地基處理漿液固化法

第七章漿液固化法地基處理灌漿法1水泥土攪拌法2高壓噴射注漿法3漿液固化法漿液固化法定義：指利用水泥漿液、粘土漿液或其它化學(xué)漿液，通過灌注壓入、高壓噴射或機械攪拌，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來，以改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)的地基處理方法。①灌漿法。②高壓噴射注漿法。利用高壓射水切削地基土，通過注漿管噴出漿液，就地將土和漿液進行攪拌混合③水泥土攪拌法。通過特制的攪拌機械，在地基深部將粘士顆粒和水泥強制拌和，使粘士硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強度的地基土。7.1.1概述§7.1灌漿法

灌漿法:是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”加固目的：

①防滲：降低滲透性，減少滲流量，提高抗?jié)B能力，降低孔隙壓力。常用于防止流砂、鋼板樁滲水、壩基漏水、隧道開挖時涌水以及改善地下工程的開挖條件；

②堵漏：封填孔洞，堵截流水，增加邊坡、堤岸的穩(wěn)定性。常用于整治塌方、滑坡、堤岸以及蓄水結(jié)構(gòu)等；

③加固：提高地基承載力，減少地基的沉降和不均勻沉降。

④糾偏:提高巖土的力學(xué)強度和變形模量，固化地基和恢復(fù)工程結(jié)構(gòu)的整體性糾正建筑物偏斜。應(yīng)用主要有以下幾個方面：

①壩基的加固及防滲；②建筑物地基的加固；

③土坡穩(wěn)定性加固；④擋土墻后土體的加固；

⑤已有結(jié)構(gòu)的加固；⑥道路地基基礎(chǔ)加固；

⑦地下結(jié)構(gòu)的止水及加固；

⑧井巷工程中的加固及止水；

⑨動力基礎(chǔ)的抗振加固；

⑩其他：預(yù)填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿及鉆孔灌注樁后灌漿。溪洛渡水電站壩基的加固及防滲壩基的加固及防滲7.1.2加固機理滲透灌漿：是指在壓力作用下使?jié){液填充土的孔隙和巖石的裂隙，排擠出孔隙中存在的自由水和氣體，而基本上不改變原狀土的結(jié)構(gòu)和體積，所用灌漿壓力相對較小。這類灌漿一般只適用于中砂以上的砂性土和有裂隙的巖石。①球形擴散理論、②柱形擴散理論和③袖套管法理論。球形擴散理論

a.被灌砂土為均質(zhì)的、各向同性的；

b.漿液為牛頓體；

c.漿液從灌漿管底端注入地基土內(nèi)；

d.漿液在地層中呈球狀擴散。dhhh0地下水位灌漿管圖7-1注降管底端注漿球型擴散圖dhhh0地下水位灌漿管圖7-1注降管底端注漿球型擴散圖柱形擴散理理論圖7-2漿液柱樁擴散圖xdhhh0地下水位灌漿管rqAAAA湍流是流體體的一種流流動狀態(tài)。。當流速很小小時，流體體分層流動動，互不混混合，稱為為層流，也也稱為穩(wěn)流或片流流；逐漸增加流流速，流體體的流線開開始出現(xiàn)波波浪狀的擺擺動，擺動動的頻率及及振幅隨流速的增增加而增加加，此種流流況稱為過渡流；當流速增加加到很大時時，流線不不再清楚可可辨，流場場中有許多多小漩渦，，層流被破破壞，相鄰鄰流層間不不但有滑動動，還有混混合。這時時的流體作作不規(guī)則運運動，有垂垂直于流管管軸線方向向的分速度度產(chǎn)生，這種運動稱稱為湍流，，又稱為亂亂流、擾流流或紊流。。袖套管法理理論(2)劈裂灌漿：是指在灌漿漿壓力作用用下，向鉆鉆孔泵送不不同類型的的流體，以以克服地層層的初始應(yīng)應(yīng)力和抗拉拉強度，引引起巖石和和土體結(jié)構(gòu)構(gòu)的破壞和和擾動，使使其垂直小小主應(yīng)力的的平面上發(fā)發(fā)生劈裂，，使地層中中原有的裂裂隙和孔隙隙張開，漿漿液的可灌灌性和擴散散距離增大大，而所用用的灌漿壓力力相對較較高。①砂和砂礫礫石地層層可按照有有效應(yīng)力力的庫倫倫—莫爾破壞壞準則進進行計算算②粘性土地地層在粘性土土地層中中，水力力劈裂將將引起土體固結(jié)結(jié)及擠出等現(xiàn)象。在固固結(jié)作用用條件，，注入漿漿液的體體積V及單位土土體所需需的漿液液量Q：:在存在多多種劈裂裂現(xiàn)象的的條件下下，土層層被固結(jié)結(jié)的程度度C：(3)壓密灌漿漿：指通過在在土中灌灌入極濃濃的漿液液，在注注漿點使使土體擠擠密，在在注漿管管端部附附近形成成“漿泡”。當漿泡泡的直徑徑較小時時，灌漿漿壓力基基本上沿沿鉆孔的的徑向擴擴展。隨隨著漿泡泡尺寸的的逐漸增增大，便便產(chǎn)生較較大的上上抬力而而使地面面抬動。。水泥漿封閉漿泡圖7-4

