16静压注浆专题培训课件.ppt

一、概述一、概述l静压注浆法是指利用液压、气压或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，浆液将原松散位置，一定时间后，浆液将原松散的土颗粒或裂的土颗粒或裂 隙胶结成一个整体。隙胶结成一个整体。并具较高的防渗性和稳定性并具较高的防渗性和稳定性二、应用二、应用l1、软土地基加固、软土地基加固l2、坝基砂砾石灌浆、坝基砂砾石灌浆l3、后压浆、后压浆l4、后拉锚杆灌浆、后拉锚杆灌浆l5、竖井灌浆、竖井灌浆l6、隧道大塌方灌浆、隧道大塌方灌浆l7、加固桥索支座岩石、加固桥索支座岩石l8、地铁的灌浆加固、地铁的灌浆加固l9、岩溶路基加固、岩溶路基加固l10、托换、托换l增加地基土的不透水性。防止流砂、钢板桩渗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下工程的开挖条件l防止桥墩和边坡护岸的冲刷防止桥墩和边坡护岸的冲刷l整治塌方滑坡，处理路基病害整治塌方滑坡，处理路基病害l提高地基土的承载力，减少地基的沉降和不均提高地基土的承载力，减少地基的沉降和不均匀沉降匀沉降l用于建筑物托换。尤其是古建筑地基加固用于建筑物托换。尤其是古建筑地基加固三、注浆浆液材料三、注浆浆液材料l粒状浆材：水泥浆粒状浆材：水泥浆l 水泥砂浆水泥砂浆l 粘土浆粘土浆l化学浆液：无机浆材化学浆液：无机浆材l 有机浆材（环氧树脂、聚氨酯类有机浆材（环氧树脂、聚氨酯类l 丙烯酰胺类、木质素类）丙烯酰胺类、木质素类）水泥浆液性能水泥浆液性能粘土浆液性能粘土浆液性能化学浆液性能化学浆液性能l水玻璃水玻璃45%+45%+氯化钙氯化钙55%55%瞬间瞬间l水玻璃水玻璃+硅氟酸硅氟酸几秒几秒几十分几十分(用量用量1)(1)(用量用量0.1-0.4)0.1-0.4)l水玻璃水玻璃+铝酸钠（铝酸钠（1 1）几十秒几十秒几十分几十分 (用量用量1)(1)(用量用量1,1,含铝量含铝量0.01-0.19kg/L)0.01-0.19kg/L)四、注浆理论四、注浆理论l渗透灌浆渗透灌浆l劈裂灌浆劈裂灌浆l压密灌浆压密灌浆l电动化学灌浆电动化学灌浆1、渗透灌浆、渗透灌浆 渗透灌浆是指在压力作用下使浆液充填土的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。空气，而基本上不改变原状土的结构和体积。l 球形扩散理论球形扩散理论l 柱形扩散理论柱形扩散理论l 袖套管法理论袖套管法理论a a球形扩散理论球形扩散理论扩散半径计算公式扩散半径计算公式:b b柱形扩散理论柱形扩散理论C C袖套管扩散理论袖套管扩散理论l假定浆液在砂砾中作紊流运动，假定浆液在砂砾中作紊流运动，则扩散半径为：则扩散半径为：ld为被灌土体有效粒径为被灌土体有效粒径lv为浆液运动粘滞系数为浆液运动粘滞系数ln为孔隙率为孔隙率2、劈裂灌浆劈裂灌浆l劈裂灌浆是指压力作用下，浆液克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，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增大。从而浆液的可灌性和扩散距离增大。离增大。根据有效应力的库仑根据有效应力的库仑莫尔破坏标准，当材料应力莫尔破坏标准，当材料应力达到与下式相符时即将发生破坏：达到与下式相符时即将发生破坏：l灌注压为下式时，发生劈裂灌注压为下式时，发生劈裂lK为主应力比，为主应力比，h为灌注深度为灌注深度3、压密灌浆、压密灌浆l 通过钻孔在土中灌入极浓的通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体压密，在浆液，在注浆点使土体压密，在注浆管端部附近形成浆泡。注浆管端部附近形成浆泡。l 紧靠浆泡处的土体遭到严重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区，离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形，土体得到加密。生弹性变形，土体得到加密。l 浆泡直径可达浆泡直径可达1米，离浆泡米，离浆泡0.3-2米的土体都能受到明显的米的土体都能受到明显的加密。加密。4、电动化学灌浆、电动化学灌浆l 渗透系数小于渗透系数小于10-4cm/s时，只靠一般静压力时，只靠一般静压力难使浆液注入土的孔隙中。因此难使浆液注入土的孔隙中。因此 l在施工时将带孔的注浆管作为阳极，滤水管作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，并通以直流为阴极，将溶液由阳极注入土中，并通以直流电（电（0.3-1V/cm),在电渗作用下，孔隙水由阳在电渗作用下，孔隙水由阳极流向阴极，化学浆液也随之流入土的孔隙中，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。并在土中硬化。