高压旋喷桩复合地基幻灯片.ppt

高压旋喷桩复合地基 ——***** 同组成员：****************** 本节主要内容 发展历史及现状 定义及其种类 工艺类型 结构特性 主要优点 成桩加固机理 适用范围 高压喷射注浆法的发展历史 日本中西涉博士创造新施工方法 中国引进喷射注浆技术 中国自主研究工法及设备、机具 广泛应用于各个建设领域，成为我国地基处理最常用的方法之一 20世纪60年代末期 20世纪70年代 20世纪80年代 1987年以来 高压喷射注浆法 所谓高压喷射注浆即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20MPa~70 MPa的压力从喷嘴喷出射流(水、浆液或空气)冲击和破坏土体。当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体剥落下来。一部分细小的土粒随着浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与注入的浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列，在土体中形成固结体。 ” “ 旋转喷射 （旋喷） 定向喷射 （定喷） 摆动喷射 （摆喷） 高压喷射注浆法的分类 01 02 03 定喷 摆喷 喷嘴一边喷射一边旋转并提升，固结体呈圆柱状。 旋喷 应用 定喷 摆喷 喷嘴一边喷射一边提升，喷射的方向始终固定不变，固结体呈板状或壁状。 旋喷 应用 定喷 摆喷 喷嘴一边喷射一边提升，喷射的方向呈较小角度来回摆动，固结体呈较厚墙状或扇状。 旋喷 应用 定喷 摆喷 旋喷主要用于地基加固，提高地基的承载力，改善土的变形性质；也可组成闭合的帷幕，用于截阻地下水流和治理流沙。 定喷和摆喷通常用于基础防渗、改善地基土的水流性质和稳定边坡等工程。 旋喷 应用 高压旋喷法的工艺类型 单管法（CCP工法） A 二重管法（JGS工法） B 三重管法（CJG工法） C 多重管法（SSS-MAN工法） D 二重管法 三重管法 多重管法是先在地面钻一个导孔，然后置入多重管，用旋转超高压水射流(压力约40MPa)切削破坏四周土体，冲击下来的土和石随着泥浆用真空泵从多重管中抽出。如此反复冲抽，在土体中形成一个较大的空间。装在喷嘴附近的超声波传感器及时测出空间直径和形状，最后根据工程要求选用浆液、砂浆、砾石等材料充填。固结体的旋喷直径一般达2.0m～4.0m，并可做到智能化管理。 单管法 多重管法 旋喷时,高压喷射流是水泥浆液,边旋转边以一定的速度缓慢提升,被切削下来的一部分细小土粒被浆液置换发生升扬置换作用,随着液流以泥浆的形式被带到地面（称为冒浆）。其余的土颗粒在喷射动压力、离心力和重力的共同作用下,在横断面上按质量大小有规律地重新排列并与浆液搅拌混合形成一种新型的水泥—土网络结构。随着喷射流在终了区域失去了冲切力,四周的土体未被切削下来,不能与浆液发生混合搅拌,但它仍有挤压力,对周围土体有挤密压缩作用。 高压旋喷桩的成桩机理 对于砂类土来说,浆液还可渗透到压缩层外一定的厚度,形成渗透层。所形成的旋喷体经过一定时间后便凝固成强度较高、渗透系数较小的固结体。由于旋喷体不是等颗粒的单体结构,固结体不太均匀,通常中心的强度低,边缘部分强度高。 高压旋喷桩的成桩机理 在纵断面上,当地层呈多层分布时,各层土颗粒的质量不均,其中质量大的土粒,在固化之前,受重力作用而下沉,部分小土粒会上浮,作垂直交换。若上部土层为砂砾,下部为黏土,旋喷后,黏性土部位的旋喷桩不是土一浆混合体而是砂一土和浆的混合物。因此,无论横断面还是纵断面上,固结体各部分的水泥含量和强度都不相同。 高压旋喷桩的成桩机理 (1)高压喷射流切割破坏土体的作用 喷射动压以脉冲形式冲击土体,使土体结构破坏出现空洞。 (2)置换作用 高压喷射流边旋转边以一定的速度缓慢提升,被切削下来的一部分细小土粒被浆液置换发生升扬作用。 (3)混合搅拌作用 钻杆在旋转和提升的过程中,在射流后面形成空隙,在喷射压力作用下,迫使土粒向与喷嘴移动相反的方向(即阻力小的方向)移动,与浆液搅拌混合后形成固结体。 (4)充填、渗透固结作用 高压浆液充填冲开的和原有的土体空隙后,析水固结。 (5)压密作用 高压喷射流在切割破碎土体的过程中,在破碎带边缘还有剩余压力,这种压力对土层产生一定的压密作用,使高压旋喷桩桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。 高压旋喷桩的成桩机理 (1)直径大 (2)固结体形状不同 旋喷固结体的形状随土质的不同而不同，在均质土中，旋喷的圆柱体比较匀称，在非均质或有裂隙土中，旋喷的圆柱体不匀称，甚至在圆柱体旁长出翼片。 (3)固结体重量轻 旋喷固结体内部的土粒较少并含有一定量的气泡，因此结体的重量轻于或接近于原状土的密度。 (4)透气透水性差 高压旋喷固结体的渗透参数可达10-6cm/s或更小，具有