壓密灌漿原理示意圖(4)電動化學(xué)學(xué)灌漿：指在施工工時將帶帶孔的灌灌漿管作作為陽極極，用濾濾水管作作為陰極極，將溶溶液由陽陽極壓入入土中，，并通以以直流電電，在電電滲作用用下，孔孔隙水由由陽極流流向陰極極，促使使通電區(qū)區(qū)域中土土的含水水量降低低，并形形成滲漿漿通路，，化學(xué)漿漿液也隨隨之流入入土的孔孔隙中，，并在土土中硬結(jié)結(jié)。AB水力坡降線7.1.3灌漿材料料及選用用原則(1)灌漿材料料：灌漿材料料由主劑(原材料)、溶劑(水或其它它溶劑)及外加劑混合而成成。通常常所說的的灌漿材材料是指指漿液中中的主劑劑。外加加劑可根根據(jù)在漿漿液中所所起的作作用，分分為固化劑、、催化劑劑、速凝凝劑、緩緩凝劑和和懸浮劑劑等。灌漿材料料常分為為粒狀漿材材和化學(xué)漿材材兩個系統(tǒng)統(tǒng)，其后后再按材材料的主主要特點點細分為為不穩(wěn)定粒粒狀漿材材、穩(wěn)定粒狀狀漿材、無機化學(xué)學(xué)漿材和有機化學(xué)學(xué)漿材等四類粒狀漿材（懸液）化學(xué)漿材（真溶液）灌漿材料不穩(wěn)定粒狀漿材穩(wěn)定粒狀漿材水泥漿水泥砂漿等粘土漿水泥粘土漿無機漿材有機漿材硅酸鹽環(huán)氧樹脂類甲基丙烯酸脂類聚氨脂類丙烯酰胺類比木質(zhì)素類其它①粒狀漿材材：主要包括括純水泥漿漿、粘土水泥泥漿及水泥砂漿漿三種，這這些漿材材容易取取得、成成本低廉廉。為了了改善粒粒狀漿材材的性質(zhì)質(zhì)，以適適應(yīng)各種種自然條條件和不不同灌漿漿目的的的需要，，還常在在漿液中中摻入各各種外加加劑。粒狀漿材的主要性質(zhì)包括：1分散度、2沉淀析水性、3凝結(jié)性、4熱學(xué)性、5收縮性、6結(jié)石強度、7滲透性、8耐久性。②化學(xué)漿材：。最大特點：漿液屬于真溶液液，初始粘度大大都較小，故可用來灌注注細小的裂隙或孔孔隙，解決水泥漿材材難于解決的復(fù)復(fù)雜地質(zhì)問題。?；瘜W(xué)漿材的主要缺點：造價較高和存在在污染環(huán)境問題題，使這類漿材的的推廣應(yīng)用受到到較大的局限。。③混合型漿材：包括聚合物水玻璃漿漿材、聚合物水泥漿材材和水泥水玻璃漿材等幾類。此此類漿材包括了了上述各類漿材材的性質(zhì)，或用用來降低漿材成成本，或用來滿滿足單一材料不不能實現(xiàn)的性能能，尤其是水玻璃水泥漿材材，由于具有成本本低和速凝的特特點，現(xiàn)以被廣廣泛用來加固軟軟土層和解決地地基中的特殊問問題。7.1.4灌漿設(shè)計(1)設(shè)計程序和設(shè)計計內(nèi)容①設(shè)計程序a.地質(zhì)調(diào)查。查明場地工程程地質(zhì)特性和水水文地質(zhì)條件。。b.方案選擇。根據(jù)工程性質(zhì)質(zhì)、灌漿目的及及地質(zhì)條件，初初步選定灌漿方方案。c.灌漿試驗。除進行室內(nèi)灌灌漿試驗外，對對較重要的工程程，還應(yīng)選擇有有代表性的地段段進行現(xiàn)場灌漿漿試驗，以便為為確定灌漿技術(shù)術(shù)參數(shù)及灌漿施施工方法提供依依據(jù)。d.設(shè)計和計算。確定各項灌漿漿參數(shù)和技術(shù)措措施。e.補充和修改設(shè)計計。在施工期間和和竣工后的運營營過程中，根據(jù)據(jù)觀測所得的異異常情況，對原原設(shè)計進行必要要的調(diào)整。②設(shè)計內(nèi)容a.灌漿標準。通過灌漿要達達到的效果和質(zhì)質(zhì)量指標。b.施工范圍。包括灌漿深度度、長度和寬度度。c.灌漿材料。包括漿材種類類和漿液配方。。d.漿液影響半徑。指漿液在設(shè)計計壓力下所能達達到的有效擴散散距離。e.鉆孔布置。根據(jù)漿液影響響半徑和灌漿體體設(shè)計厚度，確確定合理的孔距距、排距、孔數(shù)數(shù)和排數(shù)。f.灌漿壓力。規(guī)定不同地區(qū)區(qū)和不同深度的的允許最大灌漿漿壓力。g.灌漿效效果評評估。用各各種方方法和和手段段檢測測灌漿漿效果果。(2)水泥漿漿液灌灌注法法水泥漿漿液一一般都都采用用普通硅硅酸鹽鹽水泥泥為主劑劑，是是一種種懸濁液液，它能能形成成強度度較高高和滲滲透性性較小小的結(jié)結(jié)石。。①灌灌漿標標準：a.防滲標標準：。在在砂或砂砂礫石石地基基中，防防滲標標準都都采用用滲透系系數(shù)來控制制。在在巖石地地基中，我我國多多采用用單位吸吸水量量ω來控制制。b.強度和和變形形標準準c.施工控控制標標準：。1)在正常常情況況下注注入理理論耗耗漿量量Q，2)按耗漿漿量降降低率率進行行控制制②漿材及及配方方設(shè)計計原則則水泥品品種應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)灌漿目目的和環(huán)境水水的侵蝕蝕作用用等設(shè)設(shè)計確確定，，一般般情況況下，，可采采用硅酸鹽鹽水泥泥或普普通硅硅酸鹽鹽水泥泥。水泥漿漿液存存在的的主要要問題題：析水性性大、、穩(wěn)定定性差差，水水灰比比越大大，上上述問問題越越突出出。《水工建建筑物物水泥泥灌漿漿施工工技術(shù)術(shù)規(guī)范范（DL/T5148—2001）規(guī)定定：水泥漿漿液水水灰比比不宜宜大于于1。此外，，純水水泥漿漿凝結(jié)結(jié)時間間較長長，受受沖刷刷和稀稀釋。。常在在水泥泥中摻摻入各各種附附加劑劑，如如表7-1所示。。名稱試劑摻量占水泥重（%）說明速凝劑氯化鈣1~2加速凝結(jié)和硬化硅酸鈉0.5~3加速凝結(jié)鋁酸鈉緩凝劑木質(zhì)素磺酸鈣0.2~0.5亦增加流動性酒石酸0.1~0.5糖流動劑木質(zhì)素磺酸鈣0.2~0.3加氣劑去垢劑0.05產(chǎn)生空氣松香樹脂0.1~0.2產(chǎn)生約10%的空氣膨脹劑鋁粉0.005~0.02約膨脹15%飽和鹽水30~60約膨脹1%防析水劑纖維素0.2~0.3硫酸鋁約20產(chǎn)生空氣③漿液擴擴散半半徑的的確定定擴散半半徑r是一個個重要要的參參數(shù)，，可按按理論論公式式進行行估算算或參參照當當?shù)亟?jīng)經(jīng)驗或或相關(guān)關(guān)資料料確定定。a.在現(xiàn)場場進行行試驗驗時，，選擇擇不同同特點點的地地基，，用不不同的的灌漿漿方法法，以以求不不同條條件下下的漿漿液的的r值；b.所謂擴擴散半半徑為符合合設(shè)計計要求求的擴擴散距距離；；c.在確定定擴散散半徑徑時，，要選擇擇多數(shù)數(shù)條件件下可可達到到的數(shù)數(shù)值，而不是取平均值值；d.當有些地層因滲透透性較小而不能達達到r值時，可提高灌漿壓力或或漿液的流動性，，必要時還可在局部部地區(qū)增加鉆孔以以縮小孔距。④孔位布置:灌漿孔的布置是根根據(jù)漿液的注漿有有效范圍，且應(yīng)相相互重迭，使被加加固土體在平面和和深度范圍內(nèi)連成成一個整體的原則則決定的。a.單排孔的布置設(shè)灌漿體的設(shè)計厚厚度為T，則灌漿孔距可按下下式計算：lrrb在按上式進行孔距距設(shè)計時，可能出出現(xiàn)以下幾種情況況：1)當l值接近零時，b值仍不能滿足設(shè)計計厚度時（b<T），應(yīng)考慮采用多多排灌漿孔；2)雖單排孔能滿足設(shè)設(shè)計要求，但若孔孔距太小，鉆孔數(shù)數(shù)太多，就應(yīng)進行行兩排孔的方案比比較；3)當l值較大且設(shè)計T值也較大時，對減減少鉆孔數(shù)是有利利的，但因l值越大，可能造成成的漿液浪費量也也很大，故設(shè)計時時應(yīng)對鉆孔費用和和漿液費用進行比比較，現(xiàn)以圖7-9來說明。lLLTrrhhhhT為設(shè)計帷幕厚度，，h為弓形長，每個灌灌漿孔的無效面積積：b.多排孔布置多排孔的設(shè)計原則則是要充分發(fā)揮灌漿孔的的潛力，以獲得最最大的灌漿體厚度度，不允許出出現(xiàn)兩排孔孔間的搭接接不緊密的的“窗口”，也不要求求搭接過多多出現(xiàn)浪費費。(a)(b)(a)孔排間搭接不緊密；(b)搭接過多RmBmBmrb/2圖7-10兩排孔設(shè)計計圖對于兩排孔孔：2)三排孔：3)五排孔：奇數(shù)排：偶數(shù)排：⑤容許灌漿壓壓力的確定定:灌漿壓力是是指不會使地地表面產(chǎn)生生變化和鄰鄰近建筑物物受到影響響前提下可可能采用的的最大壓力力。采用較高的的灌漿壓力力，在保證證灌漿質(zhì)量量的前提下下，1使鉆孔數(shù)盡可能能減少。2能使一些微細孔孔隙張開，有助助于提高可灌性。3能在充填物中軟軟弱材料造成劈裂灌注，使軟弱材料的的密度、強度和和不透水性等得得到改善。4高灌漿壓力還有有助于擠出漿液中的多多余水分，使?jié){液結(jié)石的的強度提高。但是，當灌漿壓壓力超過地層的的壓重和強度時時，將有可能導(dǎo)導(dǎo)致地基及其上上部結(jié)構(gòu)的破壞壞，因此，一般都以不使地地層結(jié)構(gòu)破壞或或僅發(fā)生局部的的和少量的破壞壞，作為確定地地基容許灌漿壓壓力的基本原則則?！督ㄖ鼗幚砑技夹g(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）規(guī)定：對劈裂注漿的注注漿壓力，在砂砂土中，宜為0.2MPa~0.5MPa；在粘性土中宜為為0.2MPa~0.3MPa。對壓密注漿，當當采用水泥砂漿漿漿液時，坍落落度宜為25mm~75mm，注漿壓力宜為為1.0MPa~7.0MPa。當采用水泥水玻玻璃雙液快凝漿漿液時，注漿壓壓力不應(yīng)大于1.0MPa。⑥其它a.灌漿量的確定:所需的漿液總用用量Q可參照下式計算算：b.注漿順序:注漿順序必須采采用適合于地基基條件，現(xiàn)場環(huán)環(huán)境及注漿目的的的方法進行，，一般不宜采用自注漿漿地帶某一端單單向推進壓注方方式。應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進行，以防防止竄漿，提高注漿孔內(nèi)漿漿液的強度和與與時俱增的約束束性。對有地下水流動動的特殊情況，，應(yīng)考慮漿液在在動水流下的遷遷移效應(yīng)，從水頭高的一端端開始注漿。對加固滲透系數(shù)數(shù)相同的土層，，首先應(yīng)完成最上上層封頂注漿，，然后再按由下下而上的原則進進行注漿，以防防漿液上冒。如土層的滲透系系數(shù)隨深度而增增大，則應(yīng)自下下而上進行注漿漿。注漿時應(yīng)采用先外圍，后內(nèi)部部的注漿方法；若若注漿范圍以外外有邊界約束條條件（能阻擋漿漿液流動的障礙礙物）時，也可可采用自內(nèi)側(cè)開開始順次往外側(cè)側(cè)的注漿方法。。(3)單液硅化法:單液硅化法是是指采用硅酸鈉溶液注入地基中，，使土粒之間間及其表面形形成硅酸凝膠膠薄膜，增強強了土顆粒間間的聯(lián)結(jié)，賦賦予土耐水性性、穩(wěn)固性和和不濕陷性，，并提高土的的抗壓強度和和抗剪強度的的地基處理方方法。它適用于處理理地下水位以以上滲透系數(shù)數(shù)為0.10-2.00m/d的濕陷性黃土

