地基处理高压喷射注浆法培训讲义PPT

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1. 1: 概述 2: 设计计算 3: 施工工艺 4: 质量检验 5：工程实例高压喷射注浆
2. 1 概述一、定义二、分类三、工艺类型四、特点五、适用范围
3. 高压喷射注浆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，冲击破坏土体，同时钻杆以一定的速度逐渐向上提升，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。一、定义
4. 二、分类高压喷射注浆法所形成的固结体形状与喷射流移动方向有关。
5. 单管法又称CCP法三、工艺类型 —— 单管法􀂄􀂄利用高压水泥浆切割土体（P≈20MPa），一根注浆管。→水泥浆直接切割土体，压力衰减快 →20<N<30的黏性土中柱状加固体平均直径d=0.3～0.6m。
6. 三、工艺类型 ——二重管法在单管法的基础上又加以压缩空气，并使用双通道的二重注浆管。在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴。喷出气和水泥浆。
7. 三、工艺类型——三重管法注浆管(0.5~3MPa)、压缩空气管(0.5~0.7MPa) 、高压水管(20~30MPa);
8. 超高压水管(40MPa) 切削土体，真空泵抽出泥浆，超声波传感器测出直径和形状，充填浆液、砾石等→直径4m三、工艺类型——多重管法
9. 单管法、二重管法和三重管法比较
10. 四、特点• 适用范围广 • 施工简便 • 可控制固结体形状 • 可垂直、倾斜与水平喷射 • 耐久性好 • 材料丰富 • 设备简单
11. 主要适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。对土中含有较多的大粒径块石、植物根茎或过多的有机质时，应根据现场试验确定其适用范围。对地下水流速度大、浆液无法凝固、永久冻土及对水泥有严重腐蚀性的地基不宜采用。五、适用范围—土质条件
12. 2 设计计算设计程序
13. 设计计算内容一、旋喷桩直径二、旋喷桩强度三、复合地基承载力计算四、地基变形验算五、防水帷幕设计六、浆量计算七、浆液材料与配方
14. 一、旋喷桩直径对黏性土，单管加固体直径为0.3～0.8m；三管加固体直径可达0.7～1.8m；双管介于以上两者之间。多重管旋喷直径为2.0～4.0m。
15. 二、旋喷桩强度固结体强度主要取决于下列因素： ①土质；②喷射材料及水灰比；③注浆管的类型和提升速度；④单位时间的注浆量。对于大型的重要的工程，应通过现场喷射试验后采样测试来确定固结体的强度和渗透性等性质。
16. 三、复合地基承载力计算取小值
17. 四、地基变形计算桩长内复合土层变形及下卧层变形之和五、防水帷幕设计
18. 定喷和摆喷防渗帷幕形式
19. 六、浆量计算体积法喷量法取大值
20. 七、浆液材料与配方（1）良好的可喷性 (水灰比一般1:1到1.5:1)；（2）足够的稳定性；（3）气泡少；（4）调剂浆液的胶凝时间（5）良好的力学性能；（6）无毒、无臭；（7）结石率高。
21. (本页无文本内容)
22. 一、主要施工工序二、施工中的注意事项（1）在复杂地基中的旋喷工艺（2）关于冒浆 3施工工艺
23. 一、主要施工工序
24. 旋喷桩施工顺序气水浆气水浆
25. （1）在复杂地基中的旋喷工艺 ——应按地质剖面图及地下水等资料，在不同土层采用适合的旋喷参数。二、施工中的注意事项
