起底高壓噴射灌漿和深層攪拌法加固技術分析

1、起底高壓噴射灌漿和深層攪拌法加固技術分析 高壓噴射灌漿和深層攪拌法加固技術相像，其主要差別在于采用不同的加料拌和手段。 一、高壓噴射灌漿技術 高壓噴射法就是利用工程鉆機鉆孔至設計處理的深度后，用高壓泥漿泵，通過安裝在鉆桿（噴桿）桿端置于孔底的特別噴嘴，向四周土體高壓噴射固化漿液(一般使用水泥漿液)，同時鉆桿（噴桿）以一定的速度邊旋轉邊提升，高壓射流使一定范圍內的土體結構破壞，并強制與固化漿液混合，凝結后便在土體中形成具有一定性能和樣子的固結體。 固結體的樣子和噴射流的移動方向有關。一般分為旋轉噴射(簡稱旋噴)，定向噴射(簡稱定噴)和搖擺噴射(簡稱擺噴)。旋噴樁主要用于加固地基，提高地基的抗剪強

2、度，改善地基土的變形性能，使其在上部結構荷載作用下，不至破壞或產生過大的變形。定噴固結體呈壁狀，擺噴形成厚度較大的扇狀固結體。定噴和擺噴通常用于地基防滲，改善地基土的水力條件及邊坡穩(wěn)定等工程。 （一）加固機理 高噴法如三管高噴法用壓縮空氣包裹高壓噴射水流沖擊破壞攪動土體，同時用低壓灌漿泵灌入漿液，漿液被高壓水、氣射流卷吸帶入，同時與被攪動土體混合形成固結體。加固地基，形成樁、板、墻的機理可用五種作用來說明： 1.高壓噴射流切割破壞土體作用 噴流淌壓以脈沖形式沖擊土體，使土體結構破壞消失空洞。 2.混合攪拌作用 鉆桿在旋轉和提升的過程中，在射流后面形成空隙，在噴射壓力作用下，迫使土粒向與噴嘴移動

3、相反的方向(即阻力小的方向)移動，與漿液攪拌混合后形成固結體。 3.置換作用 三重管高噴法又稱置換法，高速水射流切割土體的同時，因為通入壓縮空氣而把一部分切割下的土粒排出灌漿孔，土粒排出后所空下的體積由灌入的漿液補入。 4.充填、滲透固結作用 高壓漿液充填沖開的和原有的土體空隙，析水固結，還可滲入一定厚度的砂層而形成固結體。 5.壓密作用 高壓噴射流在切割破裂土體的過程中，在破裂帶邊緣還有剩余壓力，這種壓力對土層可產生一定的壓密作用，使高噴樁體邊緣部分的抗壓強度高于中心部分。 （二）基本種類 按噴射介質及其管路多少可分為單管法、二管法、三管法等，。 圖57 高壓噴射灌漿暗示圖 1.單管旋噴法

4、通過單根管路，利用高壓漿液（2030MPa），噴射沖切破壞土體，成樁直徑為4050cm。其加固質量好，施工速度快和成本低，但固結體直徑較小。 2.二管旋噴法 在單管法的基礎上又加以壓縮空氣，并使用雙通道的二重灌漿管。在管的底部側面有一個同軸雙重噴嘴，高壓漿液以20MPa左右的壓力從內噴嘴中高速噴出，在射流的外圍加以0.7MPa左右的壓縮空氣噴出。在土體中形成直徑顯然增強的柱狀固結體，達80150cm。 3.三管旋噴法 使用分離輸送水、氣、漿三種介質的三重灌漿管。高壓水射流和外圍環(huán)抱的氣流同軸噴射沖切破壞土體，在高壓水射流的噴嘴四周加上圓筒狀的空氣射流，舉行水、氣同軸噴射，可以削減水射流與四周介

5、質的摩擦，避開水射流過早霧化，增加水射流的切割能力。噴嘴邊旋轉噴射，邊提升，在地基中形成較大的負壓區(qū)，攜帶同時壓入的漿液充填空隙，就會在地基中形成直徑較大、強度較高的固結體，起到加固地基的作用。 （三）漿液材料 水泥是噴射灌漿的基本材料，水泥類漿液可分為以下幾種類型。 1.平凡型漿液 一般采用平凡硅酸鹽水泥，不加任何外加劑，水灰比一般為0.8：11.5:1，固結體的抗壓強度(28d)最大可達1.020MPa，適應于無特別要求的工程。 2.速凝早強型 適于地下水位較高或要求早期擔當荷載的工程，需在水泥漿中加入氯化鈣、三乙醇胺等速凝早強劑。摻入2%氯化鈣的水泥土的固結體的抗壓強度為1.6MPa，摻

6、入4%氯化鈣后為2.4MPa。 3.高強型 噴射固結體的平均抗壓強度在20MPa以上?？梢跃駬窀邩颂柕乃?，或抉擇高效能的蔓延劑和無機鹽組成的復合配方等。 在水泥漿中摻入24%的水玻璃，其抗?jié)B性有顯然提高。如工程以抗?jié)B為目的，最好使用“柔性材料”?？稍谒酀{液中摻入1050%的膨潤土(占水泥分量的面分比)。此時不宜使用礦渣水泥，如僅有抗?jié)B要求而無抗凍要者，可使用火山灰水泥。 （四）高壓噴射灌漿工藝 噴射范圍應在現(xiàn)場通過實驗決定。高噴固結體的范圍大小與土的種類和其密實程度有較親密的關系，不同的噴射種類和噴射方式所形成的固結體大小也不相同。定噴的噴射能量集中，噴射范圍較大，參見表56。表56 高壓

7、噴射灌漿固結體的特性 旋噴粘性土固結強度為0.36.0MPa，無粘性土固結強度為415MPa。 對于防滲工程多采用定噴、擺噴，地層含的粒徑較粗時多采用擺噴或旋噴。對處理深度大于20m的復雜地層最好按雙排或三排布孔，使高噴樁形成堵水帷幕?？拙鄳獮?.73R(R為旋噴固結體半徑)，排距為1.5R時最經濟。一般定噴、擺噴孔距為1.22.5m，旋噴為0.81.2m。高噴防滲效果一般可達10-510-6cm/s。 高噴樁樁距應按照上部結構荷載、單樁承載力及土質狀況而定。一般取樁距為S(34)d(d為旋噴樁直徑)，樁的布置方式可選用矩形或梅花形布置。高噴灌漿施工鉆孔的目的是將灌漿管插入預定的土層中，由下而

8、上舉行噴射作業(yè)。近來也實用振沖方式成孔直接舉行噴射作業(yè)的方法。噴射時應留意以下事項： （1）灌漿深度大時，易造成上粗下細的固結體，影響固結體的承載能力或抗?jié)B作用，因而需采用增大壓力和流量或降低旋轉和提升速度等措施補救； （2）當發(fā)覺噴漿量不足而影響工程質量時，可采用復噴技術； （3）當冒漿量大于灌漿量的20%時，可采用提高噴射壓力、縮小噴嘴直徑、加快提升速度和旋轉速度等措施，對冒出的漿液，可回收利用；（4）按照工程需要調整噴射壓力和灌漿量，轉變噴嘴移動方向和速度，控制噴射固結體的樣子，即圓盤狀、圓柱狀、大底狀、糖糊蘆狀、大帽狀和墻壁狀。（5）噴灌后的漿液有析水現(xiàn)象，可造成固結體頂部消失凹穴，對地基加固及防滲不利。為此，可采用靜壓灌漿或漿液中添加膨脹材料等措施預防