地基处理与加固ppt课件.ppt

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注浆的类型、特点及用途石宇隧道工程系2011-4-13地基处理与加固 一.注浆法的概念二.注浆的类型及使用范围三.各种注浆法的特点及用途四.注浆法在隧道围岩加固方面的应用五.注浆法的未来应用展望 一.注浆法的概念注浆法也称灌浆法，这种方法的实质是利用液压、气压或者电化学原理，通过注浆管把某种能固化地基土的浆液均匀地注入地基土的孔隙或裂缝中，浆液以填充、渗透或挤密等方式，将土颗粒或岩石裂隙中的水分和空气排除后占据其位置，经一段时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能强和化学稳定想良好的“结石体” 二.注浆的类型及适用范围2-1注浆的类型(1)注浆法按工艺性质分为单浆注液（一种注浆溶液）和双浆注液（两种注浆溶液）；一般而言，在有地下水的情况下，不应采用单浆注液，而应采用双浆注液，以及时凝结，避免流失。(2)注浆法按注浆依据的理论或浆液在土中流动的方式，可将注浆法分为:渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电化学注浆。(3)注浆法按注浆所采用的材料，可将注浆法分为:粒状浆液(如水泥浆、粘土浆)和化学浆液(包括无机浆液和有机浆液)。 2-2注浆的适用范围及加固目的(1)注浆法适用于处理砂土、粉土、粘性土和人工填土地基(2)注浆法的加固目的主要有:防渗、防堵、加固、纠正倾斜和回升建筑物、减少隧道施工(特别是浅埋城市地铁)引起的地面沉降. 渗透注浆(1)机理:渗透注浆的浆液在很小的压力下，克服地下水压、土颗粒空隙间的沿程阻力和本身流动的阻力，渗入土体的天然孔隙，并与土颗粒骨架发生化学固化反应。(2)适用条件:渗透注浆法适用于渗透系数的砂性土。 劈裂注浆(1)机理:劈裂注浆是在较大压力的作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石或土体结构的扰动和破坏，使地层中的原有孔隙或裂隙扩张，从而使低透水性地层的可灌性和浆液扩散距离增大，达到加固基地的目的。(2)适用条件:渗透注浆法适用于渗透系数的砂性土或粘性土。 压密注浆（1）机理：压密注浆是利用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液，在注浆点形成使土体压密，在注浆管附近形成“浆泡”，使得土体内形成新的结构。“浆泡”在形成过程中由于占据了土体中一部分空间，加上土层内孔隙被浆液所渗透，从而将土体挤密，构成了新的“浆泡”复合地基，改善了土体的强度和防渗性能，同时也改变了土体物理力学性质，提高了软土地基的承载力。（2）适用条件：压密注浆法在较软弱的土体中具有较好的处理效果，适用于中砂地基，粘性土中有适宜的排水条件时也可采用。 电化学注浆（1）机理:当在粘性土中插入金属电极并通过直流电源后，就在土中引起电渗、电泳和离子交换等作用，促使在通电去内的含水量显著降低，从而在土体内形成渗浆“通道”，若在通电的同时向土中灌注硅酸盐溶液，就能在“通道”上形成硅胶，并与土颗粒胶结成具有一定强度的加固体。(2)适用条件:粘性土 四.注浆法在隧道围岩加固方面的应用1.隧道注浆的目的及作用2.隧道注浆的分类3.隧道注浆方案的选择4.隧道注浆的浆液材料5.隧道注浆的注浆量和注浆压力6.隧道注浆的注浆工艺及要求7.隧道注浆结束标准和效果评定 1、隧道注浆目的及作用隧道洞身处在地下水发育地段，大量排放可能影响当地生态环境时，采用“以堵为主，限量排放”的防排水原则。注浆主要目的是加固围岩，保证隧道洞室稳定，确保施工及运营安全，实现有控制排放，减少水资源流失。