静压注浆-文档资料

1,基础工程施工技术,静压注浆,2,一、概述,静压注浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以充填、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，一定时间后，浆液将原松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体。并具较高的防渗性和稳定性,3,二、应用,1、软土地基加固2、坝基砂砾石灌浆3、后压浆4、后拉锚杆灌浆5、竖井灌浆6、隧道大塌方灌浆7、加固桥索支座岩石8、地铁的灌浆加固9、岩溶路基加固10、托换,4,增加地基土的不透水性。防止流砂、钢板桩渗水、坝基漏水和隧道开挖时涌水，以及改善地下工程的开挖条件防止桥墩和边坡护岸的冲刷整治塌方滑坡，处理路基病害提高地基土的承载力，减少地基的沉降和不均匀沉降用于建筑物托换。尤其是古建筑地基加固,5,三、注浆浆液材料,粒状浆材：水泥浆水泥砂浆粘土浆化学浆液：无机浆材有机浆材（环氧树脂、聚氨酯类丙烯酰胺类、木质素类）,6,水泥浆液性能,7,粘土浆液性能,8,化学浆液性能,水玻璃45%+氯化钙55%瞬间水玻璃+硅氟酸几秒几十分(用量1)(用量0.1-0.4)水玻璃+铝酸钠（1）几十秒几十分(用量1)(用量1,含铝量0.01-0.19kg/L),9,10,11,四、注浆理论,渗透灌浆劈裂灌浆压密灌浆电动化学灌浆,12,1、渗透灌浆,渗透灌浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙中的自由水和空气，而基本上不改变原状土的结构和体积。球形扩散理论柱形扩散理论袖套管法理论,13,a球形扩散理论,14,扩散半径计算公式:,15,b柱形扩散理论,16,C袖套管扩散理论,假定浆液在砂砾中作紊流运动，则扩散半径为：d为被灌土体有效粒径v为浆液运动粘滞系数n为孔隙率,17,2、劈裂灌浆,劈裂灌浆是指压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度。引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应力平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙增大。从而浆液的可灌性和扩散距离增大。,18,根据有效应力的库仑莫尔破坏标准，当材料应力达到与下式相符时即将发生破坏：,灌注压为下式时，发生劈裂K为主应力比，h为灌注深度,19,3、压密灌浆,通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体压密，在注浆管端部附近形成浆泡。紧靠浆泡处的土体遭到严重的破坏和剪切，并形成塑性变形区，离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形，土体得到加密。浆泡直径可达1米，离浆泡0.3-2米的土体都能受到明显的加密。,20,4、电动化学灌浆,渗透系数小于10-4cm/s时，只靠一般静压力难使浆液注入土的孔隙中。因此在施工时将带孔的注浆管作为阳极，滤水管作为阴极，将溶液由阳极注入土中，并通以直流电（0.3-1V/cm),在电渗作用下，孔隙水由阳极流向阴极，化学浆液也随之流入土的孔隙中，并在土中硬化。,21,五、灌浆加固机理,1化学胶结2隋性填充3离子交换三个影响因素：1浆液与接触界面的结合形式2浆液饱和度3时间效应,22,浆液与接触界面的结合形式,a完全充填b存在水化膜c存在软土隔层d局部胶结,23,六、灌浆设计与计算,（一）灌浆方案选择1、根据灌浆目的地基加固-水泥浆,水泥砂浆,水泥水玻璃浆防渗堵漏-粘土水泥浆,粘土水玻璃,CF浆2、根据地层选浆液岩石裂隙-纯水泥浆砂砾溶洞-粘土水泥浆一般砂层、粘性黄土-化学浆液3、根据地层选灌法砂砾岩隙-渗透灌浆砂、粘性层-水力劈裂或电化学灌浆矫正不均匀沉降-压密灌浆,24,（二）灌浆标准,1、防渗标准（重要10-410-5cm/s一般10-3）2、强度和变形标准随各工程具体要求而定。（摩阻、端阻、不均匀变形、改变自振频率）3、施工控制标准灌浆质量只能工后检测或难以现场检测，因此通过施工控制标准来保证灌浆效果，按耗浆量降低率进行控制。由于灌浆是按渐加密的原则进行的，孔段耗浆量随加密下降。,25,（三）确定扩散半径,1理论计算2现场试验钻孔压水或注水钻孔取样大口径钻井或人工开挖，肉眼检查,26,27,（四）孔位布置,1单排孔布置,28,孔距：防渗墙厚度：a当l接近0时b仍不满足设计要求则采用多排孔b虽满足要求但孔距太小钻孔太多，则采用两排孔c孔距增大，则无效面积增大,29,2多排孔布置,最优排距有效厚度,30,31,（五）灌浆压力,灌浆压力是指不使地表面产生变化和邻近建筑物受到影响的前题下可采用的最大压力。上海市地基处理技术规范劈裂注浆：砂土：0.20.5Mpa粘土：0.203Mpa压密注浆：水泥砂浆：17Mpa水泥水玻璃：1Mpa,32,（六）灌浆量,n-孔隙率V-土量K-经验系数细砂0.30.5中砂0.50.7砂砾0.71.0湿陷性黄土0.50.8,33,七、注浆工艺,1、钻杆灌浆2、单过滤管灌浆3、双管栓塞灌浆4、双层钻杆灌浆（双液灌浆：水玻璃加硅氟酸其固结时间几秒至几十秒；水玻璃加铝酸钠其固结时间几十秒至几十分）,34,1钻杆灌浆,35,2单过滤管灌浆,36,37,3双层过滤管灌浆,38,39,4、双层钻杆灌浆,40,八、注浆机具,钻机注浆泵注浆器搅拌机流量、压力表,41,容量:1660L/min压力:3.628Mpa,注浆泵,42,注浆泵,43,单管注浆封堵器,44,双管注浆封堵器,45,九工程实例,1压力灌浆处理基础不均匀沉降2静压灌浆加固地基3劈裂灌浆在深基坑工程中的应用,46,1压力灌浆处理基础不均匀沉降,a某工程转炉风机基础装机之后,每月沉降观测,5个月沉降4.77mm,不均匀沉降3.56mm,超出风机基础允许的最大不均匀沉降值1.5mm.b原因分析基础是5根直径为1100mm长6mm灌注桩桩清底不好长江水位升降引起负摩阻C处理方法距基础边0.5m孔距1.5m布置34个灌浆孔,425水泥,压力:始压0.10.8Mpa(终压2Mpa),时间:600秒,47,2静压灌浆加固地基,a某银行办公楼建于1985年主体5层局部6层,后来在该楼东侧修建一栋16层64.8米的综合大楼原楼裂缝扩大达1113mm.b原因分析:施工中大量抽排水造成原地基水土流失.根椐计算要求地基承载力为150kpa而静探结果实际只有140kpa.C处理方法71个钻孔,深78米总进尺528.21米,水