26. （2）关于冒浆若冒浆量＜20%，设计注浆量Q→正常。对冒出的浆液，可回收利用。冒浆的工程意义： ①反映地层的真实情况； ②判定工程的旋喷效果； ③根据地层的真实情况和旋喷效果及时调整旋喷参数。旋喷施工中的几种不正常现象: ① 不冒浆；② 冒浆过大(≥20%注浆量）
27. 不冒浆原因①：地层较松散 →解决方法：就地适当进行多次复喷，直到冒浆为止；原因②：地层重有较大孔洞或空隙 →解决方法：在该地层中适当加大喷浆量，待注满后再进行正常旋喷，若不奏效，在浆液中掺适量速凝剂。
28. 冒浆过大(≥20%注浆量) ①冒浆过大但压力不变 →原因：设计不当（设计的注浆量Q>>加固体所需注浆量） →解决方法（a）提高喷射压力或减少注浆量（b）适当缩小喷嘴直径（c）加快提升速度和旋转速度。 ②冒浆过大且压力降低（事故） →原因：可能是注浆管破裂、穿孔 →解决方法：检查注浆管并修复。
29. 1．固结体的整体性和均匀性。 2．固结体的有效直径或加固长度、宽度。 3．固结体的垂直度和桩中心位置。 4．固结体的溶蚀和耐久性能。 5．固结体的物理力学性能(抗压强度、抗剪强度、弹性模量、渗透系数)等项测试。 6．高压喷射注浆效果检验。单桩竖向、水平向承载力，复合地基承载力，或防渗堵水帷幕的抗渗效果等试验。 7．工程质量测定。建筑物的沉降观测，建筑物基坑围堰喷射桩及水工建筑物渗水量的测定等。4 质量检验
30. 5 工程实例武汉建设银行大厦深基坑高压喷射防渗帷幕技术的应用
31. 一、工程概况• 武汉建银大厦位于汉口建设大道与新华路交汇的西北侧。 • 大厦由银行与酒店两部分组成，总面积约12 000m2。主楼高189m，50层；筒中筒结构； • 酒店楼高105m，30层，框架结构； • 2层地下室，深度约l0m。 • 基坑占地面积8 800m2，基坑周长360m，开挖深度 14.2m(黄海高程7m)。 • 基坑支护采用钻孔灌注桩加三层锚杆，支护桩长26- 28m，桩尖高程－5～－7m，桩径1.0m，桩距1.2m。 3
32. 一、工程概况• 基坑四周环境条件复杂：北东南三面都存在重要的地下市政设施；北侧黄孝河箱涵距基坑8m；东侧上下水管道、通讯电缆、动力电缆距基坑4~30m；南侧上下水管道、通讯电缆槽沟、电力线、煤气管道距基坑0.6—1.5m；西侧是西湖。 (该大厦于1998年建成，并荣获中国鲁班奖)。 4
33. 二、工程地质水文地质条件• 施工场地属长江一级价地，地处原西湖塘地段，由于后期人工填积活动使西湖湖水面积逐渐缩水。场地现有地形平坦，地面高程21.2m。 • 地层岩性及渗透系数见表1。表1 地层岩性及渗透系数 5
34. 三、工程布置• 沿基坑周边支护桩外侧采用双层竖向高喷防渗帷幕，帷幕墙上部与支护桩连接、下部深入基岩，帷幕对潜水含水层和承压含水层起隔渗作用、又增强桩的支护作用。 • 帷幕平均深度47m，最大深度50m，嵌入基岩 1~2m。 • 按设计第一排灌浆孔布置在支护桩外侧，距支护桩中心线0.8m，第二排灌浆孔距第一排0.6m，孔距 1.2m，共布孔608个。 6
35. 7• 建银大厦基坑支护高喷防渗帷幕平面图见图1。三、工程布置图1 建银大厦基坑支护高喷防渗帷幕平面示意图
36. 三、工程布置• 高喷防渗帷幕剖面见图2，高喷防渗帷幕结构见图 3。图2 深基坑高喷灌浆防渗帷幕剖面图 8 图3 高喷灌浆防渗帷幕结构图（单位：m）
37. 四、现场试验• 为确定高喷灌浆施工参数，施工前在现场喷射一正方形试验围井，边长1.2m，深度17m，围井深入承压含水层5m，围井封底1m。 • 围井四边向外摆喷半圆形，旋喷封底。开挖后墙体连接可靠，墙体取样试验结果； • 抗压强度2.3～14.6MPa，渗透系数k=4×10－7cm/s，有效喷射半径0.6～1.0m。 9