單液硅化法按按其灌注溶液液的工藝，可可分為壓力灌注和溶液自滲兩種①灌漿量的確定定:單液硅化法應(yīng)應(yīng)由濃度為10%-15%的硅酸鈉（Na2O·nSiO2）溶液，摻入2.5%氯化鈉組成。其相對對密度為1.13-1.15，并不應(yīng)小于于1.10。當硅酸鈉溶液液的濃度大于于加固濕陷性性黃土所要求求的濃度時，，應(yīng)將其加水水稀釋，加水水量可按式（（7.26）估算：②孔位布置:采用單液硅化化法加固濕陷陷性黃土地基基，灌注孔的的布置應(yīng)符合合下列要求：：a.灌注孔的間距距：壓力灌注注宜為0.8-1.2m，溶液自滲為為0.40-0.60m；b.加固擬建的設(shè)設(shè)備基礎(chǔ)和建建（構(gòu)）筑物物的地基，應(yīng)應(yīng)在基礎(chǔ)底面面下按等邊三三角形滿堂布布置，超出基基礎(chǔ)底面的寬寬度，每邊不不得小于1m；c.加固既有建（（構(gòu)）筑物和和設(shè)備基礎(chǔ)的的地基，應(yīng)沿沿基礎(chǔ)側(cè)向布布置，每側(cè)不不宜少于2排。(4)堿液法:將加熱后的堿液（即氫氧氧化鈉溶液）），以無壓自流方式式注入土中，使使土粒表面溶溶合膠結(jié)形成成難溶于水的的、具有高強強度的鈣、鋁硅酸鹽鹽絡(luò)合物，從而達到消除黃土濕陷陷性，提高地基承載載力的地基處處理方法。當100g干土中可溶性性和交換性鈣鈣鎂離子含量量大于10mg·eq時，可采用單液法，即只灌注氫氧化鈉一種種溶液加固；否則，，應(yīng)采用雙液法，即需采用氫氧化鈉溶液液和氯化鈣溶溶液輪番灌注注加固。堿液法適用用于處理地下下水位以上滲滲透系數(shù)為0.10-2.00m/d的濕陷性黃土土地基。對酸酸性土和已摻摻入瀝青、油油脂及石油化化合物的地基基土，亦不宜宜采用堿液法法。①加固深度:加固深度應(yīng)根根據(jù)場地的濕濕陷類型、地地基濕陷等級級和濕陷黃土土層厚度，并并結(jié)合建筑物物類別與濕陷陷事故的嚴重重程度等綜合合因素確定。。加固深度宜宜為2-5m。對非自重濕濕陷性黃土地地基，加固深深度可為基礎(chǔ)礎(chǔ)寬度的1.5-2.0倍。對II級自重濕陷性性黃土地基，，加固深度可可為基礎(chǔ)寬度度的2.0-3.0倍。②加固土層層厚度:③堿液加固地基基的半徑r，宜通過現(xiàn)場場試驗確定。。也可按下式式估算：④灌漿量的的確定:例7-1某濕陷性黃土土地基采用堿堿液法加固，，已知灌注孔孔長度10m，有效加固半半徑0.4m，黃土天然孔孔隙率為50%，固體燒堿中中NaOH含量為85%，要求配置堿堿液濃度100g/L，設(shè)充填系數(shù)數(shù)α=0.68，工作條件系系數(shù)β取1.1，試求每孔灌灌注固體燒堿堿量。解：每孔灌漿漿量的確定:每孔灌注固體體燒堿量:7.1.5施工方法（自自學(xué)）1.水泥漿液灌注注法自上而下分段段灌漿程序示示意圖(a)鉆進第1段(b)第1段灌漿(c)鉆進第2段(d)第2段灌漿(e)鉆進第3段(f)第3段灌漿(f)(e)(d)(c)(b)(a)灌漿塞固結(jié)灌漿按分分序加密原則則，采用自上上而下、孔內(nèi)內(nèi)循環(huán)法施工工1.水泥漿液灌注注法孔口封閉自上上而下分段灌灌漿法施工程程序示意圖(f)(e)(d)(c)(b)(a)灌漿塞孔口封閉器56mm91mm56mm≤50cm≤50cm≤50cm(a)鉆進第1段(b)第1段灌漿(c)鉆進第2段(d)第2段灌漿(e)鉆進第3段(f)第3段灌漿帷幕灌漿按分序加加密原則，采用孔孔口封閉自上而下下、孔內(nèi)循環(huán)法施施工1.水泥漿液灌注法①灌漿施工方法法分類a.花管灌漿法;b.袖閥管法;c.循環(huán)灌漿;d.巖溶灌漿;②灌漿施工注意事項項2.單液硅化法①施工步驟a.壓力灌注溶液的施施工步驟，應(yīng)符合合下列要求：b.溶液自滲的施工步步驟，應(yīng)符合下列列要求：②施工注意事項a.施工中應(yīng)經(jīng)常檢查查個灌注孔的加固固深度，注入土中中的溶液量、溶液液的濃度和有無沉沉淀現(xiàn)象。采用壓壓力灌注時，應(yīng)經(jīng)經(jīng)常檢查在灌注溶溶液過程中，如發(fā)現(xiàn)溶液冒出地面面，應(yīng)立即停止灌注注，采取有效措施施后再繼續(xù)灌注。。b.計算溶液量全部注注入土中后，所有有灌注孔宜用2:8灰土分層回填夯實實。c.采用單液硅化法加加固既有建（構(gòu)））筑物或設(shè)備基礎(chǔ)礎(chǔ)的地基時，在灌灌注硅酸鈉溶液過過程中，應(yīng)進行沉沉降觀測，當發(fā)現(xiàn)現(xiàn)建（構(gòu)）筑物或或設(shè)備基礎(chǔ)的沉降突然增大或出出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)立即停止灌注注溶液，待查明原原因并采取有效措措施處理后，再繼繼續(xù)灌注。3.堿液法①成孔:灌注孔可用洛陽鏟、螺旋鉆成孔或用帶有尖端端的鋼管打入土中中成孔，孔徑為60-110mm，孔中填入粒徑為為20-40mm的石子，直到注液液管下端標高處，，再將內(nèi)徑20mm的注液管插入孔中中，管底以上300mm高度內(nèi)填入粒徑為為2-5mm的小石子，其上用用2:8灰土分層回填夯實實。②漿液配制:堿液可用固體燒堿或液體燒燒堿配制，加固1m3黃土需要NaOH量約為干土質(zhì)量的的3%，即35g-45g。堿液濃度不應(yīng)低低于90g/L，常用濃度為90-100g/L。雙液加固時，氯化鈣溶液的濃度為50-80g/L。a.采用固體燒堿配制制每1m3濃度為M的堿液時，1m3水中加堿量為：b.采用液體燒堿配制制每1m3濃度為M的堿液時，投入的的液體燒堿量為：：加水量為：③施工注意事項a.堿液加固施工，應(yīng)應(yīng)合理安排灌注順順序、控制灌注溫溫度及灌注速率。。宜間隔1-2孔灌注，并分段施施工，相鄰兩孔灌灌注的間隔時間不宜少于于3d，同時灌注的孔距不應(yīng)小于3m。灌注施工時，應(yīng)在盛溶液桶中將將堿液加熱到90℃以上才能進行灌注注，灌注過程中桶桶內(nèi)溶液溫度應(yīng)保保持不低于80℃。灌注堿液的速度度宜為2-5L/min。b.當采用雙液加固時時，應(yīng)先灌注氫氧化鈉鈉溶液，間隔8-12h后，再灌注氯化鈣鈣溶液，后者用量量為前者的1/4-1/2。c.施工中應(yīng)防止污染染水源，并應(yīng)安全全操作。7.1.6灌漿質(zhì)量檢驗(1)水泥漿液灌注法(2)單液硅化法硅酸鈉溶液灌注完完畢，應(yīng)在7-10d后，對加固的地基土土進行檢驗。單液液硅化法處理后的的地基竣工驗收時時，承載力及均勻勻性應(yīng)采用動力觸觸探或其他原位測測試檢驗。必要時時，尚應(yīng)在加固土土的全部深度內(nèi)，，每隔1m取土樣進行室內(nèi)試驗，測測定其壓縮性和濕濕陷性。地基加固結(jié)束后，，尚應(yīng)對已加固的的地基的建（構(gòu)））筑物或設(shè)備基礎(chǔ)礎(chǔ)進行沉降觀測，，直至沉降穩(wěn)定，，觀測時間不應(yīng)少于于半年。(3)堿液法堿液加固施工應(yīng)作作好施工記錄，檢檢查堿液濃度及每每孔注漿量是否符符合設(shè)計要求。堿堿液加固地基的竣工驗收，應(yīng)在加固固施工完畢28d后進行，可通過開開挖或鉆孔孔取樣，對對加固土體體進行無側(cè)側(cè)限抗壓強強度試驗和和水穩(wěn)性試試驗。取樣樣部位應(yīng)在在加固土體體中部，試試塊數(shù)不少于3個，28d齡期的無側(cè)側(cè)限抗壓強強度平均值值不得低于于設(shè)計值的的90%。將試塊泡泡在水中，，無崩解。。當需要查查明加固土土體的外形形和整體性性時，可對對有代表性性加固土體體進行開挖挖，量測其其有效加固固半徑和加加固深度。。本節(jié)結(jié)束7.2水泥土攪拌拌法7.2.1概述水泥土攪拌拌法:是利用水泥或石灰灰等材料作為為固化劑，，通過特制制的深層攪攪拌機械，，在地基深深處就地將固化劑和和地基土強強制攪拌，使軟土硬硬結(jié)成具有有整體性、、水穩(wěn)定性性和一定強強度的樁體體的地基處處理方法。。根據(jù)施工工方法的不不同，水泥泥土攪拌法法分為水泥漿攪拌拌（以下簡簡稱濕法））和粉體噴射攪攪拌（以下下簡稱干法法）兩種。預(yù)攪拌下沉沉噴漿攪拌上上升重復(fù)攪拌下下沉重復(fù)攪拌上上升深層攪拌樁樁施工工藝藝流程深層攪拌樁樁可作為豎向承載的的復(fù)合地基基；基坑工程圍圍護檔墻、防滲帷幕等。加固體體可形成柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀。6水泥土攪拌拌法共70頁第48頁支護結(jié)構(gòu)—水泥土墻水泥土攪拌拌法加固軟土技技術(shù)，具有有以下獨特特的優(yōu)點：⑴水泥土土攪拌法由由于將固化化劑和原地地基軟土就就地攪拌混混合，因而而最大限度度地利用了原土土；⑵攪拌時時無振動、、無噪音和和無污染，，可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑筑群中進行行施工；⑶攪拌時時不會使地地基側(cè)向擠擠出，所以以對周圍原有有建筑物及地下溝管管影響很小；⑷水泥土攪拌拌法形成的的水泥土加加固體，可可作為豎向向承載的復(fù)復(fù)合地基、、基坑工程程圍護擋墻墻、基坑被被動區(qū)加固固、防滲帷帷幕、大體體積水泥穩(wěn)穩(wěn)定土等，，其設(shè)計靈活活，可按不同同地基土的的性質(zhì)及工工程設(shè)計要要求，合理理選擇固化化劑及其配配方；⑸根據(jù)上上部結(jié)構(gòu)的的需要，可靈活地采采用柱狀、壁狀狀、格柵狀狀和塊狀等等加固形式式；⑹與鋼筋筋混凝土樁樁基相比，，可節(jié)約大量的鋼材材，并降低低造價。水泥土攪拌拌法適用范范圍適用于處理正常固固結(jié)的淤泥泥與淤泥質(zhì)質(zhì)土、粉土土、飽和黃黃土、素填填土、粘性性土以及無無流動地下下水的飽和和松散砂土土等地基。。水泥土攪拌拌法可用于增加軟土地地基的承載載能力，減少沉降量量，提高邊邊坡的穩(wěn)定定性，適用于以以下情況：：⑴作為建建筑物或構(gòu)筑物的地地基、廠房內(nèi)具具有地面荷荷載的地坪坪、高填方方路堤下基基層等；⑵進行大面積地基基加固、以防止碼碼頭岸壁的的滑動、深深基坑開挖挖時坍塌、、坑底隆起起和減少軟軟土中地下下構(gòu)筑物的的沉降；⑶作為為地下防滲滲墻以阻止地地下滲透透水流，，對樁側(cè)側(cè)或板樁樁背后的的軟土加加固以增增加側(cè)向向承載能能力。1.水泥的水水解和水水化反應(yīng)應(yīng):2.土顆粒與與水泥水水化物的的作用:離子交換換和團粒?；饔糜糜材磻?yīng)應(yīng):7.2.2加固機理理碳酸化作作用:攪拌越充充分，土土塊被粉粉碎得越越小，水水泥分布布到土中中越均勻勻，則水水泥土結(jié)結(jié)構(gòu)強度度的離散散性越小小，其宏宏觀的總總體強度度也越高高。7.2.3水泥土的的物理力力學(xué)特性性1.水泥土的的物理性性質(zhì)①含水水量:水泥土在在硬凝過過程中，，由于水水泥水化化等反應(yīng)應(yīng)，使部部分自由由水以結(jié)晶晶水的形式固定定下來，，故水泥土的的含水量量略低于于原土樣樣的含水水量，水泥土土含水量量比原土土樣含水水量減少少0.5％～7.％，且隨隨著水泥泥摻入比比的增加加而減小小。②重度度:由于拌入入軟土中中的水泥泥漿的重重度與軟軟土的重重度相近近，所以以水泥土的的重度與與天然軟軟土的重重度相差差不大，水泥土土的重度度僅比天天然軟土土重度增增如0.5％～3.0％，所以以采用水水泥土攪攪拌法加加固厚層層軟土地地基時，，其加固固部分對對于下部部未加固固部分不不致產(chǎn)生生過大的的附加荷荷重，也不會產(chǎn)產(chǎn)生較大大的附加加沉降。

