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高压喷射注浆 报告人 刘婧组员 张汝诗张思敏苏俊涛 PPT制作 Page 2 高压喷射注浆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20 40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出 冲击破坏土体 同时钻杆以一定的速度逐渐向上提升 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 一 定义 Page 3 旋喷桩施工顺序 Page 4 二 分类 高压喷射注浆法形成的固结体形状与喷射流移动方向有关 Page 5 单管法又称CCP法 三 工艺类型 单管法 利用高压水泥浆切割土体 P 20MPa 一根注浆管 水泥浆直接切割土体 压力衰减快 20 N 30的黏性土中柱状加固体平均直径d 0 3 0 6m Page 6 三 工艺类型 二重管法 在单管法的基础上又加以压缩空气 并使用双通道的二重注浆管 在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴 喷出气和水泥浆 Page 7 高压水泥浆外面包有低压空气膜 水泥浆不直接切割原状土 衰减变慢 20 N 30的黏性土中柱状加固体平均直径d 0 5 1 1m 二重管法 1 二管水龙头 2 外套管 3 浆管 4 气管 5 喷头 6 浆气喷嘴 Page 8 三 工艺类型 三重管法 注浆管 0 5 3MPa 压缩空气管 0 5 0 7MPa 高压水管 20 30MPa Page 9 三重管法 20 N 30的黏性土中柱状加固体平均直径d 0 9 1 5m 1 外套管 2 水管 3 气管 4 浆管 5 喷头 6 水气喷嘴 7 浆喷嘴 Page 10 超高压水管 40MPa 切削土体 真空泵抽出泥浆 超声波传感器测出直径和形状 充填浆液 砾石等 直径4m 多重管法 Page 11 单管法 二重管法和三重管法比较 Page 12 四 特点 适用范围广 施工简便 可控制固结体形状 可垂直 倾斜与水平喷射 耐久性好 材料丰富 设备简单 Page 13 单管水平旋喷与长喷嘴 Page 14 喷射注浆法宜作为地基加固和基础防渗之用 可用在增加地基强度 挡土围堰及地下工程建设 增大土的摩擦及黏聚力 减小振动防止砂土液化 降低土的含水量 防渗帷幕防止洪水冲刷等七类工程20个方面 五 适用范围 工程应用 Page 15 1 增加地基强度 Page 16 2 挡土 排水 围堰及地下工程建设 Page 17 2 挡土 排水 围堰及地下工程建设 Page 18 3 增大土的摩擦力和黏聚力 Page 19 4 减小振动 固化流砂 防止液化 1 减小设备基础振动 2 固化流砂 3 防止砂土地基液化 Page 20 5 降低土的含水量 1 整治路基翻浆冒泥 2 防止地基冻胀 Page 21 6 止水防渗帷幕 Page 22 6 止水防渗帷幕 摆喷与支护桩防渗连接 Page 23 7 防止洪水冲刷 1 防止桥涵 河堤及水工建筑物基础被水流冲刷 2 桥圩处理 Page 24 六 定喷和摆喷防渗帷幕形式 Page 25 高压喷射注浆法工程实例 武汉建设银行大厦深基坑高压喷射 防渗帷幕技术的应用 Page 26 一 工程概况 武汉建银大厦位于汉口建设大道与新华路交汇的西北侧 大厦由银行与酒店两部分组成 总面积约12000m2 主楼高189m 50层 筒中筒结构 酒店楼高105m 30层 框架结构 2层地下室 深度约l0m 基坑占地面积8800m2 基坑周长360m 开挖深度14 2m 黄海高程7m 基坑支护采用钻孔灌注桩加三层锚杆 支护桩长26 28m 桩尖高程 5 7m 桩径1 0m 桩距1 2m 3 Page 27 一 工程概况 基坑四周环境条件复杂 北东南三面都存在重要的地下市政设施 北侧黄孝河箱涵距基坑8m 东侧上下水管道 通讯电缆 动力电缆距基坑4 30m 南侧上下水管道 通讯电缆槽沟 电力线 煤气管道距基坑0 6 1 5m 西侧是西湖 该大厦于1998年建成 并荣获中国鲁班奖 4 Page 28 二 工程地质水文地质条件 施工场地属长江一级价地 地处原西湖塘地段 由于后期人工填积活动使西湖湖水面积逐渐缩水 场地现有地形平坦 地面高程21 2m 地层岩性及渗透系数见表1 表1地层岩性及渗透系数5 