(四)高压喷射灌浆工艺
喷射范围应在现场通过试验确定。高喷固结体的范围大小与土的种类和其密实程度有较密切的关系,不同的喷射种类和喷射方式所形成的固结体大小也不相同。定喷的喷射能量集中,喷射范围较大,参见表5-6。
表5-6高压喷射灌浆固结体的特性固结体特性
喷灌方法
单管法
二管法
三管法
固结体有效直径
粘性土
0
1.2±0.2
1.4±0.3
2.0±0.3
10
0.8±0.2
1.1±0.3
1.5±0.3
20
0.6±0.2
0.8±0.3
1.0±0.3
砂土
0
1.0±0.2
1.6±0.3
2.5±0.3
10
0.8±0.2
1.3±0.3
1.8±0.3
20
0.6±0.2
1.0±0.3
1.2±0.3
砾砂
20
0.6±0.2
1.0±0.3
1.2±0.3
单向定喷有效长度
1.0~2.5
单桩垂直极限荷载
500~600
1000~1200
2000
单桩水平极限荷载
30~40
最大抗压强度
砂土10~20,粘性土2~6,砾砂8~20
平均抗折强度/平均抗压强度
1/5~1/10
干土容重
砂土16~20,粘性土14~15,黄土13~5
渗透系数
砂土、砂砾10-5~10-7,粘性土10-6~10-7
粘聚力
砂土0.4~0.5,粘性土0.7~1.0
内摩擦角φ
砂土30~40,粘性土20~30
标准贯入锤击数N
砂土30~50,粘性土20~30
弹性波
P波
砂土2~3,粘性土1.5~2.0
S波
砂土1.0~1.5,粘性土0.8~1.0
旋喷粘性土固结强度为0.3~6.0MPa,无粘性土固结强度为4~15MPa。
对于防渗工程多采用定喷、摆喷,地层含的粒径较粗时多采用摆喷或旋喷。对处理深度大于20m的复杂地层最好按双排或三排布孔,使高喷桩形成堵水帷幕。孔距应为1.73R,排距为1.5R时最经济。一般定喷、摆喷孔距为1.2~2.5m,旋喷为0.8~1.2m。高喷防渗效果一般可达10-5~10-6cm/s。
高喷桩桩距应根据上部结构荷载、单桩承载力及土质情况而定。一般取桩距为S=d,桩的布置方式可选用矩形或梅花形布置。
高喷灌浆施工钻孔的目的是将灌浆管插入预定的土层中,由下而上进行喷射作业。近来也有用振冲方式成孔直接进行喷射作业的方法。喷射时应注意以下事项:
(1)灌浆深度大时,易造成上粗下细的固结体,影响固结体的承载能力或抗渗作用,因而需采用增大压力和流量或降低旋转和提升速度等措施补救;
(2)当发现喷浆量不足而影响工程质量时,可采用复喷技术;
(3)当冒浆量大于灌浆量的20%时,可采用提高喷射压力、缩小喷嘴直径、加快提升速度和旋转速度等措施,对冒出的浆液,可回收利用;
(4)根据工程需要调节喷射压力和灌浆量,改变喷嘴移动方向和速度,控制喷射固结体的形状,即圆盘状、圆柱状、大底状、糖糊芦状、大帽状和墙壁状。
(5)喷灌后的浆液有析水现象,可造成固结体顶部出现凹穴,对地基加固及防渗不利。为此,可采用静压灌浆或浆液中添加膨胀材料等措施预防。
高压泵是高压喷射灌浆中的关键设备,要求压力和流量能
在一定的范围内调节。额定流量为85~150L/min;额定压力为20~50MPa。
表5-7高压喷射灌浆参数一览表
高喷灌浆种类
单管法
二管法
三管法
适用土质
砂土、粘性土、黄土、杂填土、小粒径砂砾
浆液材料及配方
以水泥为主材,加入不同的外加剂后具有速凝、早强、抗腐蚀、防冻等特性,常用水灰比为1:1,也可使用化学材料。
高喷灌浆参数
水
压力
──
──
20
流量
──
──
80~120
喷嘴孔径及个数
──
──
2~3
空气
压力
──
0.7
0.7
流量
1~2
1~2