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岩土研究院

喷射注浆工程勘察

265 2022-01-19 10:02:54

工程勘察内容包括基岩的产状、分布、埋藏深度和物理力学性质;各土层的埋藏深度,种类、颗粒组成、化学成分和物理力学性质;基岩裂隙通道或岩溶洞穴情况等,附必要的柱状图和地质剖面图∶钻孔的间距,可按《岩土工程勘察规范》GB 50021-94中对建筑场地详细勘察阶段的要求进行,但当地层水平方向变化较大时,宜适当加密孔距。用旋喷固结体作端承桩时,应注意持力层顶面的起伏变化情况,钻孔深度应钻达至持力层下 2~3m;如在此范围内有软弱下卧层时,则应予钻穿,并达到厚度不小于3m 的密实土层。用旋喷固结体作摩擦桩时,应注意土层的不均匀性和有无软弱夹层;调查地下水位高程;各土层的渗透系数;附近溶沟和暗河的分布和连通情况;地下水特性∶硫酸根和其他腐蚀性物质的成分及含量;地下水的流量和流向等。试验项目见表4.7-3。

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环境调查内容包括地形、地貌、施工场地的空间大小、地下埋设物状态、材料和机具运输道路、水电线路及居民情况等。4.7.1.5 设计计算

一、室内配方与现场喷射试验

为了解喷射注浆固结体的性质和浆液的合理配方,必须取现场各层土样,在室内按不同的含水量和配合比进行试验,优选出最合理的浆液配方。

对规模较大及性质较为重要的工程,设计完成后,要在现场进行试验,查明喷射固结体的直径和强度,验证设计的可靠性和安全度。

二、设计程序

高压喷射注浆的设计程序一般如图 4.7-5。

三、固结体尺寸的设定

(一)固结体尺寸主要取决于下列因素∶

(1)土的类别及其密实程度;

(2)注浆管的类型;

(3)喷射技术参数(包括喷射压力及流量,喷嘴直径与个数,压缩空气的压力、流量与喷嘴间隙,注浆管的提升速度与旋转速度)。

(二)如喷射技术参数在表4.7-10范围内时,固结体尺寸的估计可参考表4.7-1。

(三)对大型或重要工程,应通过现场喷射试验后进行开挖或钻孔采样确定。

四、固结体强度的设定.

(一)固结体强度主要取决于下列因素;

(1)场地土质情况;

(2)喷射的浆材及水灰比;

(3)注浆管的类型和提升速度;

(4)单位时间的注浆量。

(二)注浆材料为水泥时,固结体抗压强度的初步设定可参考表4.7-4。

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(三)对大型或重要工程,应通过现场喷射注浆试验后采样测试来确定固结体的强度和渗透性等性质。

五、单桩竖向承载力标准值确定

单桩竖向承载力标准值可通过现场载荷试验确定,在无条件进行单桩承载力试验时,根据《建筑地基处理技术规范》中规定,也可按以下二式估算,并取其中较小值∶

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旋喷桩的单桩竖向承载力标准值的确定,其基本出发点是与钻孔灌注桩相同,但在下列方面有所差异∶

(一)桩径与柱的面积

由于旋喷桩桩身的均匀性绞差,因此选用比灌注桩更高的安全度;另外,桩径与土层性质及喷射压力有关,而这两个因素并非固定不变,所以在讨算中规定选用平均值。

(二)桩身强度

设计规定按 28天龄期的强度计算。试验证明,在精性土中,由于水泥水化物与粘土矿物继续发生作用,故 28 天后的强度将会继续增长,这种强度的增长作为安全储备。

(三)综合判断

由于影响旋喷桩的单桩竖向承载力标准值的因素较多,因此,除了依据现场试验和规范所提供的数据外,尚需结合本地区或相似土质条件下的经验作出综合判断。

六、复合地基承载力标准值确定

复合地基承载力标准值宜通过现场复合地基载荷试验确定,在初步设计时,也可按下式进行估算∶

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采用复合地基的模式进行承载力计算的出发点,是考虑到(与混凝土桩相比)旋喷桩的强度较低和经济性两方面。如果桩的强度较高,并接近于混凝土桩身强度,以及当建筑物对沉降要求很严时,则可不计桩间土的承载力,全部外荷载由旋喷桩承担,即β≈0,在这种情况下,则与混凝土桩计算相同。

七、变形计算

桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形值,应按现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》有关规定计算。其中,复合土层的压缩模量可通过载荷试验确定,亦可按下式确定∶

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(二)加固地基

对提高地基承载力的加固工程,其孔距以旋喷桩直径的 2~3倍为宜。九、浆液材料及配方

旋喷浆液的主要材料是水泥,在使用前应作质量鉴定。根据不同的工程目的可分以下几类∶

(一)普通型

对普通强度和抗渗要求的工程.均可采用本类浆液。普通型浆液无任何外加剂,浆液材料为纯水泥浆.水泥浆液的水灰比应按工程要求确定.可取0.8~1.5.常用1.0。浆液的水灰比越大,凝固时间也就越长。普通型浆液一般采用 425号和 525号普通硅酸盐水泥。

(二》速凝早强型

在地下水丰富的地层,旋喷浆液要求速凝早强,因纯水泥浆的凝固时间长,浆液易被地下水冲蚀,另外,对旋喷体早期强度要求高的工程,也可使用速凝早强型的浆液。速凝早强浆液中可用氯化钙、水玻璃及三乙醇胺为早强剂,其用量一般为2%~4%的水泥用量,加入速凝早强剂的浆液的早期强度可比普通型浆液提高2倍以上。以使用氯化钙为例,纯水泥浆与土的固结体的一天抗压强度为1MPa;而掺入 2%氯化钙的水泥土固结体抗压强度为1.6MPa;掺人4%氯化钙的水泥土固结体抗压强度为2.4MPa。

(三)高强型

旋喷固结体的平均抗压强度在 20MPa以上的称为高强型。提高固结体强度的方法有选择高标号水泥,一般要求不低于 525号普通硅酸盐水泥;或选择高效能的扩散剂和无机盐组成的复合配方,表 4.7-5为各种外加剂对抗压强度的影响。

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