化学加固法.ppt

化学加固法 结构工程一、概述 化学加固法 Chemical Stabilization：利用水泥浆液、黏土浆液或其他化学浆液,通过灌注压入、高压喷射或机械搅拌,使浆液与土颗粒胶结起来,以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。灌浆法水泥土搅拌法高压喷射注浆法第一节 灌浆法v一、概述v二、加固机理v三、设计计算v四、施工方法v五、灌浆质量与效果检验一、概述1 1、定义、定义 灌浆法 Grouting 亦称注浆法,是指利用液压、气压或电化学原理学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地中,浆液以填充、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,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。2、灌浆法的目的v增加地基土的不透水性,防止流沙、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。v防止桥墩和边坡护岸的冲刷。v整治塌方滑坡,处理路基病害。v提高地基土的承载力,减少地基土的沉降和不均匀沉降。v进行托换技术,对古建筑的地基加固或已有建筑物附近修建新的结构较为常用注：因为造价较高,不适合大面积 体积 使用3、适用范围 1 适用地基土层 砂、砂砾是和粉细砂；软粘土、杂填土和淤泥；湿陷性黄土。3、适用范围 2 适用工程领域v坝基：砂基、砂砾石地基、喀斯特溶洞及断层软弱夹层等；v房基：一般地震及震动基础等,包括对已有建筑物的修补；v道路基础：公路、铁路和飞机场跑道等；v地下建筑：输水隧洞、矿井巷道、地下地铁和地下厂房等；v其它：预填骨料灌浆、后拉锚杆灌浆及灌注桩后灌浆等。3 在岩土工程的应用二、加固机理1、灌浆工程中所用的浆液是由主剂 原材料、溶剂和外加剂混合而成,通常所说的灌浆材料是指浆液中的主剂。2、灌浆材料可分为粒状浆材 悬液 和化学浆材 真溶液 两个系统。粒状浆材有纯水泥浆、水泥砂浆、粉煤灰水泥浆、硅粉水泥浆、粘土水泥浆等。化学浆材有硅酸盐浆材、丙烯酞胺类及无毒丙凝、改性环氧树脂浆材、聚氨脂浆材、木质素类等。灌浆材料的性质灌浆材料 的性质 分散度 越高,可灌性越好 沉淀析水性 对灌浆质量有不利影响 凝结性 两个阶段 1 浆液流动性减少到不可泵送 2 凝结后的浆液随时间而逐渐硬化 热学性 有时存在水化热并需要控制 收缩性 干燥养护时会发生,应采取防御措施 结石强度 影响因素较多,受浆液浓度影响最大 渗透性 较小 耐久性 在长期水压力作用下或地下水有侵蚀性时需考虑 常用浆材 1.水泥浆材 水泥浆材凝固后的结石强度高,造价低,无毒性、不污染环境,既可用于岩土加固,也适用于地下防渗,所以水泥浆材是国内外灌浆工程中运用最广的,用量最大的浆材。灌浆工程中常用的水泥为普通硅酸盐水泥,当地下水有腐蚀性时,可用矿渣水泥、火山灰水泥和抗硫酸盐水泥等。常用浆材 纯水泥浆由水和水泥按一定比例混合,常用的水灰比在0.5:15:1之间。水泥浆水灰比越高,流动性越好,可灌性就越好,但析水率越大,稳定性就越差,结石强度就越低。在加固工程中,常用的水灰重量比为0.6:12:1;对于防渗水泥浆,当水灰比为0.6时,为接近稳定性浆液,可不加入膨润土,但当水灰比大于0.6时,应加入水泥量1%2%的膨润土。灌浆中常用的附加剂有速凝剂、缓凝剂。当在较大孔隙或裂隙中灌浆时,常在水泥浆中加砂,成为成本更低的水泥砂浆,以此提高浆液固体含量,使其不致扩散过远。常用浆材 水泥浆材是工程中应用最广泛的浆液,这种悬浮液的主要问题是析水性大、稳定性差,且水灰比越大越突出。纯水泥浆的凝结时间较长,在地下水流速较大的条件下灌浆易受冲刷和稀释等。因而常加入各种附加剂 外加剂。常用浆材 2.粉煤灰水泥浆材 在普通硅酸盐水泥浆材中加入粉煤灰,可提高浆液结石的抗腐蚀能力和防渗帷幕的耐久性,并且还可以节约水泥用量,降低成本,消化三废。粉煤灰的掺入量根据目的不同而不同。3.硅粉水泥浆材 硅粉是钢厂和铁合金厂生产硅钢和硅铁时产生的一种烟尘,其主要成分为二氧化硅 85%-98%,硅粉颗粒极细,d50仅为0.1一1.Oum。硅粉中大量的活性二氧化硅与水泥水化后放出的氢氧化钙反应生成强度更高的凝胶,从而使浆液结石强度大大提高。常用浆材4.粘土水泥浆 以蒙脱石为主的膨润土,是一种水化能力极强,膨胀性大,分散性很高的活性粘土。根据工程目的不同,粘土可作为附加剂以改善水泥浆材的稳定性,也可作为主要材料使用,形成粘土水泥浆或水泥粘土浆材,它主要用于防渗堵漏。