【正文】 （ 15分 ） ? 三 ． 簡(jiǎn)述泥漿下澆注混凝土的技術(shù)關(guān)鍵；如何處理接頭問題 。 六 ． 高壓噴射灌漿的特點(diǎn) 高噴法具有成本較低 ， 施工速度較快 ， 固結(jié)體強(qiáng)度大 ， 可靠性高等優(yōu)點(diǎn) ， 與普通灌漿法相比又具有以下特點(diǎn)： 高噴法是利用高速水流強(qiáng)制性地破壞土體形成固結(jié)體 ， 在覆蓋層中一般不存在可灌性問題；同時(shí)由于高速射流被限制在土體破碎范圍內(nèi) ， 因此漿液不易流失 ， 能保證預(yù)期的加固范圍和控制固結(jié)體的形狀；能在鉆孔中任何一段內(nèi)施工 ， 也可以在孔底或中部噴射 ， 此外 ， 也可以水平方向噴射和傾斜方向噴射施工；高噴法通常采用水泥漿液 ， 不會(huì)造成環(huán)境和地下水的污染 ， 且耐久性較好；施工噪音較小 ， 單管和二管法施工較簡(jiǎn)便 .. ? 巖土工程特殊施工試題 ? (2022級(jí)研究生） ? 一 ． 簡(jiǎn)述地下水的種類 、 特點(diǎn)及對(duì)地下建筑施工的危害 。 但對(duì)礫石直徑過大 、 含量過多及有大量纖維質(zhì)的腐植土噴射質(zhì)量稍差 ，有時(shí)甚至不如靜壓灌漿的效果 。 高壓噴射灌漿加固地基技術(shù)主要適用于第四紀(jì)沖積層 、 殘積層及人工填土等 。 4） 載荷試驗(yàn)：靜載荷試驗(yàn)分垂直和水平靜載荷試驗(yàn)兩種 。 五 ． 高噴固結(jié)體的質(zhì)量檢測(cè) 1） 開挖檢驗(yàn)：待漿液凝結(jié)具有一定的強(qiáng)度后 ，即可開挖檢查固結(jié)體垂直度 、 形狀和質(zhì)量； 2） 鉆孔檢查：從固結(jié)體中鉆取巖芯 ， 進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn) 。 額定流量為 85～ 150L/min；額定壓力為 20～ 50MPa。 為此 ， 可采用靜壓灌漿或漿液中添加膨脹材料等措施預(yù)防 。 噴射時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （ 1） 灌漿深度大時(shí) ， 易造成上粗下細(xì)的固結(jié)體 ， 影響固結(jié)體的承載能力或抗?jié)B作用 ， 因而需采用增大壓力和流量或降低旋轉(zhuǎn)和提升速度等措施補(bǔ)救； （ 2） 當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴漿量不足而影響工程質(zhì)量時(shí) ， 可采用復(fù)噴技術(shù)； （ 3） 當(dāng)冒漿量大于灌漿量的 20%時(shí) ， 可采用提高噴射壓力 、 縮小噴嘴直徑 、 加快提升速度和旋轉(zhuǎn)速度等措施 ， 對(duì)冒出的漿液 ， 可回收利用； （ 4） 根據(jù)工程需要調(diào)節(jié)噴射壓力和灌漿量 ， 改變噴嘴移動(dòng)方向和速度 ， 控制噴射固結(jié)體的形狀 ， 即圓盤狀 、圓柱狀 、 大底狀 、 糖糊蘆狀 、 大帽狀和墻壁狀 。 高噴灌漿施工鉆孔的目的是將灌漿管插入預(yù)定的土層中 ， 由下而上進(jìn)行噴射作業(yè) 。 高噴樁樁距應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載 、 單樁承載力及土質(zhì)情況而定 。 一般定噴 、 擺噴孔距為 ～ ， 旋噴為 ～ 。 對(duì)處理深度大于 20m的復(fù)雜地層最好按雙排或三排布孔 ， 使高噴樁形成堵水帷幕 。 定噴的噴射能量集中 ， 噴射范圍較大 。 