38. 四、现场试验• 通过围井试验结果确定施工参数见表2。表2 施工工艺参数表 10
39. • 试验围井平面图、剖面图见图4。图4 围井平面图、剖面图 11四、现场试验
40. 五、高喷防渗帷幕施工1. 高喷灌浆施工工艺流程见图5。图5 高喷防渗帷幕施工工艺流程图 12
41. 五、高喷防渗帷幕施工2. 高喷灌浆施工主要设备见表3 表3 施工主要设备一览表（一套设备） 13
42. 14六、施工中遇到的问题及处理措施1. 钻孔移位原因• 在整个帷幕施工过程中，608个灌浆孔中有24个孔出现事故，占总数的4％，由各种原因引起变更移位，沿垂直施工轴线方向移孔，移位最大距离30cm，最小 10cm。移位的原因有以下几种：(1) 杂填层中有大径混凝土块、钢板、螺纹钢、钢管、水管等；(2) 钻进过程中，因机械事故或停电时间较长引起的钻孔事故，钻具埋在孔内；
43. 15六、施工中遇到的问题及处理措施(3) 高喷过程中，因停电或机械事故使喷射中断，引起喷射管埋在孔内；(4) 高喷过程中，因停电时间长，无法更换孔内的水泥浆液，已初凝。• 以上各孔变更移位，力求移位最小，并放慢提速、增加喷射范围，保证质量。
44. 16六、施工中遇到的问题及处理措施 2. 基岩地层漏浆 • 在608个灌浆孔中有21个孔发现孔内漏浆。 • 高喷过程中，开喷后基岩段漏浆，各孔漏浆时间长短不等，最长的45min不返浆，最短的7min不返浆，漏浆量155L/min。 • 有18个孔少量漏浆。工程勘察报告中提到有9个钻孔在基岩段漏浆。漏浆部位均在卵石层下基岩砂岩层中。漏浆孔漏浆时停止提升，待返浆正常后再提升；返浆量少的孔，放慢提速，待返浆正常后再恢复正常提速。 • 21个漏浆孔共停止提升551min，耗用水泥浆44.08m3。
45. 17六、施工中遇到的问题及处理措施 3. 高喷时出现憋泵和埋管 • 在施工开始阶段，经常发生憋泵(表现为泵压高、输浆管路爆破)和埋管现象，连续、8个孔出现憋泵和埋管，在处理事故时，5个孔将喷射管处理上来，3个孔喷射管断在孔内。通过移孔及时补救。 • 经过分析研究，查明事故原因，钻孔口径φ130mm，喷射管外径φ108mm，孔壁与喷射管之间间隙太小不利于返浆；且使用300油压钻机造成垂直深孔成孔率低，返工次数多。 • 解决办法是，改换GPS-10-300磨盘钻机造孔，增大钻孔口径。
46. 18六、施工中遇到的问题及处理措施 4. 摆动卡瓦与喷射管打滑 • 喷射管在孔内深度50m至42m喷射时，出现卡瓦打滑，42m至地面，卡瓦工作正常。卡瓦将喷射管刻出深槽仍卡不住，以至喷射管变形断裂。这是以往浅孔 (40m以内)施工中从未遇到的问题。摆喷方向控制不住，工程质量无法保证，不能断续施工。 • 经分析认为：由于孔深，喷射管长，浆液浓度大，向上升扬的残余浆液含砂量大，易沉积，喷射管摆动时摩擦阻力大。 • 解决办法是，改变卡瓦与喷射管的接触形式，将卡瓦和喷射管接触部位改成齿轮互嵌式。
47. 七、工程效果• 该工程从设备进场到出场共用5个月，正常施工3个月，工程按期保质保量完成任务。 • 基坑开挖两个月，挖到设计深度14.2m，裸露出支护桩与帷幕墙，墙与桩连接紧密，防渗帷幕墙无一处渗水漏水，坑底承压含水层干如沙漠，防渗效果良好。保证了基坑周边复杂（重要）地下市政设施的稳定。 • 该项工程总造价1 200万。在工程质量方面合格率达到 100％，竣工验收后，被评为最佳深基坑防渗帷幕工程，被建筑业誉为武汉市深基坑防渗帷幕样板工程。 19

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