高壓噴射注漿法.ppt

地 基 處 理,高壓噴射注漿法,高壓噴射注漿法 概述,1 高壓噴射注漿法的定義 所謂高壓噴射注漿法就是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆入(或置入)至土層預(yù)定的深度后，以20一40MPa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層，形成預(yù)定形狀的空間，當(dāng)能量大、速度快和脈動(dòng)狀的噴射流的動(dòng)壓力大于土層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，土顆粒便從土層中剝落下來，一部分細(xì)粒土隨漿液或水冒出地面，其余土顆粒在射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按定的漿土比例和質(zhì)量大小，有規(guī)律地重新排列。這樣注入的漿液將沖下的部分土混合凝結(jié)成加固體，從而達(dá)到加固土體的目的。它具有增大地基強(qiáng)度、提高地基承載力、止水防滲、減少支檔結(jié)構(gòu)物土壓力、防止砂土液化和降低土的含水量等多種功能。,高壓噴射注漿法 概述,高壓噴射注漿法的種類 高壓噴射注漿法按噴射流移動(dòng)方式、注漿管類型和置換程度可分成以下幾種：,高壓噴射注漿法 概述,下面對(duì)各種高壓噴射注漿方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹： 一、按噴射流的移動(dòng)方向，高壓噴射注漿法分為旋噴、定噴和擺噴三種 1旋噴法施工時(shí) 噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升，固結(jié)體呈圓柱狀。主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形性質(zhì)；也可組成閉合的帳幕，用于截阻地下水流和治理流砂。旋噴法施工后，在地基中形成的圓柱體，稱為旋噴樁。 2.定噴法施工時(shí) 噴嘴一面噴射一面提升，噴射的方向固定不變，固結(jié)體形如板狀或壁狀。 3擺噴法施工時(shí) 噴嘴一面噴射一面提升，噴射的方向呈較小角度來回?cái)[動(dòng)，固結(jié)體形如較厚墻狀。 定噴及擺噴兩種方法通常用于基坑防滲、改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。,高壓噴射注漿法 概述,二、按注漿管的類型(或高壓噴射注漿法的工藝類型)，高壓噴射注漿法可分為單管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5種方法。 1單管法 單管旋噴注槳法是利用鉆機(jī)等設(shè)備，把安裝在注漿管(單管)底部側(cè)面的特殊噴嘴置入土層預(yù)定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以20MPa左右的壓力把漿液從噴嘴中噴射出去沖擊破壞土體，同時(shí)借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使槳液與從土體上落下來的土粒攪拌混合，經(jīng)過一定時(shí)間的凝結(jié)固化，便在土中形成圓柱狀的固結(jié)體。,高壓噴射注漿法 概述,二、按注漿管的類型(或高壓噴射注漿法的工藝類型)，高壓噴射注漿法可分為單管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5種方法。 2二重管法 使用雙通道的二重注漿管。當(dāng)二重注漿管鉆進(jìn)到土層的預(yù)定深度后，通過在管底部側(cè)面的一個(gè)同軸雙重頃嘴，同時(shí)咳射出高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)的噴射流沖擊破壞土體。即以高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置噴射出20MPa左右的漿液，從內(nèi)噴嘴中高速?zèng)_出，并用07MPa左右壓力把壓縮空氣從外噴嘴中噴出。在高壓漿液流和它外圍環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著增大，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，最后在土中形成圓柱狀固結(jié)體。固結(jié)體的直徑顯然大于單管法的直徑.,高壓噴射注漿法 概述,二、按注漿管的類型(或高壓噴射注漿法的工藝類型)，高壓噴射注漿法可分為單管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5種方法。 