第六章_高压喷射注浆法80p
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高压喷射注浆法(旋喷桩法)选喷桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等的地基加固。
桩径一般0.5-1.4m,最大2m,深达45m,其抗压强度5-10MPa,渗透系数可降至10-7-10-8cm/s。
A. 旋喷(一)施工准备1.材料(1)浆液材料以水泥为主材,加入不同外加剂后,可具有速凝早强、抗冻等性能。
一般普硅425#纯水泥浆,固结体强度28天可最大达1-2MPa。
固结体的强度和抗渗性能(MPa)配浆用水 淡水 海水 海水加2%CaCl2备注灰砂比 1:4 1:4 1:4抗渗压力(养护50天) 0.567 0.517 0.583抗折强度(养护80天) 2.525 2.519 2.450抗压强度(养护60天) 5.958 7.625 7.494浆液配方及性能水灰比外加剂 凝结时间h-min结合率%备注 名称 占水泥重%1:1 CaCL2238-007-008088425#普硅1:1 三乙醇胺0.030.007-107-45同上 NaCl0.030.57-106-451.2:10 20-00CaCl2 3 12-00 76-85 三乙醇胺 0.05 14-00 75-80 NaCl 0.5 14-00 75-80(2)喷浆量可按下列两种方法计算取大值)(3)对地下水丰富的工程需要在水泥浆中掺入速凝早强剂,通常有氯化钙、水玻璃及三乙醇胺等,用量为水泥用量的2%-4%,早期强度能提高1.6-2.4倍。
(4)旋喷固结体的平均抗压强度为20MPa以上高强型,一般注浆用的水泥要求不低于525号普硅水泥,通常掺入高效能扩散剂有NNO、NR3、NaNa2、Na2SiO3等。
(5)对于有抗渗要求的旋喷固体,不宜使用矿渣水泥,如仅要求抗渗而无抗冻要求的可使用火山灰水泥,在水泥浆中掺入2%-4%的水玻璃,注浆用的水玻璃模数要求在2.4-3.4较为合适,浓度要在30-45波美度为宜。
(6)对改善型,在水泥浆中掺入膨润土,使浆液悬浮性增加,微减小水泥颗粒沉淀量,以至浆液的析水率减小,稳定性强,其配方为:水:水泥:陶土:碱(水玻璃)=1:1:3:0.0009(7)在水泥浆中掺入其它外加剂,如铝酸钠、三乙醇胺(NR3)、β-萘磺酸盐甲醛缩合物(NF)、氧节——节树脂磺酸盐(CRS)、亚甲基二萘磺酸钠(NNO)、沸石粉等,按不土要求的流定性和稳定度凝结时间或提高抗压强度作适当选择。
第13章 高压喷射注浆法13.1概述高压喷射注浆法(Jet Grouting)是用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出,形成喷射流,以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法。
我国简称为高喷法或旋喷法。
20世纪60年代末期,日本NIT公司在承建日本国大阪市地下铁道建设冻结法施工中,由于冰冻融化,造成严重事故,后改为灌浆法施工。
在灌浆过程中,浆液沿着土层交界面溢走很多,不能完全达到加固地基和止水目的。
在这关键时刻,中西涉博士急中生智,大胆引用了水力采煤技术,将高压水射流技术应用到灌浆工程中,创造出一种全新的施工法——高压喷射注浆法。
它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后,用高压设备使浆液或水以20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体,同时钻杆以一定的速度渐渐向上提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个均匀的固结体,其地基加固和防水止渗效果良好。
不但解决了大阪地下铁道建设的难题,而且划时代地创造出一种全新的施工法——高压喷射注浆法,当时定名为CCP工法(Chemical Churning Pile or Pattern,我国现称单管法)。
在1973年莫斯科举行的第八届国际土力学学会(ISSMFE)会议上,这一发明得到各国岩土工程专家的称赞与重视。
我国是在日本之后研究开发较早和应用范围较广的国家。
1972年铁道部科学研究院率先开发高压喷射注浆法。
1975年,我国冶金、水电、煤炭、建工等部门和部分高等院校,也相继进行了试验和施工。
至今,高压喷射注浆法已成功应用于已有建筑和新建工程的地基处理、深基坑地下工程的支挡和护底、构造地下防水帷幕防止砂土液化、增大土的摩擦力和粘聚力以及防止基础冲刷等方面。
据不完全统计,我国已有近千项工程应用了高压喷射注浆技术。
经过多年的实践和发展,高压喷射注浆法已成为我国常用的一种施工方法。
它已列入国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ 202-2002和国家行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002中。
将注入剂形成高压喷射流,借助高压喷射流的切削和混合,使硬化剂和土体混合,形成圆柱状加固体,达到改良地基的方法。
在中国又称为“旋喷法”。
适用于处理砂类土、标准贯入值N<10的粘性土、淤泥和不含或含少量砾石的填土地基。
对于含有卵石的砾砂层,需通过现场试验,取得处理效果后,再决定是否采用旋喷法。
高压喷射注浆法可用作下列加固目的:(1)止水,形成防水幕,隔断地下水渗流;(2)防止基坑底部的粘性土涌土或砂类土管涌;(3)保护相邻构筑物或地下埋设物;(4)旧有建筑物的地基补强;(5)桩基的防护或代用;(6)地下盾构法等顶管施工时始末端的加固等。
设计主要包括加固体(桩)承载力确定,加固体直径确定,加固体强度确定,复合地基承载力确定,硬化剂用量确定,加固体的平面布置等。
加固体(桩)承载力确定可近似地按钻孔灌注桩的承载力计算方法确定。
桩的承载力取决于土的阻力和桩体强度。
按理论计算方法确定,包括按土体强度计算和按桩体材料强度计算。
按土体强度计算,可采用钻孔灌注桩的静力计算公式: [P]=μΣƒili+A[R] 式中[p]为加固体(桩)的容许承载力,N;μ为桩身截面周长,可按桩的直径计算,m;ƒi为各层土的容许摩阻力,N/m2;li为各层土的厚度,m;A为桩底支承面积,m2;[R]为桩尖处地基容许承载力,N,/m2。
按桩体材料强度计算:[P]=Kα[σ]A 式中[σ]为加固体(桩)材料的室内平均极限抗压强度,N/m2;α为加固体(桩)材料的强度折减系数,取0.4~0.5;A为加固体(桩)的横断面积,m2;K为安全系数。
此外,还可采取通过静荷载试验方法来确定旋喷桩的承载力,也可以利用静力触探和标准贯入触探的结果近似地计算承载力。
加固体(桩)直径确定加固体(桩)的直径和土质与施工方法等有密切关系,主要根据现场试验和工程实测资料确定。
加固体(桩)强度确定加固体(桩)的强度与土质和施工方法有密切关系。
采用单管法在砂类土中的加固体强度一般为3~7MPa,在粘性土中的加固体强度一般为 1.2~5MPa,采用三重管法在砂类土中的加固体强度为5~15MPa,在粘性土中的加固体强度为1~5MPa。