5.硅酸盐浆材 硅酸盐属于溶剂型化学浆材,它具有可灌性好,价格低廉,货源充足,无毒和凝结时间可控制等优点,故使用十分广泛。由硅酸盐加缓凝剂,常采用单液硅化注浆法施工。而当硅酸盐中加入速凝剂时,常采用双液双管硅化法施工。常用浆材6.水泥水玻璃浆材 水泥水玻璃浆材的可灌性介于水泥和水玻璃之间,浆液结石抗压强度可达1020MPa具有材料来源丰富、价格低、无污染、胶结时间可控制等优点。它常用防渗和加固工程。常用的水泥水玻璃浆材其配比大体是:水灰比0.8:11:1,水泥浆与水玻璃的体积比为1:0.61:0.8。7.丙烯酞胺类及无毒丙凝 丙烯酞胺又称丙凝,国外常称AM-9,相比丙凝来说,无毒丙凝对空气和地下水的污染要小得多,如美国的AC-400和我国的AC-MS。常用浆材8.改性环氧树脂浆材 具有粘度低,亲水性好,毒性较低,可在低温与水下灌浆等特点,适用于混凝土裂缝、软弱岩基特殊部位的灌浆加固处理。9.聚胺脂浆材 粘度低,可灌性好,适用于动水条件下防渗堵漏。双液注浆法 主剂和胶凝剂必须在不同的灌浆管或不同的时间分别灌注的注浆方法。单液注浆法 主剂和胶凝剂能在注浆前预先混合起来注入同一钻孔中的注浆方法,或称一步法。3 3、灌浆机理及运用、灌浆机理及运用 根据灌浆工艺不同,灌浆机理可归纳为4类:渗入性灌浆、劈裂灌浆、压 挤 密灌浆和电化学灌浆。灌浆机理渗入性灌浆劈裂灌浆压 挤 密灌浆电化学灌浆1.渗透灌浆 渗透灌浆是指在灌浆压力作用下,浆液在不扰动和破坏地层结构的条件下渗入岩土裂隙的灌浆。由于灌浆压力相对较低,浆液的渗入与水在土中的渗透相似。1938年Maag首次发表了牛顿流体的球形扩散公式,假定砂土为均质各向同性体,浆液为牛顿流体,在土中的渗透服从达西定律;采用填压法灌浆,浆液从灌浆管底端注入地层,浆液在土层中呈球形扩散。只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。2.劈裂灌浆 在灌浆压力作用下,浆液克服地层的初始压力和抗拉强度,引起岩石或土层结构的破坏和扰动,使地层中原有的裂隙和孔隙扩张,或形成新的裂隙和孔隙,从而使低透水性地层的可灌性和浆液扩散距离增大,这种灌浆法所用的灌浆压力相对较高。该法适用于粉土、软粘土、岩石地基等。3.挤密灌浆 通过钻孔向土层中压入浓浆,随着土体的压密和浆液的挤入,将在压浆点周围形成灯泡形空间,并因浆液的挤压作用而产生辐射状上抬力,从而引起地层局部隆起,许多工程正是利用这一原理纠正了地面建筑的不均匀沉降。该法适用于较松散的砂土、不饱和粘性土、纠偏等。4.电化学灌浆 在粘性土中插入金属电极并通以直流电后,就在土中引起电渗、电泳和离子交换等作用,促使在通电区域中的含水量显著降低,从而在土内形成渗浆“通道”。若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液,就能在“通道”上形成硅胶,并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体。该法适用于饱和粘土、粉质粘土、净砂等。三、设计计算 一 设计程序及设计内容1.设计程序v地质调查v方案选择 选择原则参见下页 v灌浆试验v设计和计算v现场施工v补充和修改设计灌浆方案选择原则1、提高地基强度、降低压缩性：一般选水泥浆、水泥砂浆和水泥水玻璃等水泥系浆材或采用环氧树脂、聚氨醋以及以有机物为固化剂的硅酸盐浆材等高强度化学浆材。2、防渗堵漏：可采用黏土水泥浆、黏土水玻璃浆、水泥粉煤灰混合物、丙凝及无毒丙凝、铬木素以及以无机物为固化剂的硅酸盐浆材等。3、裂隙岩层：一般采用纯水泥浆 水泥砂浆 中掺入少量膨润土；砂砾石层或溶洞：可采用黏土水泥浆；砂层：一般只采用化学浆液。4、黄土：采用单液硅化法 硅酸钠掺氯化钠 或碱液法 氢氧化钠或氢氧化钠加氯化钙 5、孔隙较大的砂砾石层或裂隙岩层：采用渗入性注浆法;砂层中灌注粒状浆材：宜采用水力劈裂法;黏性土层：采用水力劈裂法或电动硅化法;娇正建筑物不均匀沉降：采用挤密灌浆法。2.2.灌浆设计内容灌浆设计内容v灌浆标准 防渗、强度和变形、施工耗浆量标准等 v施工范围 灌浆深度、长度、宽度 v灌浆材料选择v浆液影响 扩散 半径 浆液在设计压力下所能达到的有效扩散距离。并非最远距离,而是符合设计要求的扩散距离;要选择多数情况下达到的数值,而不是取平均值;可以根据理论公式法进行估算,见下式;地质条件复杂或计算参数不易确定时,应通过现场灌浆试验确定,无试验资料时可按照渗透系数参照有关参考书确定 2.