3三重管法 三重管法可分為；灌注低壓水泥漿的GJG工法和高壓水泥漿氣流復(fù)合噴射流進(jìn)行第二次切削泥合的RJP工法兩種。 LJG法，是傳統(tǒng)的三重管法。使用分別輸送水氣漿三種介質(zhì)的三電注漿管，以水氣同軸雙噴嘴，在20一40MPa的水射流外圍環(huán)繞0.7MPa空氣況組成高壓水與氣的復(fù)合噴射流，沖擊切削上體借空氣的上升力將部分小土粒排出地面，形成較大的空隙，并通過在噴頭下端的噴嘴再另注入1-5MPa壓力的水泥漿,使?jié){液凝結(jié)為固結(jié)體由于水氣復(fù)合噴射流的能量大于漿氣復(fù)合噴射流，三重管固結(jié)體的直徑大于二重管固結(jié)體，見圖,高壓噴射注漿法 概述,二、按注漿管的類型(或高壓噴射注漿法的工藝類型)，高壓噴射注漿法可分為單管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5種方法。 3三重管法 三重管法可分為；灌注低壓水泥漿的GJG工法和高壓水泥漿氣流復(fù)合噴射流進(jìn)行第二次切削泥合的RJP工法兩種。 三重管RJP工法 它仍使用三重管送水氣漿，與CJG法不同之處是水泥漿用高壓噴射，b并在其外圖環(huán)繞空氣流，進(jìn)行第2次沖擊切削土體,高壓噴射注漿法 概述,二、按注漿管的類型(或高壓噴射注漿法的工藝類型)，高壓噴射注漿法可分為單管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5種方法。 4、多重管法(SSSMAN工法) 這種施工法需要先打一個(gè)導(dǎo)孔置入多重管，利用壓力大于或等于40MPa的高壓水流，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削破壞土體，被沖下來的土、砂和礫石等，立即用真空泵從管中抽出到地面，如此反復(fù)沖切土體和抽泥，并以自身的泥漿護(hù)壁，便在土中沖出一個(gè)較大的空洞，依靠土中自身泥漿的重力和噴射余壓使空洞不坍塌。裝在噴頭上的超聲波傳感器，及時(shí)測(cè)出空洞的直徑和形狀，由電腦繪出空洞圖形。當(dāng)空洞的形狀、大小和高低符合設(shè)計(jì)要求后，立即通過多重管充填穴洞。填充的材料根據(jù)工程需要隨意選用，水泥漿、水泥砂漿、泥凝土、礫石等均可，于是在地層中形成一個(gè)大直徑的柱狀固結(jié)體。在秒層中，最大可達(dá)4.0m并做到信息管理，施工人員完全掌握固結(jié)體的直徑和質(zhì)量。見圖。,高壓噴射注漿法 概述,二、按注漿管的類型(或高壓噴射注漿法的工藝類型)，高壓噴射注漿法可分為單管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5種方法。 5多孔管法(MJS工法) 地下噴射注漿系統(tǒng)，亦稱全方位高壓噴射工法。多孔管MJS工法分別以高壓水噴射流和高壓水泥漿加四周環(huán)繞空氣流的復(fù)合噴射流，兩次沖擊切削破壞土體，固結(jié)體的直徑較大。漿液凝固時(shí)間的長(zhǎng)短可通過速凝劑噴嘴注入速凝劑量調(diào)控，最短凝固時(shí)間可做到瞬時(shí)凝固。這是其它高壓噴射注漿法難以達(dá)到的。施工時(shí)根據(jù)地壓的變化，調(diào)整噴射壓力、噴射量、空氣壓力和空氣量，就可增大固結(jié)效果。固結(jié)體的形狀不但可做成圓形，還可做成半圓形。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的特征,高壓噴射注漿法是以高壓噴射流為加固地基的主要作用，是以高壓噴射流直接沖擊破壞土體，漿液與土以半置換或全置換凝固為固結(jié)體。噴射的能量大、速度快，象金屬般沖切破壞土體。從施工法、加固質(zhì)量到適用范圍，不但與靜壓注漿法有所不同，而且與其它地基處理方法相比，亦有獨(dú)到之處，高壓噴射注漿法的主要特征如下： 1、適用范圍較廣 由于高壓噴射注漿法固結(jié)體的質(zhì)量明顯提高，有強(qiáng)化地基的作用，它既可用于工程建設(shè)之前、工程建設(shè)之中，還可用于竣工后的托換工程，可以不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)，能在狹窄和較低矮的現(xiàn)場(chǎng)貼近建筑物施工，甚至可以不影響運(yùn)營(yíng)使用。高壓噴射注漿法除能強(qiáng)化地基之外，還有防水止?jié)B的作用，可用于深基坑地下工程的支檔和護(hù)底、筑造地下防水帳幕、減振、防止砂土液化、增大土的摩擦力和粘聚力以及防止基礎(chǔ)沖刷等方面(對(duì)地下水流速過大和已涌水的防水工程，應(yīng)慎用，必要時(shí)應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定)。