岩土加固技术课程论文.doc

中国矿业大学力学与建筑工程学院中国矿业大学力学与建筑工程学院20122013学年度第一学期岩土加固技术课程报告学号02090630班级土木09-8班姓名杨世伟复合注浆法在地基加固中的应用（中国矿业大学力学与建筑工程学院土木09-8班 杨世伟）摘 要：本文主要绍了地基加固方法复合注浆施工技术的特点、复合注浆法加固缺陷桩基的工艺技术、复合注浆加固既有建筑物地基的施工顺序以及对复合注浆技术的的展望。关键词：复合注浆，桩基加固， 复合注浆法的概念及其特点随着我国基本建设事业的不断发展,桩基础在建筑工程中得到了广泛的应用。但由于受勘察布孔的局限性影响,或施工方法的不当,许多桩基的承载力达不到设计的要求需要加固处理。同时,我国大量的既有建筑物桩基出现质量问题需要进行加固。单一的注浆技术因其固有的缺陷,已满足不了各种复杂条件下的工程需要。如何有效的提高该类桩的承载力是摆在我们工程技术人员面前的一个难题。复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中是先采用高压旋喷注浆成桩柱体,再采用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中,能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点,克服其缺点,适用地层范围广、加固效果好,保证了加固的成功率和安全性。1 复合注浆法的特点 1. 1 复合注浆法适用地层范围广,既适用于加固渗透性大的砂卵石层,又可适用于渗透性较差的粘土、粉土和粉细砂层及淤泥等软弱土层,还可以用来加固岩溶地层的地下溶洞。1. 2 复合注浆法浆液扩散范围大,不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行转换加固,而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固,在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。1. 3 复合注浆法能定向定位定深度,能形成连续的圆柱状的旋喷桩体,旋喷桩体顶部无收缩,与桩砼结合紧密;能直接承受上部荷载,承载力较高。该法注浆形成的固结体强度可根据设计需要进行调节,其强度范围为530MPa ,与只用高压喷射注浆形成的固结体相比,复合注浆法形成的连续的圆柱状的旋喷桩体,其各方面的性质都有了提高。1. 4 复合注浆法钻孔施工口径较小,对既有建筑物基础和地面损害和扰动小,可调节浆液的凝固时间,施工期建筑物附加沉降小。经济可靠,耐久性好。1. 5 复合注浆法施工简便,施工机具适合既有建筑物狭窄和低矮的现场施工,施工时基本无噪音,材料对环境无污染,可满足办公和生活要求并保护环境。2. 复合注浆法加固缺陷桩基的工艺技术2. 1 施工工艺：复合注浆法加固缺陷桩基的施工工艺流程如图1 所示,具体技术措施如下:注浆钻孔建立孔口注浆装置高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔高压旋喷注浆方式进行注浆静压注浆方式进行注浆2.1.1 注浆钻孔施工:对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时,先采用地质钻机在桩中进行钻孔抽芯或在桩侧进行钻孔,对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1m左右,对桩底持力层缺陷加固时需根据设计桩底持力层要求从桩中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下3m左右。钻孔孔径一般开孔为110mm或101mm,终孔直径为101mm或91mm,钻孔垂直度保证1%。2.1.2 建立孔口注浆装置: 注浆钻孔施工完成以后,在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在桩顶注浆孔口,采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。孔口注浆装置既要满足静压注浆要求又要满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。2.1.3 采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔:孔口注浆装置埋设12天后,先采用高压旋喷方式喷射清水对缺陷位置进行冲洗,喷射清水时需按设计规定的工艺参数(喷射压力、提升速度、旋转速度)进行喷射,将注浆管分段下入孔底,每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷清水采用从下而上的方式。旋喷清水一般采用单管旋喷注浆方式,清水一般喷射13遍,经喷射清水后,可扩大喷射直径和增加固结体的强度。2.1.4 采用高压旋喷注浆方式进行注浆:按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后,再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后,从下而上进行旋喷注浆,旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。2.1.5 采用静压注浆方式进行注浆:高压旋喷注浆结束后,利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力,随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力,直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行23 次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。2.1.6 封孔:静压注浆结束后,若注浆孔口冒浆,需对孔口进行封闭处理,防止浆液流出，若注浆结束后孔内浆液有流失,需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。2. 2 复合注浆法的浆液材料2.2.1 主剂:采用水泥浆为主剂,对既有建筑物地基加固注浆时水泥一般采用425 # 早强型硅酸盐水泥。对桩基础缺陷进行加固补强注浆时,为了获得较高的固结体强度,采用高标号的525 # 普通硅酸盐水泥。2.2.2 外加剂: 常用外加剂为速凝剂、早强剂等。速凝剂常采用水玻璃,水玻璃加量一般为水泥用量的2%4%。采用双液进行静压注浆时,水玻璃用量可为水泥用量的10%100%。早强剂为氯化钙和三乙醇胺,用量一般为水泥用量的2%4%。2. 