地基處理之高壓噴射注漿法

定義及種種類高壓噴射射注漿法法是60年代后期期創(chuàng)始于于日本，，它是利利用鉆機機把帶有有噴嘴的的注漿管管鉆進至至土層的的預(yù)定位位置后，，以高壓壓設(shè)備使使?jié){液或或水成為為20～40MPa左右的高高壓流從從噴嘴中中噴射出出來，沖沖擊破壞壞土體，，同時鉆鉆桿以一一定速度度漸漸向向上提升升，將漿漿液與土土粒強制制攪拌混混合，漿漿液凝固固后，在在土中形形成一個個固結(jié)體體。固結(jié)結(jié)體的形形狀和噴噴射流移移動方向向有關(guān)。。13章高高壓噴噴射注漿漿法一般分為為：旋噴噴、定噴噴和擺噴噴高壓噴射射注漿法法的分類類（按注注漿管的的類型））1）單管法法(CCP)：利用鉆鉆機等設(shè)設(shè)備將安安裝在注注漿管底底部側(cè)面面的特殊殊噴嘴置置入土層層預(yù)定深深度后，，用高壓壓泥漿泵泵等裝置置，以20MPa左右的壓壓力，把把漿液從從噴嘴噴噴射出去去沖擊破破壞土體體，同時時借助注注漿管的的旋轉(zhuǎn)和和提升運運動，使使?jié){液與與土體混混合，形形成水泥泥土固體體，其直直徑一般般為0.3~0.8m，如圖所所示。2）二重管管法(JSG)：使用雙雙通道的的二重注注漿管，，同時噴噴出高壓壓漿液和和空氣兩兩種介質(zhì)質(zhì)的射流流沖擊破破壞土體體。即以以高壓泥泥漿泵等等發(fā)生裝裝置噴射射出20MPa左右的漿漿液，從從內(nèi)噴嘴嘴中高速速沖出，，并用0.7MPa左右的壓壓力把壓壓縮空氣氣從外噴噴嘴噴出出。在高高壓漿液液流和外外環(huán)繞氣氣流的共共同作用用下，破破壞土體體的能量量顯著增增大，形形成固結(jié)結(jié)體的直直徑顯然然大于單單管法。。一般為為1.0~2.0m。3）三重管管法(CJG)：使用分分別輸送送水、氣氣、漿三三種介質(zhì)質(zhì)的三通通道注漿漿管。在在20~40MPa的水射流流，并外外環(huán)繞0.7MPa空氣流組組成高壓壓水與氣氣的復(fù)合合噴射流流，沖切切土體，，以形成成較大的的孔隙，，另外再再由泥漿漿泵注入入壓力為為2MPa~5MPa的漿液填填充，形形成固結(jié)結(jié)體。國國內(nèi)主要要采用這這種三重重管法。。另一種種三重管管法是水水泥漿采采用高壓壓噴射，，并在其其外圍環(huán)環(huán)繞空氣氣流進行行第二次次沖擊切切削土體體，此中中方法形形成的固固結(jié)體直直徑大于于前一種種方法。。4.多重管法法（3s法）這種施工工方法需需要先打打一個導(dǎo)導(dǎo)孔置入入多重管管，利用用大于或或等于40MPa的高壓水水流，旋旋轉(zhuǎn)運動動切削破破壞土體體，被沖沖刷下來來的土、、砂和礫礫石等，，立即用用真空泵泵從管中中抽到地地面，如如此反復(fù)復(fù)沖切土土體和抽泥泥，并以以自身的的泥漿護護壁，邊在土中中沖出一一個較大大的空洞洞，裝在噴頭頭上的超超升波傳傳感器，，及時測出空空洞的直直徑和形形狀。當當空洞的形狀狀、大小小和高度度符合要要求后，立即即通過多多重管充充填洞穴穴。充填的材材料根據(jù)據(jù)工程需需要隨意意選擇，水泥泥漿、水水泥砂漿漿、混凝凝土、等均可，，于是在在地層中中形成一一個大直徑的的柱狀固固結(jié)體。。