五、灌浆加固机理五、灌浆加固机理l1化学胶结化学胶结l2隋性填充隋性填充l3离子交换离子交换l三个影响因素：三个影响因素：l1浆液与接触界面的结合形式浆液与接触界面的结合形式l2浆液饱和度浆液饱和度l3时间效应时间效应浆液与接触界面的结合形式浆液与接触界面的结合形式la完全充填完全充填lb存在水化膜存在水化膜lc存在软土隔层存在软土隔层ld局部胶结局部胶结六、灌浆设计与计算六、灌浆设计与计算l（一）灌浆方案选择（一）灌浆方案选择l1、根据灌浆目的、根据灌浆目的l 地基加固地基加固-水泥浆水泥浆,水泥砂浆水泥砂浆,水泥水玻璃水泥水玻璃浆浆l 防渗堵漏防渗堵漏-粘土水泥浆粘土水泥浆,粘土水玻璃粘土水玻璃,CF浆浆l2、根据地层选浆液、根据地层选浆液l 岩石裂隙岩石裂隙-纯水泥浆纯水泥浆l 砂砾溶洞砂砾溶洞-粘土水泥浆粘土水泥浆l 一般砂层、粘性黄土一般砂层、粘性黄土 -化学浆液化学浆液l3、根据地层选灌法、根据地层选灌法l 砂砾岩隙砂砾岩隙-渗透灌浆渗透灌浆l 砂、粘性层砂、粘性层-水力劈裂或电化学灌浆水力劈裂或电化学灌浆l 矫正不均匀沉降矫正不均匀沉降-压密灌浆压密灌浆（二）灌浆标准（二）灌浆标准l1、防渗标准、防渗标准l （重要（重要10-410-5cm/s 一般一般10-3）l2、强度和变形标准、强度和变形标准l 随各工程具体要求而定。（摩阻、端阻、不均匀变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）形、改变自振频率）l3、施工控制标准、施工控制标准l 灌浆质量只能工后检测或难以现场检测，因此通过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。量随加密下降。（三）确定扩散半径（三）确定扩散半径l1理论计算理论计算l2现场试验现场试验l 钻孔压水或注水钻孔压水或注水l 钻孔取样钻孔取样l 大口径钻井或人工开挖，肉眼检查大口径钻井或人工开挖，肉眼检查（四）孔位布置（四）孔位布置l1单排孔布置单排孔布置l孔距：孔距：l l l防渗墙厚度：防渗墙厚度：a 当当l接近接近0时时b仍不满足设计要求则采用多排孔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，则无效面积增大孔距增大，则无效面积增大2多排孔布置多排孔布置l最优排距最优排距l有效厚度有效厚度（五）灌浆压力（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上海市地基处理技术规范 劈裂注浆：砂土：劈裂注浆：砂土：0.20.5 Mpa 粘土：粘土：0.203 Mpa 压密注浆：水泥砂浆：压密注浆：水泥砂浆：17 Mpa 水泥水玻璃：水泥水玻璃：1 Mpa （六）灌浆量（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 0.50.8七、注浆工艺七、注浆工艺l1、钻杆灌浆、钻杆灌浆l2、单过滤管灌浆、单过滤管灌浆l3、双管栓塞灌浆、双管栓塞灌浆l4、双层钻杆灌浆（双液灌浆：水玻璃加硅氟、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；水玻璃加铝酸钠酸其固结时间几秒至几十秒；水玻璃加铝酸钠l其固结时间几十秒至几十分）其固结时间几十秒至几十分）1钻杆灌浆钻杆灌浆2单过滤管灌浆单过滤管灌浆3双层过滤管灌浆双层过滤管灌浆4、双层钻杆灌浆、双层钻杆灌浆八、注浆机具八、注浆机具l钻机钻机l注浆泵注浆泵l注浆器搅拌机注浆器搅拌机l流量、压力表流量、压力表 容量容量:1660 L/min 压力压力:3.628 Mpa注浆泵注浆泵注浆泵注浆泵 单管注浆封堵器单管注浆封堵器双管注浆封堵器双管注浆封堵器九工程实例九工程实例l1压力灌浆处理基础不均匀沉降压力灌浆处理基础不均匀沉降l2静压灌浆加固地基静压灌浆加固地基l3劈裂灌浆在深基坑工程中的应用劈裂灌浆在深基坑工程中的应用1压力灌浆处理基础不均匀沉降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某工程转炉风机基础装机之后,每月沉降观测每月沉降观测,5个月沉个月沉降降4.77mm,不均匀沉降不均匀沉降3.56mm,超出风机基础允许的超出风机基础允许的最大不均匀沉降值最大不均匀沉降值1.5mm.b原因分析原因分析 基础是基础是5根直径为根直径为1100mm长长6mm灌注桩灌注桩 桩清底不好桩清底不好 长江水位升降引起负摩阻长江水位升降引起负摩阻C处理方法处理方法 距基础边距基础边0.5m孔距孔距1.5m布置布置34个灌浆孔个灌浆孔,425水泥水泥,压压力力:始压始压0.10.8Mpa(终压终压2Mpa),时间时间:600秒秒2静压灌浆加固地基静压灌浆加固地基a 某银行办公楼建于某银行办公楼建于1985年主体年主体5层局部层局部6层层,后来在该楼后来在该楼东侧修建一栋东侧修建一栋16层层64.8米的综合大楼米的综合大楼 原楼裂缝扩大达原楼裂缝扩大达1113mm.b 原因分析原因分析:施工中大量抽排水造成原地基水土流失施工中大量抽排水造成原地基水土流失.根椐计算要求根椐计算要求地基承载力为地基承载力为150kpa而静探结果实际只有而静探结果实际只有140kpa.C处理方法处理方法 71个钻孔个钻孔,深深78米总进尺米总进尺528.21米米,水泥水泥55吨吨,灌浆压力灌浆压力0.30.5Mpa,最高单孔水泥用量最高单孔水泥用量1100kg 加固后地基承载力达加固后地基承载力达220Mpa未发现新裂纹未发现新裂纹3劈裂灌浆在深基坑工程中的应用劈裂灌浆在深基坑工程中的应用l目的目的:1.增加挡土墙内侧土体被动土抗力增加挡土墙内侧土体被动土抗力,减少挡土墙水减少挡土墙水平位移平位移.2.对上海地区一些饱和粘土用劈裂灌浆改变土体对上海地区一些饱和粘土用劈裂灌浆改变土体强度和抗渗性强度和抗渗性.