④滲透系數(shù):

水泥土的滲透性隨水泥摻入比的增大和養(yǎng)護齡期的增長而減小，一般可達10-8-10-5cm/s數(shù)量級。水泥加固淤泥質(zhì)粘土能減小原天然土層的水平向滲透系數(shù)，這對深基坑施工是有利的，可以利用它作為防滲帷幕。2.水泥土的的力學(xué)性性質(zhì)①無側(cè)側(cè)限抗壓壓強度及及其影響響因素水泥土的的無側(cè)限限抗壓強強度一般般為300-4000kPa，即比天天然軟土土大幾十十倍至數(shù)數(shù)百倍。。a.水泥摻入入比aw：水泥土的的強度隨隨著水泥泥摻入比比的增加加而增大大(見圖7-14)，在深層攪攪拌法的的實際施施工中，，選用的的水泥摻摻入比以以大于5％為宜。b.齡期對強強度的影影響不同齡期期的水泥泥土抗壓壓強度間間大致呈呈線性關(guān)關(guān)系c.水泥強度度等級對對強度的的影響:水泥強度度等級直直接影響響水泥土土的強度度，水泥強度度等級提提高10級，水泥泥土強度度fcu約增大20％～30％。d.土樣含水水量對強強度的影影響:當水泥土土的配比比相同時時，其強度隨隨著土樣樣含水量量的降低低而增大大。試驗表明明，當土土的含水水量在50％～85％范圍內(nèi)變化化時，含水量每降低低10％，水泥土強強度可提高30％。e.土樣中有機質(zhì)質(zhì)含量對強度度的影響:f.外摻劑對強度度的影響:②抗拉強度:水泥土的抗拉拉強度隨抗壓壓強度的增長長而提高，但遠較抗壓壓強度低，部部分試驗結(jié)果果如表7-3所示?？估瓘姀姸燃s為抗壓壓強度的1/10-1/15，與混凝土的的抗拉/抗壓強度之比比值相近。③抗剪強度度:用高壓三軸儀儀進行剪切試試驗表明：水泥土的抗剪剪強度隨抗壓壓強度的增加加而提高。④變形模量量:當垂直應(yīng)力達達到50%無側(cè)限抗壓強強度時，水泥泥土的應(yīng)力與與應(yīng)變的比值值，稱之為水水泥土的變形形模量E50。

水泥土試件的壓縮系數(shù)a1-2約為(2.0～3.5)×10-5kPa-1。其相應(yīng)的壓縮模量E=(60～100)MPa。

⑥水泥土的抗凍性能:

水泥土試塊經(jīng)長期冰凍后的強度與冰凍前的強度相比幾乎沒有增長。但恢復(fù)正溫后其強度能繼續(xù)提高，凍后正常養(yǎng)護90天的強度與標準強度非常接近，抗凍系數(shù)達0.9以上。地溫不低于-10℃，就可以進行水泥土攪拌法的冬季施工。7.2.4設(shè)計計算1.水泥土攪拌樁樁設(shè)計前的一一般要求①勘察要求求:確定處理方案案前應(yīng)搜集擬擬處理區(qū)域內(nèi)內(nèi)詳盡的巖土土工程資料。。尤其是填土層層的厚度和組組成；軟土層層的分布范圍圍、分層情況況；地下水位位及pH值；土的含水水量、塑性指指數(shù)和有機質(zhì)質(zhì)含量等。②試驗要求求:設(shè)計前還應(yīng)進進行擬處理土土的室內(nèi)配比比試驗。對豎向承載的水水泥土強度宜取90d齡期試塊的立方體體抗壓強度平平均值；對承受水平荷載載水泥土樁強度宜取28d齡期試塊的立方體體抗壓強度平平均值。③加固形式選擇擇:攪拌樁可布置置成柱狀、壁狀和和塊狀三種形式。a.柱狀：每間隔一定距距離打設(shè)一根根攪拌樁b.壁狀：相鄰攪拌樁部部分重疊搭接接成壁狀加固固形式。c.塊狀：縱、橫兩個相相鄰樁搭接而而形成的。2.柱狀水泥土攪攪拌樁復(fù)合地地基的設(shè)計計計算①固化劑:固化劑宜選用用強度等級為為32.5級及以上的普普通硅酸鹽水水泥。水泥摻摻量除塊狀加加固時可用被被加固濕土質(zhì)質(zhì)量的7％～12％外，其余宜宜為12％～20％。濕法的水水泥漿水灰比比可選用0.45～0.55。②樁長:水泥土攪拌樁樁的設(shè)計，主主要是確定攪拌樁的置換換率和長度。豎向承載攪攪拌樁的長度度應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對承承載力和變形形的要求確定定，并宜穿透軟軟弱土層到達達承載力相對對較高的土層層。為提高抗抗滑穩(wěn)定性而而設(shè)置的攪拌拌樁，其樁長應(yīng)超過危危險滑弧以下下2m。濕法的加固深深度不宜大于于20m，干法的加固固深度不宜大大于15m。③樁徑：水泥土攪拌樁樁的樁徑不應(yīng)應(yīng)小于500mm。④豎向承載載水泥土攪拌拌樁復(fù)合地基基承載力特征征值：應(yīng)通過現(xiàn)場單單樁或多樁復(fù)復(fù)合地基荷載載試驗確定。。在初步設(shè)計計時，也可按按下式估算：：⑤墊層:豎向承載攪拌拌樁復(fù)合地基基應(yīng)在基礎(chǔ)和和樁之間設(shè)置置200～300mm厚褥墊層，其其材料可選用用中砂、粗砂砂、級配砂石石等，最大粒粒徑不宜大于于20mm。⑥樁位布置置:豎向承載攪拌拌樁的平面布布置可根據(jù)上上部結(jié)構(gòu)特點點及對地基承承載力和變形形的要求，采采用柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等加固型式。樁可可只在基礎(chǔ)平面范范圍內(nèi)布置，獨立基礎(chǔ)下的樁數(shù)不宜少于3根。柱狀加固可采用用正方形、等邊三三角形等布樁型式式。⑦沉降計算:水泥土攪拌樁復(fù)合合地基的變形s包括復(fù)合土層的平平均壓縮變形s1與樁端下未加固土土層的壓縮變形s2：復(fù)合土層壓縮變形形s1可按下式計算：【例7-2】某軟土地基承載力力特征值fak=70kPa，采用攪拌樁處理理地基，樁徑0.5m，樁長10m，等邊三角形布樁樁，樁間距1.5m，樁周側(cè)摩阻力特特征值qs=15kPa，樁端阻力特征值值qp=60kPa，水泥土無側(cè)限抗抗壓強度fcu=1.5MPa，試求復(fù)合地基承承載力特征值（η=0.3，αp=0.5，β=0.75，λ=0.9）。解：（1）單樁豎向承載力力特征值Ra土對樁支撐力（2）復(fù)合地基承載力力特征值fspk【例7-3】某獨立基礎(chǔ)底面尺尺寸3.5m×3.5m，埋深2.5m，地下水在地面下下1.25m，地下水位以上土土的重度為18kN/m取Ra=117.6kN（2）相應(yīng)于作用的標標準組合時基底壓壓力Pk（3）復(fù)合地基承載力力特征值fspk（4）修正后的地基承承載力特征值fa（5）面積置換率m（6）所需樁數(shù)n(3)壁狀水泥土攪拌樁樁的設(shè)計計算水泥土擋墻計算主主要包括抗滑移穩(wěn)定性驗算算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算算、整體穩(wěn)定性驗算、抗?jié)B驗算、抗隆起驗算等內(nèi)容。①土壓力計算墻后主動土壓力計計算：墻前被動土壓力計計算：②抗傾覆驗算水泥土擋墻抗傾覆覆穩(wěn)定性按下式驗驗算：③抗滑移驗算④整體穩(wěn)定性驗算:水泥土擋墻與地基基整體滑動時，一一般按通過墻底的圓弧滑動面驗算算。整體穩(wěn)定安全全系數(shù)采用總應(yīng)力力法計算：⑤抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算算:當?shù)叵滤畯幕滓砸韵孪蚧觾?nèi)滲流流時，若其水力坡坡降大于滲流出口口處土顆粒的臨界界水力坡降，將產(chǎn)產(chǎn)生基底滲流失穩(wěn)穩(wěn)現(xiàn)象。當上部為為不透水層，坑底底下某深度處有承承壓水層（圖7-17）時，基坑底抗?jié)B滲流穩(wěn)定性可按下下式驗算：⑥抗隆起穩(wěn)定性驗算算:在軟弱的粘土層內(nèi)內(nèi)，由于基坑開挖挖卸載作用，導(dǎo)致致墻后土體及基坑坑土體向基坑內(nèi)移移動，促使坑底向向上隆起，出現(xiàn)塑塑性流動和涌土現(xiàn)現(xiàn)象。因此，應(yīng)驗驗算坑底土抗隆起起穩(wěn)定性。（圖7-18）：7.2.5施工方法1.施工機具:深層攪拌機械按固固化劑的狀態(tài)不同同分為漿液深層攪拌機和粉體噴射深層攪拌拌機，根據(jù)攪拌軸數(shù)分分為單軸和多軸深層攪拌機。2.施工前準備:①場地準備水泥土攪拌法施工工現(xiàn)場事先”三通通一平”。②工藝性試樁水泥土攪拌樁施工工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進進行工藝性試樁，，數(shù)量不得少于2根。③設(shè)備檢查調(diào)試1)漿液深層攪拌施工工前應(yīng)確定灰漿泵泵輸漿量、灰漿經(jīng)經(jīng)輸漿管到達攪拌拌機噴漿口的時間間和起吊設(shè)備提升升速度等施工參數(shù)數(shù)，并根據(jù)設(shè)計要要求通過工藝性成成樁試驗確定施工工工藝。2)噴粉施工前應(yīng)仔細細檢查攪拌機械、、供粉泵、送氣(粉)管路、接頭和閥門門的密封性、可靠靠性。運氣(粉)管路的長度不宜大大于60m。(3)施工步驟：水泥土攪拌法的施施工步驟由于濕法法和干法的施工設(shè)設(shè)備不同而略有差差異。其主要步驟驟應(yīng)為：①攪拌機械就位位、調(diào)平，施工中中應(yīng)保持攪拌機底底盤的水平和導(dǎo)向向架的豎直，攪拌拌樁的垂直度偏差差不得超過1％，樁位的偏差不不得大于50mm，成樁直徑和樁長長不小于設(shè)計值。。②預(yù)攪下沉至設(shè)設(shè)計加固深度；③邊噴漿(粉)、邊攪拌提升直至至預(yù)定的停漿(灰)面；④重復(fù)攪拌下沉沉至設(shè)計加固深度度；⑤根據(jù)設(shè)計要求求，噴漿(粉)或僅攪拌提升直至至預(yù)定的停漿(灰)面；⑥關(guān)閉攪拌機械械。在預(yù)(復(fù))攪下沉?xí)r，也可采采用噴漿(粉)的施工工藝，但必必須確保全樁長至至少再重復(fù)攪拌一一次。深層攪拌樁施工工工藝流程圖6.1深層攪拌樁共70頁第49頁當水泥漿液到達出出漿口后,應(yīng)噴漿攪拌30s,在水泥漿與樁端土土充分攪拌后,再開始提升攪拌頭頭預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖沖水,當遇到硬土層下沉太慢時,方可適量沖水,但應(yīng)考慮沖水對樁樁身強度的影響6.1深層攪拌樁共70頁第50頁施工中應(yīng)保持樁機機底盤的水平和導(dǎo)導(dǎo)向架的豎直，樁身垂直偏差≯1%；樁位偏差≯50mm；成樁直徑和樁長長不得小于設(shè)計值值。