在砂層層中，最大直徑徑可達4.0m。這種方方法可做到信息息管理，，施工人人員完全全掌握固結(jié)體體的直徑徑和質(zhì)量量。5)多孔管法法（MJS工法）MJS是MetroJetSystem的縮寫，，即地下下噴射注注漿系統(tǒng)統(tǒng)，亦稱稱全方位位高壓噴噴射工法法，是日日本最新新開發(fā)出出的。MJS工法分別別以高壓壓水噴射射流和高高壓水泥泥漿加四四周環(huán)繞繞空氣流流的復(fù)合合噴射流流，兩次次沖刷破破壞土體體，固結(jié)結(jié)體直徑徑較大。。漿液凝凝固時間間可通過過速凝劑劑噴嘴注注入速凝凝劑量調(diào)調(diào)控，凝凝固時間間可做到到瞬間凝凝固。施施工時可可根據(jù)地地壓的變變化，調(diào)調(diào)整噴射射壓力、、噴射量量、空氣氣壓力和和空氣量量，就可可增大固固結(jié)效果果。6）攪拌噴噴射（超超長噴嘴嘴）法SWING最新地基基加固工工法是臺臺灣高仕仕工程公公司與日日本大成成建設(shè)技技術(shù)合作作的成果果。它的的技術(shù)特特點是：：鉆頭是是一個可可以做90度轉(zhuǎn)動的的攪拌翼翼，攪拌拌翼一端端裝有噴噴嘴。鉆鉆進時攪攪拌翼豎豎立在支支架內(nèi)起起鉆頭作作用，當當開始噴噴射時油油壓缸和和鏈條把把攪拌翼翼推成水水平狀進進行攪拌拌噴射注注漿。固固結(jié)體為為復(fù)合體體，有攪攪拌樁和和旋噴樁樁兩部分分組成，，最大攪攪拌旋噴噴直徑3m，最大鉆鉆深60m。以上幾種種高壓噴噴射注漿漿法中，，只有多多重管法法（SSS-MAN）屬于于全置置換法法，即即高壓壓水（（漿））沖下下來的的土，，全部部被抽抽出地地面而而在地地層中中形成成一個個空洞洞（空空間）），以以噴射射材料料充填填之，，成為為全置置換狀狀態(tài)。。其余余的方方法都都屬于于半置置換法法，即即高壓壓水（（漿））攜帶帶一部部分土土顆粒粒流出出地面面余下下的土土和漿漿液攪攪拌混混合凝凝固，，形成成半置置換狀狀態(tài)。。高壓噴噴射注注漿法法的特特點1適用范范圍廣廣2施工簡簡便3可控制制固結(jié)結(jié)體形形狀4可垂直直、傾傾斜、、水平平噴射射5耐久性性好6料源廣廣闊7設(shè)備簡簡單高壓噴噴射注注漿法法的適適用范范圍土質(zhì)條條件適適用范范圍主要適適用于于處理理淤泥泥、淤淤泥質(zhì)質(zhì)土、、流塑塑、軟軟塑或或可塑塑粘性性土、、粉土土、砂砂土、、黃土土素填填土和和碎石石土地地基。。高壓噴噴射注注漿法法的適適用范范圍工程適適用范范圍1、增加加地基基強度度2、擋土土圍堰堰及地地下工工程建建設(shè)3、增大大土的的摩擦擦力和和黏聚聚力4、減少少振動動、防防止液液化5、降低低土的的含水水量6、防滲滲帷幕幕7、防止止洪水水沖刷刷高壓噴噴射注注漿法法的成成樁機機理1.旋噴成成樁機機理在噴射射動壓壓、離離心力力和重重力的的共同同作用下下，在在橫斷斷面上上土粒粒按其其質(zhì)量量的大小有有規(guī)律律的排排列起起來，，小顆顆粒土土在中部居居多，，大顆顆粒土土多在在外側(cè)側(cè)和邊邊緣部分，，四周周未被被剝落落的土土粒則則被擠擠密壓縮，形成成漿液主體體、攪拌混混合、壓縮和滲透層層等部分，，成為一種種新型的水泥土網(wǎng)狀狀結(jié)構(gòu)。