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的特征,2適用地層較廣 高壓噴射注漿法適用于從淤泥、淤泥質(zhì)土到碎石類土，均有良好的加固效果 3、施工簡(jiǎn)便靈活 設(shè)備較輕便，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，施工時(shí)只需在土層中鉆一個(gè)孔徑為50mm或300mm的小孔，便可在土中噴射成直徑入0.44.0m的固結(jié)體，其徑孔比(加固固結(jié)體直徑鉆機(jī)開孔直徑)大于l0，因而能貼近已有建筑物基礎(chǔ)建設(shè)新建筑物。即使在不噴射時(shí)，也就是似金屬翼的高壓噴射流不存在，只有一根如290mm很細(xì)的注漿管及噴頭，施工鉆孔直徑要求在127mm以內(nèi)，所獲得的加固體直徑較大，其徑孔比也常大于10，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它地基處理方法。 4可控制固結(jié)體形狀 為滿足工程需要，在施工中可調(diào)整旋噴速度和提升速度、增減噴射壓力、改變噴射方向、調(diào)整噴射持續(xù)時(shí)間、更換噴嘴孔徑、改變流量等參數(shù)后，獲得個(gè)同體形的固結(jié)體，成為工程所需的形狀。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的特征,5可垂直噴射也可傾斜和水平噴射 通常情況下，采取在地面進(jìn)行垂直噴射注漿，但在隧道、礦井巷道工程、地下鐵道等建設(shè)中，亦可采用傾斜和水平噴射注漿。這樣族噴樁即可噴成垂直樁、傾斜樁和水平樁。 6可加強(qiáng)樁間土的固化 在非均質(zhì)土層中，固結(jié)體不勻稱、外表租糙、凹凸不平，在高壓噴射的注漿范圍外的地層，受噴射壓力的作用，會(huì)出現(xiàn)多條水泥翼板，這樣，高壓噴射注漿的施工加強(qiáng)了樁間土的固化，提高了樁間土的強(qiáng)度。 7耐久性較好 在用高壓噴射注漿法加固地基的工程中穩(wěn)定的加固效果并有較好的耐久性，可以用于永久性工程中。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的特征,8料源廣闊 噴射用的漿液以水泥為主，化學(xué)材料及外加劑為輔。一般的地基處理工程中，均可使用來源廣闊、價(jià)格低廉的425普通硅酸鹽水泥，若在地下水流速快，或土中含有腐蝕性元素、土的含水率大而固結(jié)體強(qiáng)度要求較高的條件下，可根據(jù)工程需要，在水泥漿液中滲入適量的外加劑，以達(dá)到速凝、高強(qiáng)、抗凍、耐腐蝕和漿液不沉淀等效果。此外，根據(jù)工程需要，還可以在水泥漿液中加入一定數(shù)量的粉煤灰，這不但利用了工業(yè)廢料，又可降低注漿材料的成本。 9、漿液的流失與回收 高壓噴射注漿法在施工時(shí)有一定的冒漿及漿液沿著管壁冒出地面有一般在10一20左，這樣漿液材料就有一定的耗費(fèi)。但在三重管法中可以回收再利用部分漿液或把冒出地面的漿液打鉆再壓入地下。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的特征,8料源廣闊 噴射用的漿液以水泥為主，化學(xué)材料及外加劑為輔。一般的地基處理工程中，均可使用來源廣闊、價(jià)格低廉的425普通硅酸鹽水泥，若在地下水流速快，或土中含有腐蝕性元素、土的含水率大而固結(jié)體強(qiáng)度要求較高的條件下，可根據(jù)工程需要，在水泥漿液中滲入適量的外加劑，以達(dá)到速凝、高強(qiáng)、抗凍、耐腐蝕和漿液不沉淀等效果。此外，根據(jù)工程需要，還可以在水泥漿液中加入一定數(shù)量的粉煤灰，這不但利用了工業(yè)廢料，又可降低注漿材料的成本。 9、漿液的流失與回收 高壓噴射注漿法在施工時(shí)有一定的冒漿及漿液沿著管壁冒出地面有一般在10一20左，這樣漿液材料就有一定的耗費(fèi)。但在三重管法中可以回收再利用部分漿液或把冒出地面的漿液打鉆再壓入地下。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的特征,10施工管理便利 高壓噴射法施工管理簡(jiǎn)單便利，在單管、二重管、三重管噴射過程中，通過對(duì)噴射壓力、吸漿量和冒漿情況的量測(cè)，即可間接的了解放噴的效果和存在的問題，以便及時(shí)調(diào)整族噴參數(shù)或改變工藝，保證固結(jié)質(zhì)量。 11安全生產(chǎn) 高壓噴射注漿施工較為安全，這是因?yàn)楦鞣N高壓設(shè)備如高壓水泵、高壓水漿條等均有安全閥門和超壓自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)泄壓裝置，即當(dāng)壓力超過規(guī)定值時(shí)，閥門便自動(dòng)開啟，泄?jié){降壓或自動(dòng)停機(jī)，不會(huì)因堵孔升壓造成爆破事故。 