气体喷射法,用同轴双通道二重注浆管复合喷射高压水泥浆和压缩空气横向喷射,在水泥浆液射流外面包裹一层高压空气同时喷射,来破坏土层结构,同时完成置换、填充;成桩直径1.0m左右。
全方位高压旋喷注浆(mjs)工法简介1
目前上海地区主要的地基加固方法有:高压旋喷 注浆法、深层搅拌法、注浆法、SMW工法等。这些土 体加固方法都有一个共同的特点:施工过程中会对周 边产生较大的挤土效应,会产生地面隆起、地表开裂 等,影响周围建、构筑物、市政管线的正常使用,甚 至产生较为严重的破坏。尤其是目前大城市的地下构 筑物已相当密集,随着城市的发展,仍然需要不断建 设新的地下构筑物。
在施工过程中,当压力传感器测得的孔内压力较 高时,可以通过油压接头来控制吸浆孔的开启大小, 从而调节泥浆排出量使其达到控制土体内压力值范围。 大幅度减小对环境的影响,避免出现挤土效应,也就 大大减少了施工中出现地表变形、建筑物开裂、构筑 物位移等情况发生。
二、MJS工艺特点 MJS工法与传统的高压喷射注浆工法相比较,有
3、预成孔(削孔水和倒吸水)高压水泵 MJS工法预成孔施工一般均采用GF-75SV型设备, 该设备功率为55KW。
图3.5: GF-75SV型高压泵侧面照片
4、前端装置(相当于钻头) MJS前端装置即相当于普通高压旋喷桩的钻头部 分,主要由削孔水喷嘴、浆液喷嘴、压力传感器和排 泥阀门等组成。
图3.6: MJS前端装置部分示意图
在施工深度较浅及地质条件较好的情况下,一 般MJS无需采用引孔施工;反之,则需要先引孔后施 工。MJS引孔设备一般采用工程地质钻机,现阶段使 用较多的为GPS-10或GPS-15型钻机等。
砂性土
粘性土
土质 N<15 15≤N<30 30≤N<50 50≤N<70 C<70 15≤N<30 30≤N<50
高压旋喷注浆的原理
高压旋喷注浆的原理
高压旋喷注浆是一种地下工程中常用的注浆方法,其原理如下:
1. 混合物准备:首先,将所需材料(如水泥、砂浆等)根据一定比例混合均匀,形成注浆材料。
根据需要,还可以添加一些化学添加剂来改变注浆材料的性能。
2. 高压泵供应材料:将混合好的注浆材料放入一个注浆泵中,通过高压泵的作用,将注浆材料以高压和高速度送入注浆管道。
3. 注浆管道:注浆管道一般由耐压、耐磨的材料制成,可以承受高压注浆的作用。
注浆管道通常设置有旋转喷头,使注浆材料在喷头的作用下形成喷射的旋涡。
4. 喷射作用:当注浆材料通过喷头喷射出来时,形成的高速旋涡会产生强烈的剪切力和旋转力,将注浆材料分散并混合均匀。
5. 渗透填充:喷射出的注浆材料会迅速渗透到地下空隙中,并填充其中。
由于注浆材料的高浓度、高稠度以及喷射作用的剪切力和旋转力,注浆材料可以填充地下空隙中的细小缝隙,并与周围的土石体紧密结合。
通过高压旋喷注浆的原理,可以实现地下空隙的填充、土体的加固和密实,从而提高地基的承载力和稳定性,防止地下水的渗漏等问题。
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岩土钻掘设备课程设计课题名称:高压喷射注浆工艺汇报人:孔海潮小组成员:李立辰张田田孔海潮张继超张良余子烨李洲院系:工程学院班级:051123专业:地质工程(岩土钻掘方向)指导老师:卢春华中国地质大学(武汉) 1 前言............................................... 错误!未定义书签。
第一章高压喷射注浆法的定义与种类 (2)第一节高压喷射注浆法的定义 (2)第二节高压喷射注浆法的种类 (3)第二章高压喷射注浆法旳特点及适用条件 (5)第一节高压喷射注浆法的主要特点 (5)第二节高压喷射注浆法的适用条件 (5)第三章高压喷射注浆法加固机理 (7)第一节喷射流的相关性质 (7)第二节高压喷射流对土体的破坏作用 (9)第三节高压喷射流成桩(壁)机理 (10)第四章高压喷射注浆机械 (12)第一节施工机具 (12)第五章施工工艺 .......................................................... (20)第一节高压喷射注浆工艺流程见图 (20)第二节施工要点 (21)第三节常见施工问题及处理22展望 (22)2中国地质大学(武汉)前言1960年日本在中西涉博士发明了单管高压旋喷注浆法(CCP工法)以后,又相继开发了二重管高压旋喷注浆法(JGS工法)、三重管高压旋喷注浆法(GJG工法),他们在三重管高压旋喷注浆法的基础上,开发的555一MAN施工法(SuPer5011stabilizationManagement)和RJP(超高压旋喷注浆法,RodinJetPile)工法,旋喷直径最大可达4m,其研究的全方位高压旋喷注浆法(MJS工法),是一种全方位(水平和倾斜方向)大孔径旋摆喷技术,该技术包括喷头测试装置和排泥处理装置。
