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1、第六章 化学加固法 高压喷射注浆法,第一节 概述一、高压喷射注浆法的种类1.概念 高压喷射注浆法是将注浆管放入(或转入)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喷出2040MPa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。,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，选用块状
2、，柱状、壁状、格栅状。,3.主要特点,(二)应用范围,(二)应用范围,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； 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； 基坑底部加固、防止管涌与隆起； 坝体的加固及防水帷幕； 边坡加固及隧道顶部加固 。,第二节 高压喷射注浆法加固机理,一、喷射流的有关性质 分为单液高压喷射流和水(浆)气同轴喷射流。 A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,空气中喷射水：,水中喷射水：,在介质中的经验公式：,2.空气帷幕对水(浆)射流动压衰减的影响,二、加固地基机理,(一)高压射流对土体的 破坏作
3、用,1.喷射动压,破坏力可由右式确定： 当和A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，使喷射流有足够的能量冲击破坏土体。,2.挤压力：,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，使固结体与周围土体联结紧密。,(二)成桩机理,1.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(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分
4、布，形成一种新的水泥土网络结构。,2.定(摆)喷成壁机理,定喷施工时，喷嘴在逐渐提升的同时，不旋转或按一定角度摆动，在土体中形成一条沟槽。被冲下的土粒一部分被携带流出底面，其余土粒与浆液搅拌混合，最后形成一个板(墙)状固结体。,(三)固结体的基本性状及其影响因素,1.固结体尺寸影响因素主要有：土的类别及其密实程度；喷射方式；喷射技术参数；地层静水压力。,喷射方式的影响,双重管加固体是单重管 的1.31.5倍，三重管是单重管的1.52.0倍；复喷一次在粘性土中直径增加38，砂性土中增加50。 土层性质的影响 当压力和提升速度一定时，土层中粘粒含量越高，加固体尺寸越小；土层密实度越高形成的加固体尺
5、寸越小。 喷嘴直径的影响 喷嘴直径越大，喷射流量越大，喷射流所携带的能量越大，所形成的加固体尺寸越大。,喷射压力,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。 注浆管提升速度与旋转速度的影响 提升速度： 可见提升速度越慢，加固体尺寸越大,旋转速度,地层静水压力的影响,喷嘴出口地层静水压力越大，喷嘴入口与出口的压差减小，喷射速度减小，有效喷射距离缩短，喷射效果减弱。 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，容易形成上粗下细的形状。,2.固结体形状,3.固结土重度,固结体的重度随土质不同而略有差别，在粘性土中形成的固结体的重度比原
6、状土约轻10，在砂土中所形成的固结体重度约重10。 4.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。,5.固结体强度,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： 旋喷桩的承载力较高，且固结体直径越大，承载力越高。,第三节 设计计算,一、地基加固工程旋喷桩设计计算,(一)设计前应取得的资料；(二)固结体尺寸设定；(三)固结体强度设定；(四)单桩竖向承载力；,(五)复合地基承载力；(六)复合地基变形计算；,(七)
7、孔距及布置 旋喷桩的孔距应根据工程需要经计算确定，一般情况下取L(23)d；布孔方式可采用正方形、矩形或三角形。(八)喷浆材料与配方 1.对浆液材料的要求：优良好的可喷性；有足够的稳定性；气泡少；有良好的力学性能及耐久性；结石率高。 2.常用的水泥浆液类型：普通型；速凝早强型；高强型；填充剂型；抗冻型；抗渗型；抗蚀型。 3.浆液配方 水灰比：单重管和双重管应取1：11.5：1对三重管：1：1或更小。 外加剂,(九)浆液量计算,取体积法和喷量法中值较大者1.体积法：,2.喷量法：,确定水泥用量：,水的用量：,(一)防渗止水帷幕的形式1.柱列型；2.柱墙型；3.定喷防渗帷幕；4.摆喷防渗帷幕；5.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,1.高压喷射注浆孔孔距计算 定(摆)喷防渗帷幕孔距计算；根据是喷结果确定喷射板墙的有效长度；根据孔深、孔斜及喷射夹角计算： 旋喷桩防渗帷幕孔距计算但排桩孔距计算：,多排桩： L0.866D S0.75D,2.插入深度确定,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,按以下两式计算：,；,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：,，,