6.1深層攪拌樁共70頁第51頁施工時如因故停漿漿，應(yīng)將攪拌頭下下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復(fù)供漿時再再噴漿攪拌提升。。若停機超過3h，宜先拆卸輸漿管管路，并妥加清洗。壁狀加固時，相鄰樁的施工時間間間隔不宜超過24h。如間隔時間太長長，與相鄰樁無豎向承載攪拌樁施施工時,停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計標高高300～500mm,開挖時將樁頂施工質(zhì)質(zhì)量較差的樁段鑿鑿除現(xiàn)場檢測水泥攪拌拌樁樁徑、樁間距距6.1深層攪拌樁共70頁第52頁SMW工法樁SMW工法樁是深層攪拌拌樁的一項新工藝藝，以6水泥土攪攪拌法共70頁第53頁清除鉆頭頭上的余余泥形成一道道地下連連續(xù)墻型鋼補強強材導(dǎo)溝三軸型鉆鉆掘攪拌拌機水泥漿液液鉆桿6.2SMW工法樁共70頁第54頁粉體噴攪法6水泥土攪攪拌法簡稱粉噴樁，是一種種剛塑性性樁，與與樁周土土層組成成復(fù)合地地基，樁樁、土共共同作用用。樁長不宜宜＞15m，樁徑≮≮500mm。當?shù)鼗恋奶焯烊缓浚?0%(黃土含水水量＜25%)、＞70%或地下水水PH值＜4時不宜采采用。⑴材料：采用強度度等級≮≮32.5級礦渣水水泥和氧氧化鈣和和氧化鎂鎂含量總共70頁第55頁6.3粉體噴攪攪法⑵施工步步驟：機械定位位→預(yù)攪攪下沉至至設(shè)計深深度→邊邊噴漿、、邊攪拌拌提升至至預(yù)定停停漿面→→重復(fù)攪攪拌下沉沉至設(shè)計計深度→→重復(fù)噴噴漿或攪攪拌提升升至預(yù)定定的停漿漿面→成成樁。粉噴樁施施工現(xiàn)場場共70頁第56頁成樁施工工順序從從四周邊邊開始向向中心進進行，相相鄰兩根根樁須跳跳打當攪拌頭頭到達設(shè)設(shè)計樁底底以上1.5m時，即開開啟噴粉粉機提前前進行噴噴粉作業(yè)，當攪攪拌頭提提升至地地面下500mm時，應(yīng)停停止噴粉粉6.3粉體噴攪攪法共70頁第57頁粉噴樁施施工結(jié)束束粉粉噴樁樁的截樁樁處理粉粉噴樁群群樁承臺臺地面局部部隆起粉體貯罐罐粉粉噴噴樁施工工現(xiàn)場送粉管路路不宜大大于6m6.3粉體噴攪攪法成樁中因因故停止止噴粉,應(yīng)將攪拌拌頭下沉沉至?；一颐嬉韵?m處,待恢復(fù)噴噴粉時再再噴粉攪攪拌提升升共70頁第58頁一般的施施工工藝藝流程（（一次噴噴漿、二二次攪拌拌）預(yù)攪下沉沉（制備水水泥漿））提升噴漿漿攪拌沉鉆復(fù)攪攪重復(fù)提升升攪拌⑴質(zhì)量檢驗驗：成樁7d后，淺部部開挖樁樁頭(深度宜超超過停漿漿面下0.5m)，目測檢查查攪拌的的均勻性性、量測成樁樁直徑，檢查量量為總樁樁數(shù)的5%；成樁后后3d內(nèi)，用輕型動力力觸探(N10)檢查每米米樁身的的均勻性性,檢驗數(shù)量量為總樁樁數(shù)的1%，且不少少于3根。6.4攪拌樁的的質(zhì)量檢檢驗輕型動力力觸探粉粉噴樁檢驗鉆鉆芯取⑵載荷試驗驗：進行復(fù)合地地基和單樁載載荷試試驗。載荷荷試驗驗宜在在成樁樁28d后進行，抽抽檢數(shù)量為為總樁數(shù)的的l%，且不少于于3點。⑶樁身完整性性檢驗：對樁身質(zhì)量量有懷疑時，應(yīng)在成成樁28d后，鉆芯取樣作作抗壓強度度檢驗，檢驗數(shù)量量為總樁數(shù)數(shù)的0.5%，且不不少于3根根。6水泥土攪拌拌法共70頁第59頁本節(jié)結(jié)束7.3高壓噴射注注漿法7.3.1概述高壓噴射注注漿法:是指用高壓壓水泥漿通通過鉆桿由由水平方向的的噴嘴噴出，形成成噴射流，，以此切割土體并并與土拌和和形成水泥土土加固體的的地基處理理方法。高壓噴射注注漿法所形形成的固結(jié)結(jié)體形狀與與噴射流移移動方向有有關(guān)。一般般分為:旋轉(zhuǎn)噴射(簡稱旋噴)、定向噴射(簡稱定噴)和擺動噴射射(簡稱擺噴)三種型式①旋噴法施工時，噴噴嘴一邊噴噴射一邊旋旋轉(zhuǎn)和提升升，固結(jié)體呈圓圓柱狀。主要用于于加固地基，提高地基的的抗剪強度度，改善地基土土的變形性性質(zhì)，也可組成成閉合的帷帷幕，用于于截阻地下水水流和治理理流砂。②定噴法施工時，噴噴嘴一邊噴噴射一邊提提升，噴射射的方向固固定不變，，固結(jié)體形如如板狀或壁壁狀。③擺噴法施工時，噴噴嘴一邊噴噴射一邊提提升，噴嘴嘴的方向呈呈較小的角角度來回擺擺動，固結(jié)體形如如較厚的墻墻板狀。定噴和擺噴噴兩種方法法通常用于于基坑防滲滲、改善地地基土的水水流性質(zhì)及及穩(wěn)定邊坡坡等工程。。⑴定噴：適用于粒徑徑≯20mm的松散地層層，獲得壁狀加固體體。⑵擺噴：適用于粒徑徑≯60mm的松散地層層，大角度度擺噴適用用于粒徑≯≯100mm的松散地層層，獲得塊狀加固體體。⑶旋噴：適用于卵礫礫石地層及及基巖殘坡坡積層,獲得柱狀加固體注意！當土中含有有較多的大粒徑塊石石、大量植物根根莖或較高的有機質(zhì)時，以及地下水流速速過大和已涌水的工程，應(yīng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場場試驗結(jié)果果確定其適適用性。單管高壓旋旋噴樁地面加固施施工7.1旋噴工藝選選擇共70頁第62頁1.高壓噴射注漿法法的工藝類型高壓噴射注漿法法的基本工藝類類型有：單管法、二重管管法、三重管法法和多重管法等等四種方法。在粘性土層中，，單管旋噴樁徑徑約0.5～0.8m，雙重管旋噴樁徑徑約0.8～1m，三重管旋噴樁徑徑可達1.1～3.0m。為獲得大直徑的的旋噴樁，應(yīng)采采用二重管旋噴或三重管旋噴。單管旋噴法：用高壓泥漿泵等等裝置，以20MPa左右的壓力，把把漿液從噴嘴中噴噴射出去沖擊破壞土土體，同時借助助注漿管的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)和提升運動，，使?jié){液與從土土體上崩落下來來的土攪拌混合合，經(jīng)過一定時時間凝固，便在在土中形成圓柱柱狀的固結(jié)體。。二重管法：通過在管底部側(cè)側(cè)面的一個同軸雙重噴嘴，同時噴射出高壓漿液和空氣氣兩種介質(zhì)的噴射流沖擊破破壞土體。在高壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，，破壞土體能量量顯著增大，噴噴嘴一邊噴射一一邊旋轉(zhuǎn)和提升升，最后在土體體中形成直徑明明顯增加的柱狀狀固結(jié)體達80～150cm。三重管法使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重重注漿管。在以以高壓泥漿泵等等高壓發(fā)生裝置置產(chǎn)生20-30MPa左右的高壓噴射射流周圍，環(huán)繞繞一股0.5-0.7MPa左右的圓筒狀氣氣流，進行水、氣同軸噴射射沖切土體，形成成較大的空隙，，再另由泥漿泵泵注入壓力為2-5MPa的漿液充填，噴噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提提升運動，最會會便在土中凝固固為較大的固結(jié)結(jié)體多重管法這種方法首先需需要在地面鉆一一個導(dǎo)孔，然后后置入多重管，，用逐漸向下運運動的旋轉(zhuǎn)超高高速壓力水射流流（壓力約40MPa），切削破壞四四周土體，經(jīng)高高壓水沖擊下來來的土和石成為為泥漿后，立即即用真空泵從多多重管中抽出。。如此反復(fù)地沖沖和抽，便在地地層中形成一個個較大的空間。。裝在噴嘴附近近的超聲波傳感感器及時測出空空間的直徑和形形狀，最后根據(jù)據(jù)工程要求選用用漿液、砂漿、、礫石等材料進進行充填。于是是在地層中形成成一個大直徑的的柱狀固結(jié)體，，在砂性土中最最大直徑可達4m孔口管高壓水泵真空泵泥水箱多重鉆桿超聲波傳感器鉆頭高壓射水噴嘴MASV裝置顯示部分計測部分控制部分