灌浆设计内容v钻孔布置 根据浆液的注浆有效范围确定,且应相互重叠,使被加固岩土体在空间上连成整体 v灌浆压力 是指不会使地面产生变化和邻近建筑物受到影 响前提下可能采用的最大压力。与地基土的密度、强度、初始应力、钻孔深度、灌浆次序等有关,宜通过灌浆试验确定 v灌浆效果检测四、施工方法四、施工方法五、灌浆质量的效果检验灌浆效果检验通常在灌浆结束后28天进行。灌浆效果的 检验方法灌浆量静力触探 CPT 抽水试验现场静载荷试验钻孔弹性波速试验 测定动弹性模量和剪切模量 标准贯入试验 SPT 室内土的物理力学指标试验射线密度计法第二节 深层搅拌法v一、概述v二、加固机理v三、设计计算v四、施工流程v五、质量检验2、适用范围 建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2012 中规定:水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区,必须通过现场试验确定其适用性。一、概述1.定义 深层搅拌法 Soil Cement Mixing,Cement Deep Mixing or in Situ Soil Mixing Method等 是利利用水泥 或石灰 等材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂 浆液或粉体 强制搅拌,由固化剂和软土间产生一系列的物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和足够强度的加固体,从而提高地基土的强度,降低压缩性或减小渗透性的地基处理方法。按施工方法又分为水泥浆搅拌法 湿法,Wet Method,又称水泥土搅拌法 Deep Mixing Method 和粉体喷射搅拌法 干法,Dry or Dry Jet Mixing-DJM Method。加固体可做成圆形的桩体 柱状、片状、块状、格栅状或条带状 壁状,形成地下连续墙 等。3.水泥土加固软弱土层的优点 1 由于将固化剂和原地基土就地搅拌混合,因而最大限 度地利用了地基土。2 搅拌时地基土较少产生侧向位移,对周围建筑物影响 小。3 根据设计要求,可合理选择固化剂和配方,设计灵活。4 施工时无振动,无噪音,无污染,可在市区及建筑群中施工 5 土体加固后重度基本不变,对软弱下卧层不产生附加 沉降。6 与钢筋混凝土桩相比,节省了大量钢材,降低了造价。7 根据上部结构需要,可灵活采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式。4、应用的工程领域v建筑物或构筑物地基v防止码头岸壁滑动、深基坑开挖坍塌、坑底隆起v作为地下防渗墙或防水帷幕,对桩侧或板桩背后的软土软土加固以增加侧向承载能力v抗液化处理v工程减震v防止地基中的污染物扩散v对污染土地基进行处理等二、加固机理 一一 水泥土的性质水泥土的性质1.物理性质:容重稍大于软土。2.力学性质1 无侧限抗压强度:fcu=304000kPa,其影响因素主要有:v天然土的类型:对黏性土、粉土、砂土、碎石土的影响不尽相同;v水泥掺入比aW 掺入的水泥重量/被加固的软土的湿重量X100%:aw增大,fcu增大,aw5%,一般aw 1025%,正相关;v固化剂 水泥、石灰、粉煤灰等 类型:取决于固化剂和天然土的性质;v龄期:90100天,在此范围内随龄期的增加而提高,正相关;v养护温度:正相关;v水泥标号或强度:正相关;v土的含水量w:w增大,fcu减小,负相关;v有机质含量:有机质含量增高,fcu减小,负相关;v外掺剂:如石膏、粉煤灰、三乙醇胺等,可提高其强度。v养护方法:对短龄期的水泥土强度的影响大。1、水泥土的性质2 其它强度:抗拉、抗剪及模量随无侧限抗压强度的增大而增大。3 压缩系数和压缩模量:压缩系数约为 2.03.5 X 10-5 kPa-1,相应的压缩模量为 60100 MPa4 抗冻性:-150C以上,能保证强度。2、加固原理1.水泥的水解和水化作用 Dehydration Process 普通硅酸盐水泥成分主要为Ca0、SiO2、Al2O3、Fe203、S203等,这些矿物能很快与软土中的水发生水化与水解作用生成Ca OH 2、CaSi03.nH20、含水铝酸钙等化合物而溶解于水,就使水泥颗粒新鲜面不断发生水解与水化而使水饱和,后来再水解的物质不能溶解则形成胶体,从而增强了软土强度。2、加固原理2.土颗粒与水泥水化物的作用v离子交换和团粒化作用离子交换和团粒化作用 Ion Exchange Flocculation Ion Exchange Flocculation 软土中的Na+,K+与水泥水化生成的Ca OH 2中的Ca2+进行当量吸附交换,使较小的土颗粒形成较大的土团,从而使土体强度提高。