排水量控制标准按注浆后每延米洞壁渗漏量控制，一般不大于3m3/d·m。 注浆的主要作用：（1）降低围岩的渗透性，提高其抗渗能力，减少地下水的渗流量；（2）疏导(局部为堵水）水流，改善工程施工、运营条件；基岩裂隙水从超长炮眼内喷涌而出 （3）改善隧道围岩的力学性能，提高其整体性；（4）充填隧道周边围岩的溶洞、溶槽、裂隙，防止塌陷，改善其物理力学条件。隧道内堆积体堆积体注浆固结后形态 2、注浆分类根据工程地质条件、岩体完整性、岩溶发育情况、涌突水位置、水量、水压及岩体的综合渗透系数等选用以下注浆方法中的一种或几种的组合方法：1、充填注浆与基岩裂隙注浆2、渗透注浆3、挤密注浆4、劈裂注浆 3、注浆方案的选择注浆方案采用超前帷幕预注浆、后注浆、局部注浆、补充注浆四种方案相结合，基本注浆方案分为下列几种：1、超前帷幕预注浆，每一循环长度30～50m，固结范围：开挖轮廓线外3～8m。超前帷幕注浆纵断面 2、开挖后全断面径向注浆，固结范围：开挖轮廓线外3～5m。径向注浆横断面径向注浆纵断面 3、局部注浆分为：局部超前预注浆、开挖后局部注浆等几种，根据超前地质预报探明的局部岩溶实际分布及开挖后地下水渗流状态分别采用。4、补充注浆为上述三种注浆方案实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆方案一种或多种进行补充注浆。 注浆方案应根据隧道工程、水文地质情况初步选定，施工中根据超前地质预测预报成果调整完善，合理选择注浆方案：1、对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部、物探异常区等，预测储水量大、水压高，直接揭示极可能产生严重突水突泥地段，采用超前预注浆方案，预注浆加固圈固结范围：正洞为开挖轮廓线外3～8m；平导为开挖轮廓线外2～5m。 2、对岩体完整、其结构性能可保证开挖安全，但大面积淌水流量大于控制排水量，且预测地下水压力较小时，实施开挖后全断面径向注浆，注浆加固圈固结范围：正洞为开挖轮廓线外3～5m；平导为开挖轮廓线外3m。3、岩体完整、其结构性能可保证开挖安全，但局部出水且流量大于控制排水量时，仅对出水处实施局部注浆。4、注浆后流量仍大于控制排水量、注浆固结圈综合渗透系数大于设计控制值或仍有局部出水点时，实施补注浆。 4、浆液材料目前所用注浆材料按主要注浆原材料种类可分为如下两大类。⑴粒状材料：水泥浆液、超细水泥浆液、水泥基特种浆液、黏土浆液、水泥-黏土浆液。⑵化学材料：水玻璃类、丙烯酰胺类、聚氨酯类、木质素类、环氧树脂类等。 根据工程地质条件和注浆目的以及各种浆液材料的渗透性、渗透系数，注浆材料选用原则如下：围岩裂隙发育，可注性好的地层，可采用普通水泥浆液或水泥-水玻璃浆液。粉细砂地层（黏土含量低于2%）或围岩裂隙发育一般、可注性一般的地层，可采用超细水泥浆液或TGRM超细双液型水泥基特种注浆材料。 含水、高压致密土体，可采用HSC超细高早强型水泥浆液或化学浆液。施工中应根据具体工程地质条件及注浆试验成果选择的注浆材料及浆液配合比。现场注浆试验 5、注浆量及注浆压力由于浆液的扩散半径与岩层裂隙很难精密确定，为准备注浆材料，根据隧道工程地质、水文条件和注浆方案以及所选择的注浆材料，进行注浆量的估算。注浆量的估算按下式进行：Q=Anα(1+β)式中：Q—总注浆量，m3；A—注浆范围围岩体积，m3；n—围岩孔隙率，%；α—浆液填充系数（0.7~0.9）；β—注浆材料损耗系数。 注浆压力是注浆施工中的重要参数，它关系到注浆施工的质量以及是否经济。因此，正确确定注浆压力与合理运用注浆压力有着重要的意义。注浆压力与岩层裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料的粘度和凝胶时间长短等有关，目前均按经验确定。通常情况下按如下经验公式计算：⑴P'