Page 29 主要适用于处理淤泥 淤泥质土 流塑 软塑或可塑黏性土 粉土 砂土 黄土 素填土和碎石土等地基 对土中含有较多的大粒径块石 植物根茎或过多的有机质时 应根据现场试验确定其适用范围 对地下水流速度大 浆液无法凝固 永久冻土及对水泥有严重腐蚀性的地基不宜采用 适用范围 土质条件 Page 30 三 工程布置 沿基坑周边支护桩外侧采用双层竖向高压喷防渗帷幕 帷幕墙上部与支护桩连接 下部深入基岩 帷幕对潜水含水层和承压含水层起隔渗作用 又增强桩的支护作用 帷幕平均深度47m 最大深度50m 嵌入基岩1 2m 按设计第一排灌浆孔布置在支护桩外侧 距支护桩中心线0 8m 第二排灌浆孔距第一排0 6m 孔距1 2m 共布孔608个 6 Page 31 7 建银大厦基坑支护高喷防渗帷幕平面图见图1 三 工程布置 图1建银大厦基坑支护高喷防渗帷幕平面示意图 Page 32 三 工程布置 高喷防渗帷幕剖面见图2 高喷防渗帷幕结构见图3 图2深基坑高喷灌浆防渗帷幕剖面图8图3高喷灌浆防渗帷幕结构图 单位 m Page 33 四 现场试验 为确定高喷灌浆施工参数 施工前在现场喷射一正方形试验围井 边长1 2m 深度17m 围井深入承压含水层5m 围井封底1m 围井四边向外摆喷半圆形 旋喷封底 开挖后墙体连接可靠 墙体取样试验结果 抗压强度2 3 14 6MPa 渗透系数k 4 10 7cm s 有效喷射半径0 6 1 0m 9 Page 34 四 现场试验 通过围井试验结果确定施工参数见表2 表2施工工艺参数表10 Page 35 试验围井平面图 剖面图见图4 图4围井平面图 剖面图11 四 现场试验 Page 36 五 高喷防渗帷幕施工 1 高喷灌浆施工工艺流程见图5 图5高喷防渗帷幕施工工艺流程图12 Page 37 五 高喷防渗帷幕施工 2 高喷灌浆施工主要设备见表3表3施工主要设备一览表 一套设备 13 Page 38 14 六 施工中遇到的问题及处理措施 1 钻孔移位原因 在整个帷幕施工过程中 608个灌浆孔中有24个孔出现事故 占总数的4 由各种原因引起变更移位 沿垂直施工轴线方向移孔 移位最大距离30cm 最小10cm 移位的原因有以下几种 1 杂填层中有大径混凝土块 钢板 螺纹钢 钢管 水 管等 2 钻进过程中 因机械事故或停电时间较长引起的钻孔 事故 钻具埋在孔内 Page 39 15 六 施工中遇到的问题及处理措施 3 高喷过程中 因停电或机械事故使喷射中断 引起喷 射管埋在孔内 4 高喷过程中 因停电时间长 无法更换孔内的水泥浆 液 已初凝 以上各孔变更移位 力求移位最小 并放慢提速 增 加喷射范围 保证质量 Page 40 16 六 施工中遇到的问题及处理措施2 基岩地层漏浆 在608个灌浆孔中有21个孔发现孔内漏浆 高喷过程中 开喷后基岩段漏浆 各孔漏浆时间长短不等 最长的45min不返浆 最短的7min不返浆 漏浆量155L min 有18个孔少量漏浆 工程勘察报告中提到有9个钻孔在基岩段漏浆 漏浆部位均在卵石层下基岩砂岩层中 漏浆孔漏浆时停止提升 待返浆正常后再提升 返浆量少的孔 放慢提速 待返浆正常后再恢复正常提速 21个漏浆孔共停止提升551min 耗用水泥浆 44 08m3 Page 41 17 六 施工中遇到的问题及处理措施3 高喷时出现憋泵和埋管 在施工开始阶段 经常发生憋泵 表现为泵压高 输浆管路爆破 和埋管现象 连续 8个孔出现憋泵和埋管 在处理事故时 5个孔将喷射管处理上来 3个孔喷射管断在孔内 通过移孔及时补救 经过分析研究 查明事故原因 钻孔口径 130mm 喷射管外径 108mm 孔壁与喷射管之间间隙太小不利于返浆 且使用300油压钻机造成垂直深孔成孔率低 返工次数多 解决办法是 改换GPS 10 300磨盘钻机造孔 增大钻 孔口径 Page 42 18 六 施工中遇到的问题及处理措施4 摆动卡瓦与喷射管打滑 喷射管在孔内深度50m至42m喷射时 出现卡瓦打滑 42m至地面 卡瓦工作正常 卡瓦将喷射管刻出深槽仍卡不住 以至喷射管变形断裂 这是以往浅孔 40m以内 施工中从未遇到的问题 摆喷方向控制不住 工程质量无法保证 不能断续施工 经分析认为 由于孔深 喷射管长 浆液浓度大 向上升扬的残余浆液含砂量大 易沉积 喷射管摆动时摩擦阻力大 解决办法是 改变卡瓦与喷射管的接触形式 将卡瓦 和喷射管接触部位改成齿轮互嵌式 Page 43 七 工程效果 该工程从设备进场到出场共用5个月 正常施