水泥水化后生成的凝胶离子比表面积 单位体积的表面积 比原水泥颗粒大1000倍,因而产生很大的表面能,具有强烈的吸附活性,能使较大的土团进一步结合起来,使水泥土形成坚固联接的团粒结构,提高了其强度。2、加固原理v硬凝反应硬凝反应 Pozzolanic Reaction Pozzolanic Reaction 水泥水化后,溶液中析出了大量Ca2+,部分进行离子交换外,其余部分则发生下列反应：生成后的矿物硬化,增大了土的强度。3.碳酸化作用 水泥水化物中游离的Ca OH 2能吸附水与空气中的C02,发生下列反应：CaC03不溶于水,这种反应也能增大上的强度,但速度较慢幅度较小。三、设计计算1、水泥土搅拌桩的特性 在竖向荷载作用下,单桩承载力取决于桩身强度和土对桩的支承力。桩身强度与水泥标号、掺入量等因素有关;土对桩的承载力是由桩侧摩阻力与桩端阻力组成。当桩未穿透软土层时,桩侧阻力起主要作用,当桩端进入硬土层时,则两者兼有,桩和桩间软土组成复合地基共同发挥作用。三、设计计算2、水泥土搅拌桩的设计 1 单桩承载力的确定 水泥土搅拌桩单桩承载力标准值Ra应由单桩载荷试验确定,初步设计时也可通过下式计算:三、设计计算上式中 fcu与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块 边长70.7mm的立方体,也可采用边长为50mm的立方体 在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均 kPa ;桩身强度折减系数,干法可取0.200.30;湿法可取0.250.33;up桩的周长 m;qsi桩周第i层土的侧阻力特征值。对淤泥可取47kPa;对淤泥质土可 取612kPa;对软塑状态的粘性土可取1015kPa;对可塑状态的粘性 土可以1218kPa;li桩长范围内第i层土的厚度 m;qp桩端地基土未经修正的承载力特征值 kPa ,可按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007的有关规定确定;a-桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.40.6,承载力高时取低值。三、设计计算 2 水泥土搅拌桩复合地基承载力计算 水泥土搅拌桩复合地基承载力应由现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可按下式估算:三、设计计算上式中fspk一复合地基承载力特征值 kPa ;m面积置换率;Ra单桩竖向承载力特征值 kN ;Ap桩的截面积 m2 桩间土承载力折减系数。当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.10.4,差值大时取低值;当桩端土未经修正的承载力特征值小于或等于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.50.9,差值大时或设置褥垫层时均取高值;fsk处理后桩间土承载力特征值 kPa ,宜按地区经验取值,无经验时可取天然地基承载力特征值。面积置换率m桩数n式中A一地基加固面积m2。桩数n确定后,即可按正方形、等边三角形进行桩的平面置。三、设计计算 3 水泥土搅拌桩复合地基沉降计算 水泥土搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层的平均压缩变形s1与桩端下未加固土层的压缩变形s2;1.搅拌桩复合土层的压缩变形s1;可按下式计算 应力扩散法:上式中pz搅拌桩复合土层顶面的附加压力值 kPa；pzl搅拌桩复合土层底面的附加压力值 kPa；l搅拌桩桩长；ESp搅拌桩复合土层的压缩模量 kPa；;Ep搅拌桩的压缩模量,可取 100120 fcu kPa 。对桩 较短或桩身强度较低者可取低值,反之可取高值；ES桩间土的压缩模量 kPa。2.桩端以下未加固土层的压缩变形S2,可按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007-2011的有关规定进行计算。三、设计计算3、竖向承载搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度可取200300mm。其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒径不宜大于20mm。