近年来,日本又把高压喷射注浆法与深层水泥浆液搅拌法结合起来,同时发挥机械搅拌和射流搅拌两者的优点,形成了深层喷射搅拌混合法。
高压喷射注浆技术的发明,完善了注浆技术体系,使施工注浆结构体成为现实。
低压的渗透注浆可使土体不变形、浆液充填土颗粒间孔隙、附加地应力较小,中压的压密注浆造成土体变形、浆液与土体共同形成似柱状固结体、附加地应力较大,较高压的劈裂注浆能够破坏土体、产生树状固结体、附加地应力较大,而高压喷射注浆利用高压将土体切割后部分获全部排出、浆液在切割范围内均匀搅拌或置换形成高强度的结构体、附加地应力小,注浆技术成为较完整的技术体系。
高压喷射注浆技术的发展促进了注浆材料的发展,使成本低廉的水泥浆材逐步替代化学浆材,进一步减小了对环境的污染和降低工程造价。
我国注浆技术起步较晚但发展迅速,上世纪50年代开始初步掌握注浆技术,60年代开始在继水电行业进行坝基基础注浆,静压注浆法在许多行业的矿山井巷、软基加固、边坡治理等领域得到应用,70年代末在铁路行业开始进行高压喷射注浆法的研究和应用,随后在冶金、煤炭、水电、建筑、交通等各部门进行了大量的工程应用。
历经四十余年的发展,我国注浆技术得到了成熟的进步,注浆材料和注浆设备均实现了自行研制和生产,注浆技术水平已可跻身国际先进行列。
第一章高压喷射注浆法的定义与种类第一节高压喷射注浆法的定义高压喷射注浆,就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后,以20--40MPa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层,当能量大、速度快和动脉状的射流动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来。
一部分细颗粒随浆液或水冒出地面,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土层中形成一个固结体。
固结体的形状与高压喷射流的作用方向、移动轨迹和持续时间有密切关中国地质大学(武汉) 3 系。
当喷射流作360º旋转(旋喷)时,固结体呈圆形;喷射流束固定一个方向喷射(定喷)时,固结体为条形;喷射流作顺、逆时针方向小于180º往复喷射(摆喷)时,固结体呈扇形。
第二节高压喷射注浆法的种类高压喷射注浆法按照喷射流的移动方式、注浆管的类型分为不同的种类,如下表:高压喷射注浆法分类表作为地基加固,通常采用旋喷注浆的形式使加固在土体中成为均匀的圆柱体或异形圆柱体。
现代科学技术的发展,促进了注浆法进一步完善与提高,4中国地质大学(武汉)由于不断的改进工艺和研制新型的机具,旋喷技术有了较快的发展,自单管旋喷法问世以来,在短短的几年内,二重管旋喷法和三重管旋喷法相继达到了实用程度。
到20世纪70年代中期,已经逐渐形成了一套体系,它的基本工艺类型有以下三种:1.单管法单管注浆法是利用钻机等设备,把安装在注浆管(单管)底部2.二重管法3.三重管法中国地质大学(武汉) 5第二章高压喷射注浆法旳特点及适用条件第一节高压喷射注浆法的主要特点以高压喷射流直接冲击破坏土体,浆液与土体自行搅拌为均匀的固结体的高压喷射注浆法,从施工方法、加固质量到适用范围,不但与静压注射方法有所不同,而且与其他地基处理方法相比,更有独到之处,主要的特点如下:1.适用的范围较2.施工方便3.固结体形状可以控制4.确保固结体的强度5.有较好的耐久性6.料源广泛,价格低廉7.浆液集中,流失较少8.设备简单,管理方便9.生产安全10.无公害第二节高压喷射注浆法的适用条件一.土质条件高压喷射注浆法适用于处理淤泥、粘性土、黄土、沙土、人工填土和碎石土等地基。
但当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、大量植物茎或含有过多的有机质时,处理效果较差,有时可能不如静压注浆,故应根据现场试验结果来确定其适用性。
6中国地质大学(武汉)当地层有地下水径流、永久冻土层和无填充物的岩溶地段,不宜采用。
二.应用范围高喷灌浆的应用范围如下:(1)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或不均匀沉降(2)深基坑侧壁挡土或挡水以保护邻近建筑物及保护地下工程建设,见图14-6和图14-7(3)基坑底部加固,防止管涌与隆起,见图14-8(4)坝体的加固及防水帷幕(5)边坡加固及隧道顶部加固,见图14-10中国地质大学(武汉)7第三章高压喷射注浆法加固机理第一节喷射流的相关性质⑴单相喷射流的构造单相液体以高压从喷嘴喷出后,所形成的高压喷射流由三个区域构成,即保持出口压力的初期区域A、紊乱发达的主要区域B和喷射流变得不连续的终期区域C。
