第五章化学加固法2-粉喷法旋喷.ppt

5 2水泥土搅拌法 干法 一 概述粉体喷射搅拌法 是在软土地基中输入粉体固化材料 通过和原位地基土强制性的搅拌混合 使地基土和加固材料发生化学反应 在稳定地基土的同时提高其强度的方法 施工机械和设备有单搅拌轴和双搅拌轴粉体通过软管和搅拌轴 由搅拌页片喷嘴喷出 搅拌轴一般呈四方 六方或带棱角形状 西南铁路粉喷桩施工 312国道正仪段昆山粉喷桩施工现场 二 特点固化材料可吸收软土地基中的水分 加固含水量高的软土 极软土以及泥炭土地基效果更显著 固化材料全面地被喷射到靠搅拌叶片旋转过程中产生的空隙中 同时又靠土的水分把它粘附到空隙内部 与高压喷射注浆和水泥浆搅拌法相比 输入地基中的固化材料要少的多 无浆液排出 无地面隆起现象 粉喷法可加固成群桩 也可交替搭接加固壁状 格栅状和块状 5 3高压喷射注浆法 一 概述高压喷射注浆法是利用钻机把带有注浆管钻进至土层的预定位置后 以高压设备使浆液和水成为20 40MPa的高压射流从喷嘴射出来 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 根据注浆后固结体的形状与喷射流移动方向 一般分为旋转喷射 定向喷射和摆动喷射三种 HighPressureJetting Jetgroutingpileconstructionscheme High pressurepumpandmixerforjetgrouting 旋喷桩施工 旋喷桩施工 广州地铁旋喷桩围护 广州地铁农讲所站站厅 一 高压喷射注浆法的工艺类型高压喷射注浆法的基本工艺类型有 单管法 利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴 置入土层预定深度后 用高压泥浆泵等装置 以20MPa左右的压力 把浆液从喷嘴中喷射出冲击破坏土体 使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合 经过一定时间凝固 使在土中形成一定形状的固结体 二重管法 使用双通道的二重注浆管 当二重注浆管钻进土层的预定深度后 通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴 同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体 在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下 破坏土体的能量显著增大 最后在土中形成较大的固结体 三重管法 使用分别输送水 气 浆三种介质的三重注浆管 多重管法 首先需要在地面钻一个导孔 然后置入多重管 用逐渐向下运动的旋转超高压力水射流 切削破坏四周土体 经高压水冲击下来的土和石成为泥浆后 立即用真空泵从多重管中抽出 如此反复地冲和抽 便在地层中形成一个较大地空间 装在喷嘴附近的超声波传感器及时测出空间的直径 形状 最后根据工程要求用浆液 砂浆 砾石等材料进行填充 于是在地层中形成一个大直径的柱状固结体 二 高压喷射注浆法的特征适用范围广 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 三 高压喷射注浆法的适用范围土质条件适用范围 处理淤泥 淤泥质土 流塑 软塑或可塑粘性土 粘土 砂土 黄土 素填土和碎石土等地基 工程应用范围 增加地基强度 挡土围堰及地下工程建设 增大土的摩擦力和粘聚力 减少振动 防止液化 降低土的含水量 防渗帷幕 二 加固机理 一 高压水喷射流性质高压水喷射流是通过高压发生设备 使它获得巨大能量后 从一定形状的喷嘴 用一种特定的流体运动方式 以很高的速度连续喷射出来的 能量高度集中的一股液流 二 高压喷射流的种类和构造高压喷射注浆所用的喷射流 单管喷射流二重喷射流三重喷射流多重喷射流 三 加固地基的机理1 高压喷射流对土体的破坏作用在空气中喷射时的破坏力 2 水 浆 气同轴喷射流对土的破坏作用单射流的压力在土中急剧衰减 破坏土的有效射程较短 旋喷固结体的直径较小 在高速空气具有防止高速水射流急剧衰减的作用 高压喷射流的加固范围是喷射距离加上渗透部分或压缩部分的长度为半径的圆柱体 旋喷体通常是中心部分强度低 边缘部分强度高 在大砾石层中进行高压喷射注浆时 射流不能将大砾石破碎和移位 只能绕行前进并充填其空隙 其机理接近于静压灌浆理论中的渗透灌浆理论 3 水泥与土的加固机理水泥水化过程一个长久的过程 四 加固土的基本形状1 直径或长度旋喷固结体的直径大小与土的种类和密实程度有较密切的关系 见表5 15 2 固结体形状按喷嘴的运动规律不同而形成均匀圆柱状 非均匀圆柱状 圆盘状 板墙状 扇形壁状等 同时因土质和工艺不同而有所差异 3 重量 固结体的重量较轻 轻于或接近于原状土的密度 4 渗透系数 固结体具有一定的防渗性能 5 强度 固结体横断面上中心强度低 外侧强度高 与土交接的边缘处有一圈坚硬的外壳 影响固结体强度的主要因素是土质和浆材 6 耐久性 固结体具有较强的抗冻和抗干湿循环作用的能力 7 单桩承载力 固结体直径越大 承载力越高 三 设计计算室内配方与现场喷射试验 固结体尺寸 固结体强度 固结体强度设计规定按28d强度计算 承载力计算 复合地基承载力特征值 地基变形计算 旋喷桩的沉降计算应为桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形值之和 防渗堵水设计 防渗堵水设计时 最好按双排或三排布孔形成帷幕 应为孔距1 73R 排距为1 5R最经济 浆量计算