高压喷射注浆法ppt课件

高压喷射注浆所用的喷射流共有四种： （1）为单一的高压水泥浆喷射流； （2）二重管喷射流为高压浆液喷射流与其外部环绕的压缩空
气喷射流，组成为复合式高压喷射流； （3）三重管喷射流为高压浆液喷射流与其外部环绕的压缩空
气喷射流，组成为复合式高压喷射流； （4）多重管喷射流为高压水喷射流 以上四种喷射流破坏土体的效果不同，但其构造可划分为单
11.2 加固机理
一、高压水喷射流性质
高压水喷射流是通过高压发生设备，使它获 得巨大能量后，从一定形状的喷嘴，用一 种特定的流体运动方式，以很高的速度连续喷射出 来、能量高度集中的一股液流。
在高压高速的条件下，喷射流具有很大的功率， 其功率与速度和喷射流的压力的关系如下表11-1 所示。
二、高压喷射流的种类和构造
会产生下列现象：
①胶凝体增大并吸收水分，使凝固加速，结 合更密；
②由于微晶(结晶核)的产生进而生出结晶体， 结晶体与胶凝体相互包围渗透并达到一种稳 定状态，这就是硬化的开始；
③水化作用继续深入到水泥微粒内部，使未 水化部分再参加以上的化学反应，直到完全 没有水分以及胶质凝固和结晶充盈为止。但 无论水化时间持续多久，很难将水泥微粒内 核全部水化完了，水化过程是一个长久的过 程。
四、加固土的基本性质
1.直径或长度
旋喷固结体的直径大小与土的种类和密实程度有较密切的 关系。旋喷桩的设计直径见表11—2。
2.固结体形状
按喷嘴的运动规律不同而形成均匀圆柱状、非均匀圆柱状、 圆盘状、板墙状、扇形壁状等。同时因土质和工艺不同而 有所差异。
(4)减少振动、防止液化 1)减少设备基础振动。 2)防止砂土地基液化。
(5)降低土的含水量 1)整治路基翻浆冒泥。 2)防止地基冻胀。
(6)防渗帷幕 1)河堤水池的防漏及坝基防渗(图11—10)。 2)帷幕井筒(图11—11)。 3)防止盾构和地下管道漏水漏气(图11—12)。 4)地下连续墙补缺(图11—13)。 5)防止涌砂冒水(图11—14)。
2.水（浆）、气同轴喷射流对土的破坏作用
单射流虽然具有巨大的能量，但由于压力在土中 急剧衰减，因此破坏土的有效射程较短，致使旋 喷固结体的直径较小。
旋喷时，喷射最终固结状况如图11-17所示。
定喷时，形成一个板状固结体，如图11-18所示。
3.水泥与土的固结机理
水泥与水拌合后，首先产生铝酸三钙水化物 和氢氧化钙，它们可溶于水中，但溶解度不 高，很快就达到饱和。这种化学反应连续不 断地进行，就析出一种胶质物体。胶质物体 有一部分混在水中悬浮，后来就包围在水泥 微粒的表面，形成一层胶凝薄膜。
第11章 高压喷射注浆法
❖ 11.1 ❖ 11.2 ❖ 11.3 ❖ 11.4 ❖ 11.5
概述 加固机理 设计计算
质量检验
11.1 概述
高压喷射注浆法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20~40Mpa的高压射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。
3．三重管法
使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆 管，使用高压发生装置，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0.5—3MPa的浆液填充，喷嘴作旋转 和提升运动，最后便在土中凝固为较大的固结体 (图11—4)。这种方法日本称CJP工法。
4.多重管法
这种方法需要在地面钻一个导孔，然后置入多 重管，用逐渐向下运动的旋转超高压力水射流 （压力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。
二、高压喷射注浆法的特征
1.适用范围广 2.施工方便 3.可控制固体形状 4.可垂直、倾斜和水平喷射 5.耐久性好 6.料源广阔 7.设备简单
三、高压喷射注浆法的适用范围
1.土质条件适用范围
由于高压喷射注浆使用的压力大，喷射流的能量大、 速度快。实践表明，本法对淤泥、淤泥质土、黏性 土、粉性土、砂土、素填土等地基都有良好的处理 效果。 2.工程使用范围 高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑地基加 固、深基坑、地铁等工程的土层加固或防水。
液高压喷射流和水（浆）气同轴喷射流两种类型。
（1）单液高压喷射流的构造 （2）水（浆）气同轴喷射流的构破坏作用
破坏土体结构强度的最主要因素是喷射动压，为 了取得更大的破坏力，需要增加平均流速，也就 是需要增加旋喷压力，一般要求高压脉冲泵的工 作压力在20MPa以上，这样就使射流像刚体一样， 冲击破坏土体，使土与浆液搅拌混合，凝固成圆 柱状的固结体。
（1）增加地基强度 1)提高地基承载力，整治既有建筑物沉降和不均匀沉降的托 换工程。 2)减少建筑物沉降，加固持力层或软弱下卧层。
3)加强盾构法和顶管法的后座，形成反力后座基础。 （2）挡土围堰及地下工程建设
1)保护邻近构筑物(图11—6)。 2)保护地下工程建设(图11—7)。 3)防止基坑底部隆起(图11—8)。 （3）增大土的摩擦力和黏聚力 1)防止小型坍方滑坡(图11—9)。 2)锚固基础。
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)三种形式(图11—1)。
一、高压喷射注浆管的工艺类型
当前，高压喷射注浆管的基本工艺类型有：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，置人土层预定深度后， 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，使浆液和 土体搅拌混合，凝固形成一定形状的固结体。如 下图11-2所示：
2.二重法
使用双通道的二重注浆管。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，最后在土中形成较大的 固结体。固结体的范围明显增加(图11—3)。这种 方法日本称为JSG工法。