水利工程地基处理高压喷射注浆

合肥工业大学土木与水利工程学院赵静,地基处理GroundTreatment,第六章高压喷射注浆法HighPressureJetGrouting,一、概述（一）概念高压喷射注浆法20世纪70年代初创始于日本，它是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2040MPa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。（二）分类形成的固结体形状与喷射流移动方向有关，分为：旋喷（旋喷桩）、定喷和摆喷注浆三种类型。,第六章高压喷射注浆法,一、概述（二）分类,第六章高压喷射注浆法,一、概述（三）不同形式的主要作用旋喷：加固地基、提高抗剪强度、防渗帷幕、改善土性定喷和摆喷：基坑防渗、改善地基土的水流性质、稳定边坡,第六章高压喷射注浆法,一、概述（四）旋喷法的施工工艺单管法、二重管法、三重管法、多重管法1、单管法：浆流20MPa(注浆管)2、二重管法：浆流20MPa(内喷嘴)，气流0.7MPa(外喷嘴),第六章高压喷射注浆法,一、概述（四）高喷注浆法的施工工艺3、三重管法：浆流0.53MPa(填充)，气流0.50.7MPa，水流2030MPa4、多重管法：浆流、砂浆、砾石填充，水流40MPa,第六章高压喷射注浆法,一、概述（五）高喷注浆法的特征适用范围较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,第六章高压喷射注浆法,一、概述（六）高喷注浆法的适用范围1、土质条件：高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。,第六章高压喷射注浆法,一、概述（六）高喷注浆法的适用范围2、工程适用范围可用于既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程的图层加固或防水。（1）增加地基强度：提高承载力；减少沉降；形成反力后座基础；（2）挡土围堰及地下工程建设：保护邻近构筑物；保护地下工程建设；防止基坑底部隆起。（3）增大土的摩擦力和黏聚力：防止小型塌方滑坡；锚固基础。,第六章高压喷射注浆法,一、概述（六）高喷注浆法的适用范围2、工程适用范围可用于既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程的图层加固或防水。（4）减少振动、防止液化：减少设备基础振动；防止砂土地基液化。（5）降低土的含水量：整治路基翻浆冒泥；防止地基冻胀。（6）防渗帷幕：河堤水池的防漏及坝基防渗；帷幕井筒；防止盾构和地下管道漏水漏气；地下连续墙补缺；防止涌砂冒水。,第六章高压喷射注浆法,二、加固机理（一）高压水喷射流性质高压、高速、高能量水流（二）高压喷射流的种类和构造1、分为四种：（1）单管喷射流：为单一的高压水泥浆喷射流；（2）二重管喷射流：为高压浆液喷射流与外部环绕的压缩空气喷射流，组成的复合式喷射流；（3）三重管喷射流：为高压水喷射流与外部环绕的压缩空气喷射流，组成的复合式喷射流；（4）多重管喷射流：为高压水喷射流。2、构造2类：单液高压喷射流和水（浆）、气同轴喷射流。,第六章高压喷射注浆法,二、加固机理（三）加固地基的机理1、高压喷射流对土体的破坏作用喷射动能P：P=Qvm一般高压脉冲泵的工作压力20MPa以上对周围土体有压密作用2、水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用空气流使得水或浆破坏的土体迅速吹散，减小高压喷射的阻力。,第六章高压喷射注浆法,二、加固机理（三）加固地基的机理2、水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用固结体形状如下：,第六章高压喷射注浆法,二、加固机理（三）加固地基的机理2、水（浆）、气同轴喷射流对土体的破坏作用大砾石层中高喷原理类似渗透灌浆机理。对于腐殖土，加固机理类似粘性土。3、水泥与土的固结机理水化、水解、胶凝等,第六章高压喷射注浆法,二、加固机理（四）加固土的基本形状1、直径或长度单管旋喷直径0.30.8m，三重管旋喷直径0.71.8m，二重管位于二者之间，多重管24m。表6-12、固结体形状3、重量因有气泡，粘性土要轻10%，砂土可能重10%4、渗透性有硬壳，可防渗,第六章高压喷射注浆法,二、加固机理（四）加固土的基本形状5、强度中心低、外侧高；粘性土510MPa，砂土820MPa6、耐久性化学稳定性较好7、单桩承载力较大,第六章高压喷射注浆法,三、设计计算（一）室内配方和现场喷射试验优选最合理配方，查明固结体的直径和强度（二）固结体尺寸设计影响因素小型根据表6-1初选大型现场试验确定（三）固结体强度影响因素固结体强度规定按28d强度计算初选按照经验值大型现场试验确定,第六章高压喷射注浆法,三、设计计算（四）旋喷桩承载力