旋噴注漿法以高壓噴射流直接破壞并加固土體,固結(jié)體的質(zhì)量明顯提高。它既可用于工程新建之前,也可用于工程修建之中,特別是用于工程落成之后,顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運營使用的長處。
以高壓噴射流直接沖擊破壞土體,漿液與土以半置換或全置換凝固為固結(jié)體的高壓噴射注漿法,從施工方法,加固質(zhì)量到適用范圍,不但與靜壓注漿法有所不同,而且與其他地基處理方法相比,亦有獨到之處。高壓噴射注漿法的主要特征如下:
施工位置
旋噴施工時,只需在土層中鉆一個孔徑為50mm或30mm的小孔,便可在土中噴射成直徑為0.4~4.0m的固結(jié)體,因而能貼近已有建筑物基礎(chǔ)建設(shè)新建筑物。此外能靈活地成型,它既可在鉆孔的全長成柱型固結(jié)體,也可僅作其中一段,如在鉆孔的中間任何部位。
固結(jié)體形狀
為滿足工程的需要,在旋噴過程中,可調(diào)整旋噴速度和提升速度,增減噴射壓力,可更換噴嘴孔徑改變流量,使用固結(jié)體成為設(shè)計所需要的形狀。
高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動方向有關(guān),一般分為旋轉(zhuǎn)噴射(簡稱旋噴),定向噴射(簡稱定噴)和擺動噴射(簡稱擺噴)三種形式。
旋噴法施工時,噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升,固結(jié)體呈圓柱狀。主要用于加固地基,提高地基的抗剪強度,改善土的變形性質(zhì),也可組成閉合的帷幕,用于阻擋地下水流和治理流沙。旋噴法施工后,在地基中形成的圓柱體稱為旋噴樁。
定噴法施工時,噴嘴一面噴射一面提升,噴射方向固定不變,固結(jié)體形如板狀或壁狀。
擺噴法施工時,噴嘴一面噴射一面提升,噴射的方向呈較小角度來回擺動,固結(jié)體形如較厚墻狀。
定噴及擺噴兩種方法通常用于基坑防滲,改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。
垂直和水平噴射
一般情況下,采用在地面進行垂直噴射注漿,而在隧道、礦山井巷工程、地下鐵道等建設(shè)中,亦可采用傾斜和水平噴射注漿。
耐久性
在一般的軟弱地基加固中,能預期得到穩(wěn)定的加固效果并有較好的耐久性能可用于..性工程。
料源廣闊價格低廉
噴射的漿液是以水泥為主,化學材料為輔。除了在要求速凝超早強時使用化學材料以外,一般的地基工程的使用材料廣闊,一般使用價格低廉的4.25號普通硅酸鹽水泥。若處于地下水流速快或含有腐蝕性元素、土含水量大或固結(jié)強度要求高的場合下,則可根據(jù)工程需要,在水泥中摻入適量的外加劑,以達到速凝、高強、抗凍、耐蝕和漿液不沉淀等效果。此外,還可以在水泥中加入一定數(shù)量的粉煤灰,這不但利用了廢材,又降低了注漿材料的成本。
漿液集中流失較少
噴漿時,除一小部分漿液由于采用的噴射參數(shù)不適用等原因,沿著管壁冒出地面外,大部分漿液均聚集在噴射流的破壞范圍內(nèi),很少出現(xiàn)于土中流竄到很遠地方的現(xiàn)象。
設(shè)備簡單管理方便
高壓噴射注漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機動性強、占地少,能在狹窄和低矮的現(xiàn)場施工。
施工管理簡便,在單管、二重管、三重管噴射過程中,通過對噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測,即可間接地了解旋噴的效果和存在的問題,以便及時調(diào)整旋噴參數(shù)或改變工藝,保重固結(jié)質(zhì)量。在多重噴射時,更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之,施工管理十分有效。 生產(chǎn)安全
高壓設(shè)備上有安全閥門或自動停機裝置,當壓力超過規(guī)定時,閥門便自動開啟泄?jié){降壓或自動停機,不會因堵孔升壓造成爆破事故。此外高壓膠管(∮19mm的三層鋼絲裹繞高壓膠管安全使用壓力大40MPa,爆破壓力120MPa)是不易損壞的,只要按規(guī)定進行維護管理,可以說是安全的。
無公害
施工時機具的振動很小,噪聲也較低,不會對周圍建筑物帶來振動影響及噪聲、公害,更不存在污染水域、毒化飲用水源的問題。
以謝橋煤礦濟河鐵路中橋為例。它是由18個箱形框架組成,由于開采原因,該橋地表處已產(chǎn)生較大的沉陷及不均勻沉陷。為**鐵路運輸,設(shè)計采用一系列加固改造措施,其中,對原橋體進行了在箱型框架結(jié)構(gòu)的垮中加支撐墻的結(jié)構(gòu)加固,但是箱形框架加高后,橋下地基承載力不滿足要求,必須進行加固。在幾種加固方法中,大部分在箱形框架被施工困難,還會大范圍破壞箱形框架橋底版,影響其承載力,故不采用。而高壓旋噴注漿法不僅沒有以上缺點,且加固費用低、施工工藝簡單、施工進度快、施工過程中煤炭運輸可正常進行、加固質(zhì)量和效果可靠等優(yōu)點,故采用高壓旋噴樁方案。