固固結(jié)體各部部分的水泥含量和強強度不同。。經(jīng)經(jīng)實測資料料表明，旋噴樁樁的平均抗抗壓強度為為半徑的0.8倍處的強度度。在粘性土中中和砂類土土中所形成成的固結(jié)體體橫斷面結(jié)結(jié)構(gòu)不盡相相同。在砂砂土中，旋旋噴樁外圈圈有一漿液液滲透層，，在粘性土土中的旋噴噴樁沒有滲滲透層。在縱斷面上上，當?shù)貙訉硬痪鶆虺食识鄬臃植疾紩r，部分分質(zhì)量大的的土粒在固固化之前，，受重力影影響而下沉沉，部分小小土粒會上上浮作垂直直交換。2.定噴成樁機理理定噴時，高壓壓噴射注漿的的噴嘴不旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)只作固定方方向噴射，并并逐漸提升，，在土中沖成成一條溝槽把把漿液灌進槽槽中，形成一一個板狀固結(jié)結(jié)體。固結(jié)體體在砂質(zhì)土中中有一部分滲滲透層，粘土土中則沒有。。3.高壓噴射注漿漿法在礫石層層中的成樁機機理在大礫石中，，噴射流因礫礫石的體大量量重，不能切削顆粒?；蚴蛊湟苿觿雍椭匦屡帕辛?，噴射流只能通過其其空隙，充滿滿四周。漿液液向四周擠壓，其固化化機理接近靜靜壓灌漿理論論中的滲透理論。2.噴射孔距及布布孔形式1）加固地基噴噴射注漿孔布布設(shè)（1）正方形布孔孔，各旋噴噴樁相切；（2）三角形布孔孔，各旋噴噴樁相切；（3）分散群樁布布孔，一般用用作復(fù)合地基基，l1=2~3D；2）堵水防滲帷帷幕基本孔位位布置（1）旋噴堵水防防滲布孔堵堵水防滲工工程設(shè)計時，，最后按雙排排或三排布孔孔形成帷幕，，孔距應(yīng)為1.73R0，排距為1.5R0最經(jīng)濟。若想增加每一一排旋噴樁的的交圈厚度，，可適當縮小小孔距，按下下式計算孔距距：交聯(lián)寬度可按按下式計算（2）擺噴堵水防防滲布孔1）交聯(lián)半圓形形布孔：各孔孔擺動噴成半半圓形交聯(lián)，，其有效厚度度t0與重疊寬度h用下式計算2）單向擺動交交聯(lián)形布孔：：用一個噴嘴嘴定向擺動噴噴射注漿，單單孔成扇形，，重疊寬度r0和有效厚度t0用下式計算：：t0=2r0sinθ/2r0=(D/2)–lB3)雙向擺動交聯(lián)聯(lián)形布孔：孔孔距l(xiāng)c=1.8lB(3)定噴堵水防水水布孔：(a)一字形定噴要要求定向準確確；（b）菱形定噴防防水墻可靠性性較高；（c）折線形定噴噴和V形定噴防水性性能高于一字字形定噴。3）堵水防滲組組合式孔位布布置高壓噴射注漿漿法可分別與與灌注樁、鋼鋼板樁、混凝凝土預(yù)制樁等等組合為一體體，構(gòu)成防水水帷幕，它們們整體效果好好，防水效果果亦佳，是目目前我國建筑筑工程深基坑坑防水常采用用的一種形式式。3.漿液使用量的的計算漿液使用量計計算有兩種方方法，體積法法和噴量法，，取大者作為為噴射漿量。。1）體積法式中Q——需要的用漿量量（m3）；De、D0——旋噴體直徑、、注漿管直徑徑（m）；K1K2——旋噴范圍土