4、竖向承载搅拌桩复合地基中的桩长超过10m时,可采用变掺量设计,在全桩水泥总掺量不变的前提下,桩身上部三分之一桩长范围内可适当增加水泥掺量及搅拌次数；桩身下部三分之一桩长范围内可适当减少水泥掺量。三、设计计算5、竖向承载搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求,采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固型式。桩可只在基础平面范围内布置,独立基础下的桩数不宜少于3根。柱状加固可采用正方形、等边三角形等布桩型式。6、当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时,应按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007-2011的有关规定进行下卧层承载力验算。三、设计计算7、布桩形式 1 柱状:每隔一定的距离打设一根或多根搅拌桩。适合于单层工业厂房独立柱基础和多层房屋条形基础下的地基加固。2 壁状:沿一定长度方向将相邻搅拌桩部分重叠搭接即成为壁状加固形式。适用于深基坑开挖时的边坡加固以及建筑物长高比较大、刚度较小、对不均匀沉降敏感的多层砖混结构房屋条形基础下的地基加固。3 块状:这是一种沿纵横两个方向的相邻桩相互搭接而成的搅拌桩加固形式。对上部结构单位面积荷载大,对不均匀沉降控制严格的构筑物地基进行加固可采用此种布桩形式。如在软土地区开挖深基坑时,为防止坑底隆起即可采用块状加固形式。三、设计计算8、水泥土搅拌桩壁状加固深基坑的设计计算土压力计算抗倾覆计算抗滑移计算整体稳定计算抗渗计算抗隆起计算重力式挡土墙四、施工流程 水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异。其主要步骤应为:1.搅拌机械就位、调平;2.预搅下沉至设计加固深度;3.边喷浆 粉、边搅拌提升直至预定的停浆 灰 面;4.重复搅拌下沉至设计加固深度;5.根据设计要求,喷浆 粉 或仅搅拌提升直至预定的停浆 灰 面;6.关闭搅拌机械。在预 复 搅下沉时,也可采用喷浆 粉 的施工工艺,但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。五、质量检查v水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程,并应坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录,并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。查重点是:水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。v水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用以下方法:1.成桩7d后,采用浅部开挖桩头 深度宜超过停浆 灰 面 下O.5m,目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径,检查量为,总桩数的5%。2.成桩后3d内,可用轻型动力触探 N10 检查每米桩身的均匀性。检验数量为施工总桩数的1%,且不少于3根。五、质量检查v竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。v载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时,并宜在成桩28d后进行,检验数量为桩总数的0.5%1%,且每项单体工程不应少于3点。经触探 标准贯入、静力触探 和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时,应在成桩28d后,用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验,检验数量为施工总桩数的0.5%,且不少于3根。五、质量检查v对相邻桩搭接要求严格的工程,应在成桩15d后,选取数根桩进行开挖,检查搭接情况。v基槽开挖后,应检验桩位、桩数与桩顶质量,如不符合设计要求,应采取有效补强措施。第三节 高压喷射注浆法 简介 普通注浆法的不足之处:由于土层和土性的关系,普通注浆法的加固效果常常不为人们所控制,尤其是在沉积的分层地基和夹层多的地基中,注入剂往往沿着层面流动；在细颗粒的土中,注入剂难以渗透到颗粒的孔隙中。