高压喷射注浆法(PPT-53).ppt

高压喷射注浆法
8. 1 概述
高压喷射注浆法是60年代后期创始于日本,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成为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,在土中形成一个固结体。
固结体的形状和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)三种型式:
一、高压喷射注浆法的工艺类型
当前高压喷射注浆法的基本工艺类型有:单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法。
1、单管法
单管旋喷注浆法是利用钻机把安装在注浆管(单管)底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泥浆泵等装置,以20Mpa左右的压力,把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体,同时借助注浆管的旋转和提升运动,使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合,经一定时间凝固,便在土中形成圆柱状的固结体。P工法:
2、二重管法
当二重注浆管钻进到土层的预定深度后,通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴,同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。
在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下,破坏土体的能量显著增大,喷嘴一面喷射一面旋转和提升,最后在土中形成圆柱状固结体。固结体的直径明显增加。这种方法日本称为JSG工法。
3、三重管法
使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置产生20MPa左右的高压水喷射流的周围,,
进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体,形成较大的空隙,再另由泥浆泵注入压力为2~5MPa的浆液填充,喷嘴作旋转和提升动,最后便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体。这种方法日本称CJP工法。
4、多重管法
这种方法首先需要在地面钻—个导孔,然后置人多重管,用逐渐向下运动的旋转超高压力水射流(压力约40MPa),切削破坏四周的土体,经高压水冲击下来的土和石成为泥浆后,立即用真空泵从多重管中抽出。
如此反复地冲和抽,便在地层中形成一个较大的空间。装在喷嘴附近的超声波传感器及时测出空间的直径和形状,最后根据工程要求选用浆液、砂浆、砾石等材料进行填充:于是在地层中形成一个大直径的柱状固结体,在砂性土中最大可达4m,这种方法日本称为sss-MAN工法。
二、高压喷射注浆法的特征
1、适用范围较广:
由于固结体的质量明显提高,它既可用于新建工程也可用于竣工后的托换工程。
2、施工简便:
只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔,~,因而在施工时能贴近已有建筑物,成型灵活。
3、可控制固结体形状:
在施工中可调整旋喷速度和提升速度、增减喷射压力或更换喷嘴孔径改变流量,使固结体形成工程设计所需要的形状:
4、可垂直、倾斜和水平喷射:
通常在地面上进行垂直喷射注浆,但在隧道、矿山井巷工程地下铁道等建设中,亦可采用倾斜和水平喷射注浆。
5、耐久性较好;
6、料源广阔:
浆液以水泥为主体。在地下水流速快或含有腐蚀性元素、土的含水量大或固结体强度要求高的情况下,则可在水泥中捶人适量的外加剂,以达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。
7、设备简单:
高压喷射注浆全套设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少、能在狭窄和低矮的空间施工。
三、高压喷射注浆法的适用范围
(一) 土质条件适用范围
主要适用于处理淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石,坚硬黏性工、大量植物根茎或有过多的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用程度。
对于地下水流速度过大,浆液无法在注浆管周围凝固的情况,对无填充物的岩溶地段,永冻土以及对水泥有严重腐蚀的地基,均不宜采用高压喷射注浆法。