高壓噴射注漿法

1、1: 概述2: 設(shè)計(jì)計(jì)算3: 施工工藝4: 質(zhì)量檢驗(yàn)5：工程實(shí)例,高壓噴射注漿,1 概述,一、定義二、分類三、工藝類型四、特點(diǎn)五、適用范圍,高壓噴射注漿 利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為20-40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出，沖擊破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定的速度逐漸向上提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)固結(jié)體。,一、定義,,二

2、、分類,高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動(dòng)方向有關(guān)。,單管法又稱CCP法,三、工藝類型 —— 單管法,􀂄􀂄利用高壓水泥漿切割土體（P≈20MPa），一根注漿管。,→水泥漿直接切割土體，壓力衰減快→20<N<30的黏性土中柱狀加固體平均直徑d=0.3～0.6m。,三、工藝類型 ——二重管法,在單管法的基礎(chǔ)上又加以壓縮空氣，并使用雙通道的二重注漿管。在管的底部側(cè)面有一個(gè)

3、同軸雙重噴嘴。噴出氣和水泥漿 。,三、工藝類型——三重管法,注漿管(0.5~3MPa)、壓縮空氣管(0.5~0.7MPa) 、高壓水管(20~30MPa);,超高壓水管(40MPa) 切削土體，真空泵抽出泥漿，超聲波傳感器測(cè)出直徑和形狀，充填漿液、礫石等→直徑4m,三、工藝類型——多重管法,單管法、二重管法和三重管法比較,四、特點(diǎn),? 適用范圍廣? 施工簡(jiǎn)便? 可控制固結(jié)體形狀? 可垂直、傾斜與水平噴射? 耐久性好? 材料豐富

4、? 設(shè)備簡(jiǎn)單,主要適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。 對(duì)土中含有較多的大粒徑塊石、植物根莖或過多的有機(jī)質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用范圍。 對(duì)地下水流速度大、漿液無(wú)法凝固、永久凍土及對(duì)水泥有嚴(yán)重腐蝕性的地基不宜采用。,五、適用范圍—土質(zhì)條件,2 設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)程序,設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容,一、 旋噴樁直徑二、 旋噴樁強(qiáng)度三、 復(fù)合地基承

5、載力計(jì)算四、 地基變形驗(yàn)算五、 防水帷幕設(shè)計(jì)六、 漿量計(jì)算七、 漿液材料與配方,一、 旋噴樁直徑,對(duì)黏性土，單管加固體直徑為0.3～0.8m；三管加固體直徑可達(dá)0.7～1.8m；雙管介于以上兩者之間。多重管旋噴直徑為2.0～4.0m。,二、 旋噴樁強(qiáng)度,固結(jié)體強(qiáng)度主要取決于下列因素： ①土質(zhì)；②噴射材料及水灰比；③注漿管的類型和提升速度；④單位時(shí)間的注漿量。 對(duì)于大型的重要的工程，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)噴射試驗(yàn)后采樣測(cè)試來(lái)

6、確定固結(jié)體的強(qiáng)度和滲透性等性質(zhì)。,三、 復(fù)合地基承載力計(jì)算,,取小值,四、地基變形計(jì)算,樁長(zhǎng)內(nèi)復(fù)合土層變形及下臥層變形之和,五、防水帷幕設(shè)計(jì),定噴和擺噴防滲帷幕形式,六、漿量計(jì)算,體積法,噴量法,,取大值,七、漿液材料與配方,（1） 良好的可噴性 (水灰比一般1:1到1.5:1)；（2） 足夠的穩(wěn)定性 ；（3） 氣泡少 ；（4） 調(diào)劑漿液的膠凝時(shí)間 （5） 良好的力學(xué)性能 ；（6） 無(wú)毒、無(wú)臭；（7） 結(jié)石率高 。,一、主要

7、施工工序二、施工中的注意事項(xiàng) （1）在復(fù)雜地基中的旋噴工藝 （2）關(guān)于冒漿,3施工工藝,一、主要施工工序,,旋噴樁施工順序,（1）在復(fù)雜地基中的旋噴工藝 ——應(yīng)按地質(zhì)剖面圖及地下水等資料，在不同土層采用適合的旋噴參數(shù)。,二、施工中的注意事項(xiàng),（2）關(guān)于冒漿 若冒漿量＜20%，設(shè)計(jì)注漿量Q→正常。 對(duì)冒出的漿液，可回收利用。 冒漿的工程意義： ①反映地層的真實(shí)

8、情況； ②判定工程的旋噴效果； ③根據(jù)地層的真實(shí)情況和旋噴效果及時(shí)調(diào)整旋噴參數(shù)。 旋噴施工中的幾種不正常現(xiàn)象: ① 不冒漿；② 冒漿過大(≥20%注漿量）,不冒漿原因①：地層較松散 →解決方法：就地適當(dāng)進(jìn)行多次復(fù)噴，直到冒漿為止；原因②：地層重有較大孔洞或空隙 →解決方法：在該地層中適當(dāng)加大噴漿量，待注滿后再進(jìn)行正常旋噴，若不奏效，在漿液中摻適量速凝劑。,冒漿

