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高压喷射成桩机理与固化机理

307 2021-06-04 14:01:22

(1)旋喷成桩机理 旋喷时,高压射流边旋转边缓慢提升,对周围土体进行切削破坏,被切削下来的一部分细小的土颗粒被喷射浆液置换,被液流携带到地表(冒浆),其余的土颗粒在喷射动压、离心力和重力的共同作用下,在横断面按质量大小重新分布,形成一种新的水泥-土网络结构。土质条件不同,其固结体结构组成是有差别的,对于砂土和黏性土,高压旋喷最终固结体横断面形状如图 11.8 所示。

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(2)定(摆)喷成壁机理 定喷施工时,喷嘴在逐渐提升的同时,不旋转或按一定角度摆动,在土体中形成一条沟槽。被冲下的土粒一部分被携带流出底面,其余土粒与浆液搅拌混合,最后形成一个板(墙)状固结体,如图 11.9 所示。固结体在砂土中有一部分渗透层,而黏性土则没有渗透层。

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水泥与土的固化机理

高压喷射所采用的硬化剂主要是水泥,并增添防治沉淀或加速凝固的外加剂。旋喷固结体是一种特殊的水泥-土网络结构,水泥土的水化反应要比纯水泥浆复杂得多。

由于水泥土是一种不均匀材料,在高压旋喷搅拌过程中,水泥和土被混合在一起,土颗粒间被水泥浆所填满。水泥水化后在土颗粒的周围形成了各种水化物的结晶。它们不断地生长,特别是钙矾石的针状结晶,很快地生长交织在一起,形成空间网络结构,土体被分隔包围在这些水泥的骨架中,随着土体不断被挤密,自由水也不断减少、消失,形成了一种特殊的水泥土骨架结构。

水泥的各种成分所生成的胶质膜逐渐发展连接为胶质体,即表现为水泥的初凝状态。随着水化过程的不断发展,凝胶体吸收水分并不断扩大,产生结晶体。结晶体与胶质体相互包围渗透,并达到一种稳定状态,这就是硬化的开始。水泥的水化过程是一个长久的过程,水化作用不断地深入到水泥的微粒中,直到水分完全被吸收,胶质凝固结晶充满为止。在这个过程中,固结体的强度将不断提高。