在初期区域中,喷嘴出口处速度分布是均匀的,轴向动压是个常8中国地质大学(武汉)数,随着与喷嘴距离的增加,保持均匀分布的部分越来越窄,知道某一位置,断面上的流速分布不再均匀,速度分布保持均匀的这一部分称为喷射核(E区段),轴向动压有所减小的过度部分称为迁移区(D)。
初期区域的长度是喷射流的一个重要参数,可根据此判断破坏土体和搅拌效果。
在主要区域,轴向动压陡然减弱,喷射流扩散宽度与距离的平方根成正比,喷射流的混合搅拌在这一部分内进行。
在终期区域,喷射流能量衰减很大,末端呈雾化状态,当喷射流摄入饱和介质或水中时,这一区域一般不存在,比如当在地下水位下喷浆时,就会出现这种情况。
喷射流的有效喷射长度为初期区域长度和主要区域长度之和,有效喷射长度愈长,搅拌土的范围愈大,所形成固体的直径也越大。
⑵单相喷射流的动压衰减规律在空气中和水中喷射得到的压力与距离关系如下图:中国地质大学(武汉)9⑶空气帷幕对水(浆)射流动压衰减的影响单相射流喷射射入周围介质后,与周围介质进行动量交换,使动压迅速衰减,其衰减程度与周围介质有关。
单相射流在水中喷射时,其衰减程度比在空气中喷射时要快的多。
见图,如果采用双相同轴射流在水中喷射,即在水射流外围环绕空气射流,空气帷幕将减缓水射流的衰减,使有效喷射长度增加,见图。
在土中喷射时,水高压射流在空气帷幕的保护下,喷射破坏条件得到改善,阻力大大减小,动压衰减变缓,因而增大了高压射流的破坏能力,所形成的加固体的直径也相应增大。
第二节高压喷射流对土体的破坏作用高压射流破坏土体的作用是多方面的,包括射流动压、射流脉动负荷、水锤冲击力、空穴现象、水契效应、挤压力及气流液流搅动等因素,其中以喷射动压作用为主,由动量定理,喷射流在空气中喷射时,其破坏力为:F=式中,F为破坏力;ρ为喷射介质的密度;Q为流量;Vm为喷射流的平均速度。
由上式可知,当喷射流介质密度和喷嘴断面一定时,要取得更大的破坏力,就要增加平均流速,也就要增加喷射压力,一般要求高压泵的工作压力在20MPa以上,使喷射流有足够的能量冲击破坏土体。
但单纯的依靠增大喷射压力来提高喷射切割效果,在能量上浪费很大,不是获得较大桩径的最好办法。
在喷射中,有效射流长度内的土体结构被破坏至喷射流的终期区域,能量衰减很大,不能冲击切割土体,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空隙中,使固结体与四周土连接紧密。
第三节高压喷射流成桩(壁)机理⑴旋喷成桩机理旋喷时,高压射流边旋转边缓慢上升,对周围的土体进行切削破坏,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(称为冒浆),其余的土颗粒在喷射动压、离心力和重力的共同作用下,在横断面按质量大小重新排列,形成一种新型的水泥——土网络结构,一般小颗粒在中部位置居多,大颗粒多分布在外侧或边缘部分,四周未被切削下来的土体被挤密压缩。
在砂类土中还有一部分浆液渗透在压缩层外,形成渗透层。
旋喷施工形成的固结体的横断面结构见图。
旋喷桩体各部分的水泥含量和强度不同,一般水泥含量为30%--50%。
根据有关实测资料,旋喷桩体的平均抗压强度为0.8倍半径处的强度。
⑵定(摆)喷成壁机理定喷施工时,喷嘴在逐渐提升的同时,不旋转或按某一角度摆动,在土体中冲出一条沟壑。
被冲下的土粒一部分被携带流出地面。
其余土粒与浆液搅拌混合,最后形成一个板状固结体,在砂土中还有一个渗透层。
定喷固结体横断面结构,见图。
第四章高压喷射注浆机械第一节施工机具高压喷射注浆的施工机具包括钻孔机械和喷射注浆设备两大类。
(一)钻机高压喷射注浆工艺要求所用的钻机除具有一般钻机的功能外,还能带动注浆管以10~20r/min慢速转动和以5~25cm/min慢速提升。
若钻机不具备上述两种功能,则施工时应配备旋喷机机配合使用,或只用钻机成孔,下人注浆管后用人工旋转注浆管,卷扬机提升注浆管。
表4.1.1是专门为高压喷射注浆施工而设计的振动钻机技术性能。
这类钻机适用于标贯击数N值小于40的淤泥土层、黏性土层、砂类土层和砂砾层。
表4.1.1(二)高压泵国内常用的高压泥浆泵和高压水泵的技术性能见表4.1.2、表4.1.3。
表4.1.2表4.1.3(三)泥浆泵国内常用的泥浆泵的技术性能见表4.1.4。