3 施工工艺参数2.3.1 旋喷注浆压力:采用单管高压旋喷法时:浆液或清水喷射压力:2030MPa ;采用二重管高压旋喷法时:空气压力为0.7MPa ,浆液压力为2030MPa;采用三重管高压旋喷法时:水压力为:2030MPa,空气压力为0.7MPa,浆液压力为25MPa 。在既有建筑物地基加固注浆时常采用单管高压旋喷,其压力常用2025MPa;在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用单管高压旋喷或三重管高压旋喷,注浆压力常用2530MPa；2.3.2 喷射提升速度:1020cmmin-1;在既有建筑物地基加固注浆时采用20cmmin-1;在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用1015cmmin-1;2.3.3 喷射旋转速度:2040rmin-1;2.3.4 静压注浆压力:在既有建筑物地基加固注浆时采用0.32.0MPa;对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用0.35.0MPa;注浆压力需根据每个工程的不同土质条件及注浆部位进行注浆压力设计。2.3.5 浆液水灰比:旋喷注浆时采用111.21静压注浆时采用0.5：11.2：1 。2. 4 加固效果的检测复合注浆法加固缺陷桩基后的效果检测,应主要以承载力检测为主,因此检测方法主要采用高应变法和静载试验法,抽芯法和低应变法主要作为直观检测方法。通过检测经过加固后缺陷桩的主要缺陷是否已经充分注入水泥来判断加固效果。2.4.1 高应变法:对于三级建筑桩基以及工程桩施工前已进行单桩静载试验的一、二级建筑桩基,可以采用高应变法对工程桩单桩竖向承载力进行检测。高应变法还可直接反映桩身质量来判断加固效果。检测桩数不宜少于总加固桩数的5%,并不得少于5条。2.4.2 静载试验法:一级以及地质条件复杂、桩的施工质量可靠性低、桩数多的二级建筑桩基,应采用静载试验进行。检测桩数为总加固桩数的2%,且不少于3条。2.4.3 抽芯法:检测桩数为总加固桩数的5% ,且不少于5 条。抽芯孔数:D1.6m,每桩钻3孔。抽芯孔深度:每孔至少应有一孔钻至设计要求的深度,如设计未有明确要求时,宜钻入持力层3倍桩径且不小于3m。2.4.4 低应变法:通过对比缺陷桩加固前后的波形变化,定性分析加固效果。低应变法应用的关键是缺陷桩加固前应进行检测,以便进行加固前后的波形对比。低应变法的检测数量为加固桩数的100%。3 复合注浆加固既有建筑物地基的施工顺序 3. 1注浆钻孔施工 对既有建筑物地基进行加固时，先采用地质钻机钻穿既有建筑物原基础或承台，然后根据设计注浆深度要求，选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。一般以土层或强风化岩层作为注浆持力层时可采用高压旋喷钻机直接钻孔，若以中风化以上岩层作为注浆持力层时需先采用地质钻机钻至终孔，若地层中有卵砾石层也需采用地质钻机钻孔。钻孔孔径一般开孔为llOmm，终孔直径为91mm，钻孔垂直度保证1。对岩层或混凝土层采用金刚石钻头钻进，对卵砾石地层采用合金钻头钻进行，采用泥塞浆护壁或套管护壁，钻孔后需保证钻孔不跨孔不堵塞。 3. 2建立孔口注浆装置 注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置需既满足静压洼浆要求又满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。孔口注浆装置可采用单管接头式或混合器式，单管接头式用于单液注浆，混合器式用于双液注浆。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在注浆孔口，采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。 3. 2 采用高压旋喷注浆方式进行注浆 孔口注浆装置埋设12天后，先采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆，旋喷注浆需按设计规定的工艺参数(喷射压力、提升速度、旋转速度、浆液水灰比)进行注浆，将注浆管分段下人孔底，每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷注浆按从下而上的方式。为了减小建筑物的附加沉降，旋喷一般采用单管旋喷注浆方式，下钻时尽量快速且尽量小压力小流量喷水，旋喷时采用不喷水而直接喷浆一遍的方式，在底部和顶部需喷浆2遍。在对建筑物进行纠偏加固时，为加速浆液凝固，有时采用先喷一遍水泥浆液后喷射一遍水玻璃的方式，进行双液旋喷。 3. 4采用静压注浆方式进行注浆 高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆，通过静压注浆可以扩大浆液的注入范围，防止旋喷固结体收缩从而增加旋喷体与原基础混凝土结合紧密性。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力，随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力，直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行23次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。 3. 5封孔 静压注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔口进行封闭处理，防止浆液流出。若注浆结束后孔内浆液有流失需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。复合注浆顺序有时需根据实际情况进行调整，有时需采用先静压注浆后高压旋喷注浆的方式进行注浆。4. 结语4. 1 复合注浆法充分发挥了静压注浆法和高压旋喷注浆法这两种注浆加固方法各自的优点,克服各自的缺点,是一种新型的桩基加固技术。该法处理桩身蜂窝、桩底沉渣、桩底持力层存在相对软弱的夹层、桩底溶洞等桩基质量问题安全可靠、经济有效。4. 2 该技术适用地层范围广,既可用于砂卵石层,又可适用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时可用于处理岩溶土洞;在桩基加固中适用于各种灌注桩、预应力管桩、预制桩等。4. 3 复合注浆工法合理,可操作性强,施工简便,施工噪音小,注浆材料对环境无污染。其社会效益和经济效益显著,值得在国内大力推广应用。4. 4 随着工程技术的不断进步,各个学科领域的相互渗透,新的注浆理论、新的施工工艺、新的注浆材料、新的注浆设备及新的注浆效果检测手段将不断地被开发和研制出来。因此注