9、過大(≥20%注漿量)①冒漿過大但壓力不變→原因：設(shè)計(jì)不當(dāng)（設(shè)計(jì)的注漿量Q>>加固體所需注漿量）→解決方法（a）提高噴射壓力或減少注漿量 （b）適當(dāng)縮小噴嘴直徑 （c）加快提升速度和旋轉(zhuǎn)速度。②冒漿過大且壓力降低（事故）→原因：可能是注漿管破裂、穿孔→解決方法：檢查注漿管并修復(fù)。,1．固結(jié)體的整體性和均勻性。2．固結(jié)體的有效直徑或加固長(zhǎng)度、寬度。3．固結(jié)體的垂直度和樁中

10、心位置。4．固結(jié)體的溶蝕和耐久性能。5．固結(jié)體的物理力學(xué)性能(抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、彈性模量、 滲透系數(shù))等項(xiàng)測(cè)試。6．高壓噴射注漿效果檢驗(yàn)。單樁豎向、水平向承載力，復(fù) 合地基承載力，或防滲堵水帷幕的抗?jié)B效果等試驗(yàn)。7．工程質(zhì)量測(cè)定。建筑物的沉降觀測(cè)，建筑物基坑圍堰噴 射樁及水工建筑物滲水量的測(cè)定等。,4 質(zhì)量檢驗(yàn),5 工程實(shí)例,武漢建設(shè)銀行大廈深基坑高壓噴射防滲帷幕技術(shù)的應(yīng)用,一、工程概況,? 武漢建銀大

11、廈位于漢口建設(shè)大道與新華路交匯的西北側(cè)。? 大廈由銀行與酒店兩部分組成，總面積約12 000m2。主樓高189m，50層；筒中筒結(jié)構(gòu)；? 酒店樓高105m，30層，框架結(jié)構(gòu)；? 2層地下室，深度約l0m。? 基坑占地面積8 800m2，基坑周長(zhǎng)360m，開挖深度14.2m(黃海高程7m)。? 基坑支護(hù)采用鉆孔灌注樁加三層錨桿，支護(hù)樁長(zhǎng)26-28m，樁尖高程－5～－7m，樁徑1.0m

12、，樁距1.2m。3,一、工程概況,? 基坑四周環(huán)境條件復(fù)雜：北東南三面都存在重要的地下市政設(shè)施；北側(cè)黃孝河箱涵距基坑8m；東側(cè)上下水管道、通訊電纜、動(dòng)力電纜距基坑4~30m；南側(cè)上下水管道、通訊電纜槽溝、電力線、煤氣管道距基坑0.6—1.5m；西側(cè)是西湖。(該大廈于1998年建成，并榮獲中國(guó)魯班獎(jiǎng))。4,二、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件,? 施工場(chǎng)地屬長(zhǎng)江一級(jí)

13、價(jià)地，地處原西湖塘地段，由于后期人工填積活動(dòng)使西湖湖水面積逐漸縮水。場(chǎng)地現(xiàn)有地形平坦，地面高程21.2m。? 地層巖性及滲透系數(shù)見表1。表1 地層巖性及滲透系數(shù)5,三、工程布置,? 沿基坑周邊支護(hù)樁外側(cè)采用雙層豎向高噴防滲帷幕，帷幕墻上部與支護(hù)樁連接、下部深入基巖，帷幕對(duì)潛水含水層和承壓含水層起隔滲作用、又增強(qiáng)樁的支護(hù)作用。? 帷幕平

14、均深度47m，最大深度50m，嵌入基巖1~2m。? 按設(shè)計(jì)第一排灌漿孔布置在支護(hù)樁外側(cè)，距支護(hù)樁中心線0.8m，第二排灌漿孔距第一排0.6m，孔距1.2m，共布孔608個(gè)。6,7,? 建銀大廈基坑支護(hù)高噴防滲帷幕平面圖見圖1。,三、工程布置,圖1 建銀大廈基坑支護(hù)高噴防滲帷幕平面示意圖,三、工程布置,? 高噴防滲帷幕剖面見圖2，高噴防滲帷幕結(jié)構(gòu)見圖3。

15、圖2 深基坑高噴灌漿防滲帷幕剖面圖8圖3 高噴灌漿防滲帷幕結(jié)構(gòu)圖（單位：m）,四、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),? 為確定高噴灌漿施工參數(shù)，施工前在現(xiàn)場(chǎng)噴射一正方形試驗(yàn)圍井，邊長(zhǎng)1.2m，深度17m，圍井深入承壓含水層5m，圍井封底1m。? 圍井四邊向外擺噴半圓形，旋噴封底。開挖后墻體連接可靠，墻體取樣試驗(yàn)結(jié)果；? 抗壓強(qiáng)度2.3～14.6MPa，滲透系數(shù)k=4&#

16、215;10－7cm/s，有效噴射半徑0.6～1.0m。9,四、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),? 通過圍井試驗(yàn)結(jié)果確定施工參數(shù)見表2。表2 施工工藝參數(shù)表10,? 試驗(yàn)圍井平面圖、剖面圖見圖4。圖4 圍井平面圖、剖面圖11,四、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),五、高噴防滲帷幕