12環(huán)保效果好 高壓噴射注漿法施工時(shí)施工機(jī)具的振動(dòng)較小、噪音也較低，不會(huì)給周圍建筑物帶來振動(dòng)影響或產(chǎn)生噪音、公害，更不存在污染水域、毒化飲用水源的負(fù)面影響，環(huán)保效果好。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的適用范圍,一、適用的土質(zhì)條件 高壓噴射注漿法加固地基技術(shù)，主要適用于軟弱土層，如第四紀(jì)的沖(洪)積層、殘積層以及人工填土等，這些正是建筑物地基常出現(xiàn)病害，需要進(jìn)行地基處理的地層。 由于高壓噴射注漿法使用的壓力大，產(chǎn)生的噴射流的能量大、速度快，當(dāng)它連續(xù)和集中地作用在土體上，壓應(yīng)力和沖蝕等多種因素便在很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生效應(yīng)，對(duì)從粒徑很小的細(xì)粒土到顆粒直徑較大的卵石、碎石土，幾乎各類土質(zhì)，無論其軟硬，均有巨大的沖擊破壞和攪動(dòng)作用，使注入的漿液和土拌臺(tái)均勻，凝固為新的固結(jié)體。 實(shí)踐證明，高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、黃土、砂土、人工填土和碎石土地基，并解決了小顆粒土不易注漿加固的難題。對(duì)卵(礫)石粒徑為30一200mm、含量為30的砂礫土，噴射效果仍較好。對(duì)于土層中含有少量粒徑大于200mm，甚至達(dá)到1000mm的大漂石，可在其上鉆孔后進(jìn)行噴射注漿，使漂石和四周較小粒徑的土成為一體或在漂石四周噴射注漿填充空隙，使?jié){液把漂石包起來。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的適用范圍,一、適用的土質(zhì)條件 對(duì)于含有大量植物根莖的地層(含有大量大粒徑塊石、堅(jiān)硬粘性土地層)，因噴射流可能受到削弱，沖擊破碎力急劇下降，影響處理效果。而對(duì)于含有過多有機(jī)質(zhì)的土層，則處理效果取決于因結(jié)體的化學(xué)穩(wěn)定性和固結(jié)體強(qiáng)度。遇到達(dá)幾種土就需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性。 對(duì)于地下水流速過大的情況，噴射漿掖無法在注漿管周圍凝固，對(duì)無填充物的巖溶地段、長(zhǎng)年凍土以及對(duì)水泥有嚴(yán)重腐蝕的地基，均不宜采用高壓噴射注漿法。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的適用范圍,二、適用工程對(duì)象 地基土經(jīng)高壓噴射注漿后，由原來的松散軟弱狀態(tài)變成各種形狀的固結(jié)體，并具有較高的強(qiáng)度、良好的止水抗?jié)B性能和耐久性。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐，高壓噴射注漿法適用于下列工程； 1提高地基承載力 根據(jù)高壓噴射同結(jié)體形式的不同，可提高水平、垂直承載力，減小地基壓縮變形和建筑物的不均勻沉降，對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)、加固、扶正、糾偏. 2已有建筑物地基旋噴補(bǔ)強(qiáng)加固 整治已有建筑物的沉降和不均勻沉降以及基礎(chǔ)托換、見圖10118還可用于建筑物增層的地基處理和基礎(chǔ)托換。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的適用范圍,二、適用工程對(duì)象 3擋土、排水、圍堰及地下工程建設(shè) (1)擋土擋水圍堰，保護(hù)鄰近建筑物； (2)地下管道、涵洞坑道、隧道的護(hù)拱，或隧道、地下鐵道水平旋噴開挖支檔護(hù)拱； (3)防止基坑底部隆起，即護(hù)底作用。 4增大土的摩擦力和粘聚力 (1)防止小型塌方和滑坡及旋噴錨桿防止滑坡； (2)土層旋噴錨固，。 5、減小振動(dòng)，固化流砂，防止液化 (1)減小設(shè)備基礎(chǔ)振動(dòng)； (2)固化流砂 (3)防止砂土地基液化。,高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法的適用范圍,二、適用工程對(duì)象 6降低土的含水量 (1)整治路基