SSS-MAN鉆機2.高壓噴射注漿法法的主要特征①適用范圍廣廣由于固結(jié)體的質(zhì)質(zhì)量明顯提高，，它既可用于工程新建之前，又可用于竣工后后的托換工程，使已有建筑物物在施工時使用用功能正常。②施工簡便施工時只需在土土層中鉆一個孔孔徑為50mm或300mm的小孔，便可在在土中噴射成直直徑為0.4-4.0m的固結(jié)體，因而而施工時能貼近近已有建筑物，，成型靈活。③可控制固結(jié)結(jié)體形狀在施工中可調(diào)整整旋噴速度和提提升速度、增減減噴射壓力或更更換噴嘴孔徑改改變流量，使固固結(jié)體形成工程程設(shè)計所需要的的形狀。④可垂直、傾斜和和水平噴射通常是在地面上上進行垂直噴射注漿，但在隧道、礦礦山井巷工程、、地下鐵道等建建設(shè)中，亦可采采用傾斜和水平噴射注漿。⑤耐久性較好好可用于永久性工工程。⑥料源廣闊漿液以水泥為主體。在地下下水流速快或含含有腐蝕性元素素、土的含水量量大或固結(jié)體強強度要求高的情情況下，則可在在水泥中摻入適適量的外加劑，，以達到速凝、、高強、抗凍、、耐蝕和漿液不不沉淀等效果。。3.高壓噴射注漿法法的適用范圍①土質(zhì)條件適適用范圍適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或或可塑粘性土、、粉土、砂土、、黃土、素填土土和碎石土等地基。②工程使用范范圍1)提高地基強度;2)擋土圍堰及地下下工程建設(shè)3)增大土的摩擦力力和粘聚力;4)減少振動，防液液化5)降低土的含水量量;6)防滲帷幕7)防止洪水沖刷2)擋土圍堰及地下下工程建設(shè)3).增大土的摩擦力力和粘聚力6)防滲帷幕6)防滲帷幕1.高壓水噴射流的的性質(zhì)高壓水噴射流是是通過高壓發(fā)生生設(shè)備，使它獲獲得巨大能量后后，從一定形狀狀的噴嘴，能量高度集中的的一股液流。2.高壓噴射流的種種類和構(gòu)造①高壓噴射流流的種類a.單管噴射流為單一高壓水泥漿漿噴射流；b.二重管噴射流為為高壓漿液噴射流流與其外部環(huán)繞的壓壓縮空氣噴射流流組成，c.三重管噴射流為為高壓水噴射流與其外部環(huán)繞的壓縮縮空氣噴射流組成，d.多重管噴射流為為高壓水噴射流。②高壓噴射流的構(gòu)構(gòu)造1）單液高壓噴噴射流的構(gòu)造在空氣中噴射，，初期區(qū)域為在水中噴射,初期區(qū)域為在空氣中射流的的初期區(qū)域的長長度比在水中約約大10倍。初期區(qū)域主要區(qū)域軸向動壓陡然減減弱，噴射流速速度進一步降低低，它的擴散率率為常數(shù)，擴散散寬度和距離的的平方根呈正比比。在土中噴射時，，噴射流與土在在本區(qū)域內(nèi)攪拌拌混合。噴射流處于能量量衰竭狀態(tài)，噴射流流寬度很大，霧化度高高，水滴成霧化狀，與與空氣混合在一起，最最后消散在大氣中。終期區(qū)域有效噴射長度為初期區(qū)域和主要區(qū)域長度之和。有效噴射長長度愈長，則劈裂裂土的距離越大，，噴射加固體的直直徑也愈大。2)水（漿）、氣同軸軸噴射的構(gòu)造在初期區(qū)域，由于水噴射流與空空氣流相沖撞及噴噴嘴內(nèi)部表面不夠夠光滑，致使從噴噴嘴射出的水流較較紊亂，再加以空空氣和水流的相互互作用，在高壓噴噴射水流中形成氣氣泡，噴射流受到到干擾，在初期區(qū)區(qū)域的末端，氣泡泡與水噴射流的寬寬度一樣。在遷移區(qū)域，高壓水噴射流與空空氣開始混合，出出現(xiàn)較多的氣泡。。主要區(qū)域內(nèi)，高壓水噴射流衰衰減，內(nèi)部的大量量氣泡逐漸分裂為為不連續(xù)的細水滴滴狀，同軸噴射流流的寬度迅速擴大大。水（漿）、氣同軸軸噴射流初期區(qū)域域長度可用以下經(jīng)經(jīng)驗公式表示：3.加固地基的機理①高壓噴射流對對土體的破壞作用用破壞土體結(jié)構(gòu)強度度的最主要因素是是噴射動壓，根據(jù)動量定律，，在空氣中噴射時時的破壞力為：在噴嘴斷面積A一定的條件下，如如果要獲得大的破破壞力，則需要通通過高壓產(chǎn)生大的的流速②水（漿）、氣同軸軸噴射流對土體的的破壞作用