高压喷射注浆法高压喷射注浆法1、定义 高压喷射注浆法 Jet Grouting Method 20世纪60年代中期创始于日本。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、气成为2060MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,切割破坏土体,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,在土中形成固结体,从而提高地基土的强度、降低压缩性或减小渗透性的地基处理方法。2.喷射方法与工艺类型 1 喷射方法 高压喷射注浆法形成的固结体形状与喷射流移动方向有关。一般分为旋转喷射 简称旋喷、定向喷射 简称定喷 和摆动喷射 简称摆喷 三种形式。2.喷射方法与工艺类型高压喷射高压喷射方法分类方法分类旋喷:喷嘴一面喷射一面旋转并提升,固结体呈圆柱状,称为旋喷桩。适用于：加固地基 提高抗剪强度,降低压缩性；截阻地下水、治理流砂等。定喷：喷嘴一面喷射一面提升,喷射的方向固定不变,固结体呈板状或壁状 片状。适用于：基坑防渗、改善地基土水流性质、加固边坡等。摆喷:喷嘴一面喷射一面提升,喷射的方向以较小角度来回摆动,固结体呈形如较厚墙状 扇形状。适用于：基坑防渗、改善地基土水流性质、加固边坡等。2.喷射方法与工艺类型 2 工艺类型 高压喷射注浆法的工艺类型有:一般分为单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法。单管法:喷射高压水泥浆液一种介质。喷射压力通常为2040MPa,固结体直径通常为0.30.6m。其典型的施工方法称为CCP ChemicalChurning Pile 法。2.喷射方法与工艺类型 二重管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气二种介质压力通常为20MPa左右,固结体直径通常为0.82.Om。的施工方法称为JSG Jumbo一et Special Grout 法。2.喷射方法与工艺类型 三重管法:喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。喷射压力通常为205OMPa,固结体直径通常为1.53.Om。其典型的施工方法称为CJG Column Jet Grout 法。2.喷射方法与工艺类型 由于以上3种方法的喷射流的结构和喷射的介质不同,有效处理长度也不同,以三管法最长,双管法次之,单管法最短。目前我国建筑地基高压喷射注浆处理深度已达30m以上。实践表明,旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。2.喷射方法与工艺类型 多重管法:地面钻导孔 置入多重管 向下旋转的超高压水流 最大压力可达60MPa 切割破坏土体 用真空泵从多重管中抽出 形成较大空间 喷嘴附近的超声波传感器可及时测出空间的直径和形状 填充浆液、砾石等 大直径柱状固结体。喷射压力通常为2060MPa,固结体直径通常为2.04.0m.其典型的施工方法称为SSS-Man Super Soil Stabilization Management 法。3、主要优点v适用范围广 新建及已建工程 v施工简便 通常只需钻一个直径为5Omm或300mm的小孔即可喷射注装形成直径0.3-4.Om的固结体 v可控制固结体形状 通过调整喷速、喷射压力、喷嘴尺寸等 v可垂直、倾斜和水平喷射v耐久性较好 可用于永久性工程 v料源广泛 浆液以水泥为主,适当加入各种外加剂 v设备简单 体积较小,能在狭窄和低矮的空间施工 4、适用范围建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2012 中规定:高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高的有机质时,以及地下水流速过大和已涌水的工程,应根据现场试验结果确定其适用性。5、在工程中的应用v 提高地基土的强度v 控制位移 变形 v 控制地下水v 减少振动、防止液化v 环境工程 防止污染物扩散与流动、形成水平向或竖向的防污流动屏障,通过向地基中喷射加入特定活性材料的浆液来处理污染物 建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2012:高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑地基加固,深基坑、地铁等工程的土层加固或防水。