17、施工,1. 高噴灌漿施工工藝流程見圖5。圖5 高噴防滲帷幕施工工藝流程圖12,五、高噴防滲帷幕施工,2. 高噴灌漿施工主要設(shè)備見表3表3 施工主要設(shè)備一覽表（一套設(shè)備）13,14,六、施工中遇到的問題及處理措施,1. 鉆孔移位原因,? 在整個(gè)帷幕施工過程中，608個(gè)灌

18、漿孔中有24個(gè)孔出現(xiàn)事故，占總數(shù)的4％，由各種原因引起變更移位，沿垂直施工軸線方向移孔，移位最大距離30cm，最小10cm。移位的原因有以下幾種：,(1) 雜填層中有大徑混凝土塊、鋼板、螺紋鋼、鋼管、水,管等；,(2) 鉆進(jìn)過程中，因機(jī)械事故或停電時(shí)間較長(zhǎng)引起的鉆孔,事故，鉆具埋在孔內(nèi)；,15,六、施工中遇到的問題及處理措施,(3) 高噴過程中，因停電或機(jī)械事故使噴射中斷，引起噴,射管埋在孔內(nèi)；,(4) 高噴過程中，因停電時(shí)

19、間長(zhǎng)，無(wú)法更換孔內(nèi)的水泥漿,液，已初凝。,? 以上各孔變更移位，力求移位最小，并放慢提速、增,加噴射范圍，保證質(zhì)量。,16,六、施工中遇到的問題及處理措施2. 基巖地層漏漿? 在608個(gè)灌漿孔中有21個(gè)孔發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)漏漿。? 高噴過程中，開噴后基巖段漏漿，各孔漏漿時(shí)間長(zhǎng)短不等，最長(zhǎng)的45min不返漿，最短的7min不返漿，漏漿量155L/min。? 有18個(gè)孔少量漏漿。工程勘察報(bào)告中

20、提到有9個(gè)鉆孔在基巖段漏漿。漏漿部位均在卵石層下基巖砂巖層中。漏漿孔漏漿時(shí)停止提升，待返漿正常后再提升；返漿量少的孔，放慢提速，待返漿正常后再恢復(fù)正常提速。? 21個(gè)漏漿孔共停止提升551min，耗用水泥漿,44.08m3。,17,六、施工中遇到的問題及處理措施3. 高噴時(shí)出現(xiàn)憋泵和埋管? 在施工開始階段，經(jīng)常發(fā)生憋泵(表現(xiàn)為泵壓高、輸漿管路爆破)和埋管現(xiàn)象，連續(xù)、8個(gè)孔出現(xiàn)

21、憋泵和埋管，在處理事故時(shí)，5個(gè)孔將噴射管處理上來(lái)，3個(gè)孔噴射管斷在孔內(nèi)。通過移孔及時(shí)補(bǔ)救。? 經(jīng)過分析研究，查明事故原因，鉆孔口徑φ130mm，噴射管外徑φ108mm，孔壁與噴射管之間間隙太小不利于返漿；且使用300油壓鉆機(jī)造成垂直深孔成孔率低，返工次數(shù)多。? 解決辦法是，改換GPS-10-300磨盤鉆機(jī)造孔，增大鉆,孔口徑。,18,六、施工中遇到的問題及處理措施4. 擺動(dòng)卡瓦與

22、噴射管打滑? 噴射管在孔內(nèi)深度50m至42m噴射時(shí)，出現(xiàn)卡瓦打滑，42m至地面，卡瓦工作正常?？ㄍ邔娚涔芸坛錾畈廴钥ú蛔?，以至噴射管變形斷裂。這是以往淺孔(40m以內(nèi))施工中從未遇到的問題。擺噴方向控制不住，工程質(zhì)量無(wú)法保證，不能斷續(xù)施工。? 經(jīng)分析認(rèn)為：由于孔深，噴射管長(zhǎng)，漿液濃度大，向上升揚(yáng)的殘余漿液含砂量大，易沉積，噴射管擺動(dòng)時(shí)摩擦阻力大。? 解決辦法是，

23、改變卡瓦與噴射管的接觸形式，將卡瓦,和噴射管接觸部位改成齒輪互嵌式。,七、工程效果,? 該工程從設(shè)備進(jìn)場(chǎng)到出場(chǎng)共用5個(gè)月，正常施工3個(gè)月，工程按期保質(zhì)保量完成任務(wù)。? 基坑開挖兩個(gè)月，挖到設(shè)計(jì)深度14.2m，裸露出支護(hù)樁與帷幕墻，墻與樁連接緊密，防滲帷幕墻無(wú)一處滲水漏水，坑底承壓含水層干如沙漠，防滲效果良好。保證了基坑周邊復(fù)雜（重要）地下市政設(shè)施的穩(wěn)定。? 該項(xiàng)工程總造價(jià)1 200萬(wàn)。在工程質(zhì)量方面合