水（漿）、氣同軸噴射時，空氣流使水或漿的高壓噴射流從破壞土體上將土粒迅速吹散，使高壓噴射流的噴射破壞條件得到改善，阻力大大減少，能量消耗降低，因而增大了高壓噴射流的破壞能力，形成的旋噴固結(jié)體直徑較大。旋噴時，高壓噴射流在地地基中，把土體切切削破壞，其加固固范圍就是噴射距離加上滲透透部分或壓縮部分的長度為半徑的圓圓柱體。圖7-36旋噴固結(jié)體橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖1——漿液主體部分；2——攪拌混合部分；3——壓縮部分；3——滲透部分。2134砂性土粘性土定噴時，高壓噴射注漿的的噴嘴不旋轉(zhuǎn)，只只作水平的固定方方向噴射，并逐漸漸向上提升，便在在土中沖成一條溝溝槽，并把漿液灌灌進槽中，最后形形成一個板狀固結(jié)結(jié)體。固結(jié)體在砂性土中中有部分滲透層，，而在粘性土中無無這一部分滲透層層。漿液主體部分攪拌混合部分硬殼漿液滲透部分砂性土粘性土圖7-37定噴固結(jié)體橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖③水泥與土的固結(jié)機機理水泥各成分在不缺水、不干涸的情況下，繼續(xù)不斷地按水化程序發(fā)展、增強和擴大，從而產(chǎn)生下列現(xiàn)象：

1)膠凝體增大并吸收水分，使凝固加速，結(jié)合更密；

2)由于微晶（結(jié)晶核）的產(chǎn)生進而產(chǎn)生出結(jié)晶體，結(jié)晶體與膠凝體相互包圍滲透并達到一種穩(wěn)定狀態(tài)，這就是硬化的開始；

3)水化作用繼續(xù)深入到水泥微粒內(nèi)部，使未水化部分再參加以上的化學(xué)反應(yīng)，直到完全沒有水分以及膠質(zhì)凝固和結(jié)晶充盈為止。但無論水化時間持續(xù)多久，很難將水泥微粒內(nèi)核全部水化完畢，所以水化過程是一個長久的過程。4.加固土的基本性狀狀①直徑較大對粘性土地基加固固，單管旋噴注漿漿加固體直徑一般般為0.3-0.8m；三重管旋噴注漿漿加固體直徑可達達0.7-1.8m；二重管旋噴注漿漿加固體直徑介于于以上兩者之間。。多重管旋噴注漿漿加固體直徑為2.0-4.0m。②固結(jié)體形狀可可不同在勻質(zhì)土中，旋噴的圓柱體比較較勻稱；而在非勻質(zhì)土中中或有裂隙土中，，旋噴的圓柱體不不勻稱，甚至在圓圓柱體旁長出翼片片。③重量輕:固結(jié)體內(nèi)部土粒少少并含有一定數(shù)量量的氣泡。因此，固結(jié)體的重量較輕輕，輕于或接近原原狀土的密度。④滲透系數(shù)小:固結(jié)體雖有一定的的孔隙，但這些孔孔隙并不貫通，而而且固結(jié)體有一層層較致密的硬殼，，其滲透系數(shù)達10-6cm/s或更小，故具有一一定的防滲性能。。⑤固結(jié)強度高:土體經(jīng)過噴射后，，土粒重新排列，，水泥等漿液含量量大。由于一般外側(cè)土顆粒直直徑大，數(shù)量多，，漿液成分也多，因此在橫斷面上上中心強度低，外外側(cè)強度高，與土土交換的邊緣有處處有一圈堅硬的外外殼。⑥單樁承載力高高:旋噴柱狀固結(jié)體有有較高的強度，外外形凹凸不平，因因此有較大的承載載力，固結(jié)體直徑徑愈大，承載力愈愈高。7.3.3設(shè)計計算1.室內(nèi)配方與現(xiàn)場噴噴射試驗為了解噴射注漿固固結(jié)體的性質(zhì)和漿漿液的合理配方，，必須取現(xiàn)場各層層土樣，在室內(nèi)按按不同的含水量和和配合比進行試驗驗，優(yōu)選出最合理理的漿液配方。2.固結(jié)體尺寸a.固結(jié)體尺寸主要取取決于下列因素：：1)土的類別及其密實實程度；2)高壓噴射注漿方法法（注漿管的類型型）；3)噴射技術(shù)參數(shù)(包括噴射壓力與流流量，噴嘴直徑與與個數(shù)，壓縮空氣氣的壓力、流量與與噴嘴間隙，注漿漿管的提升速度與與旋轉(zhuǎn)速度)。b.在無試驗資料的情情況下，對小型的的或不太重要的工工程，可根據(jù)經(jīng)驗驗選用表7-9所列數(shù)值。c.對于大型的或重要要的工程，應(yīng)通過過現(xiàn)場噴射試驗后后開挖或鉆孔采樣樣確定。3.固結(jié)體強度①固結(jié)體強度主主要取決于下列因素：a.土質(zhì)；b.噴射材料及水灰比比；c.注漿管類型和提升升速度；d.單位時間的注漿量量。②固結(jié)體強度設(shè)設(shè)計規(guī)定按28d強度計算。28d后的強度將會繼續(xù)續(xù)增長，這種強度度的增長作為安全全儲備。③注漿材料為水水泥時，固結(jié)體抗抗壓強度④對于大型的或或重要的工程，應(yīng)通過現(xiàn)場噴射試試驗后采樣測試來來確定固結(jié)體的強強度和滲透性等性性質(zhì)。4.豎向承載旋噴樁復(fù)復(fù)合地基承載力特特征值用旋噴樁處理的地地基，應(yīng)按復(fù)合地基設(shè)計。豎向承載旋噴樁樁復(fù)臺地基承載力力特征值應(yīng)通過現(xiàn)現(xiàn)場復(fù)合地基載荷荷試驗確定。初步步設(shè)計時，也可按按下式計算：5.沉降計算算:樁長范圍圍內(nèi)復(fù)合合土層以以及下臥臥層地基基變形應(yīng)應(yīng)按現(xiàn)行行國家標標準《建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范范》（GB50007-2012）的有關(guān)關(guān)規(guī)定計計算。6.墊層:褥墊層厚厚度可取取200-300mm，其材料料可選用用中砂、、粗砂、、級配砂砂石等，，最大粒粒徑不宜宜大于30mm.7.布孔形式式和孔距距①加固固地基豎豎向承載載豎向承載載旋噴樁樁的平面面布置可可根據(jù)上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)和基礎(chǔ)礎(chǔ)特點確確定。獨獨立基礎(chǔ)礎(chǔ)下的樁樁數(shù)一般般不應(yīng)少少于4根。②堵水水防滲最好按雙雙排或三三排布孔孔形成帷帷幕。孔孔距L=1.73R0，排距為為l.5R0定噴防滲滲帷幕擺噴防滲滲帷幕8.漿量計算算漿量計算算有兩種種方法，，即體積法和和噴量法法，取其大者者作為設(shè)設(shè)計噴射射漿量。①體體積法②噴噴量法Q——需要用的的漿量(m3)；De——旋噴體直直徑(m)；D0——注漿管直直徑(m)；K1——填充率，，0.75~0.9；h1——旋噴長度度(m)；K2——未旋噴范范圍土的的填充率率，0.5~0.75；a.有良好的的可噴性性水泥漿為為主劑，，摻入少少量外加加劑，水灰比比一般采采用1:1-1.5:1。漿液的的可噴性性用流動度和粘度來評定。。b.有足夠的的穩(wěn)定性性漿液的穩(wěn)穩(wěn)定性好好壞直接接影響到到固結(jié)體體的質(zhì)量量。以水水泥漿為為例，其其穩(wěn)定性性好指漿漿液在初凝前析析水率小小、水泥的沉沉降速度度慢、分散性好好以及漿液混合合后經(jīng)高高壓噴射射而不改改變其物物理化學(xué)學(xué)性質(zhì)。摻入少少量外加加劑能明明顯地提提高漿液液的穩(wěn)定定性，常常用的外外加劑有有：膨潤潤土、純純堿、三三乙醇胺胺等。漿漿液的穩(wěn)穩(wěn)定性可可用漿液液的析水水率來評評定。9.漿液材材料與與配方方①漿漿液液特性性c.氣泡少少若固結(jié)結(jié)體硬硬化后后有許許多氣氣孔，，會降降低噴噴射固固結(jié)體體的密密度