四 ． 高壓噴射灌漿工藝 噴射范圍應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)通過試驗(yàn)確定 。 可在水泥漿液中摻入 10～ 50%的膨潤(rùn)土 (占水泥重量的面分比 )。 在水泥漿中摻入 2～ 4%的水玻璃 ， 其抗?jié)B性有明顯提高 。 噴射固結(jié)體的平均抗壓強(qiáng)度在 20MPa以上 。 －早強(qiáng)型 適于地下水位較高或要求早期承擔(dān)荷載的工程 ， 需在水泥漿中加入氯化鈣 、 三乙醇胺等速凝早強(qiáng)劑 。 三 ． 漿液材料 水泥是噴射灌漿的基本材料 ， 水泥類漿液可分為以下幾種類型 。 高壓水射流和外圍環(huán)繞的氣流同軸噴射沖切破壞土體 ， 在高壓水射流的噴嘴周圍加上圓筒狀的空氣射流 ， 進(jìn)行水 、 氣同軸噴射 ， 可以減少水射流與周圍介質(zhì)的摩擦 ， 避免水射流過早霧化 ， 增強(qiáng)水射流的切割能力 。 在土體中形成直徑明顯增加的柱狀固結(jié)體 ， 達(dá) 80～ 150cm。 在單管法的基礎(chǔ)上又加以壓縮空氣 ， 并使用雙通道的二重灌漿管 。 圖 81 高壓噴射灌漿示意圖 通過單根管路 ， 利用高壓漿液 （ 20～30MPa） ， 噴射沖切破壞土體 ， 成樁直徑為 40～50cm。 高壓噴射流在切割破碎土體的過程中 ，在破碎帶邊緣還有剩余壓力 ， 這種壓力對(duì)土層可產(chǎn)生一定的壓密作用 ， 使高噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分 。 三重管高噴法又稱置換法，高速水射流切割土體的同時(shí)，由于通入壓縮空氣而把一部分切割下的土粒排出灌漿孔，土粒排出后所空下的體積由灌入的漿液補(bǔ)入。 加固地基 ，形成樁 、 板 、 墻的機(jī)理可用五種作用來說明： 噴流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊土體，使土體結(jié)構(gòu)破壞出現(xiàn)空洞。 定噴和擺噴通常用于地基防滲 ， 改善地基土的水力條件及邊坡穩(wěn)定等工程 。 旋噴樁主要用于加固地基 ， 提高地基的抗剪強(qiáng)度 ， 改善地基土的變形性能 ， 使其在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下 ， 不至破壞或產(chǎn)生過大的變形 。 固結(jié)體的形狀和噴射流的移動(dòng)方向有關(guān) 。 漿液遇水后 ， 將沿壓力降方向 ， 向漏水點(diǎn)反向流動(dòng) ， 當(dāng)流至出水點(diǎn)時(shí) ， 按設(shè)定的時(shí)間 ， 此時(shí)堵漏材料剛好凝膠 ， 停泵結(jié)束注漿 ， 完成堵漏過程 。 測(cè)定過水時(shí)間 ， 以確定漿液的凝膠時(shí)間；向堵漏器加速凝堵漏材料 ， 根據(jù)返漿情況及時(shí)停泵 ， 結(jié)束注漿 。 三 ． 直接堵漏注漿 直接堵漏注漿是處理結(jié)構(gòu)漏水的有效技術(shù)手段 ，設(shè)備布置簡(jiǎn)單 ， 見效快 ， 有進(jìn)一步研究應(yīng)用的價(jià)值 。 方案二：注漿設(shè)備方面 采用大流量泵 ， 或數(shù)臺(tái)泵并聯(lián)以增大流量 。 其他還有電滲注漿 、 旋噴注漿等 （ 以后講 ） 。 方案三：爆破注漿法 。首先將水玻璃稀釋至 18~25Be’， 然后按下列程序操作： 壓水 → 注稀釋水玻璃 → 壓水 → 正常注漿 第一次壓水是為了沖開水道 （ 把充塞物帶走 ） ， 壓水量可以大些 ， 第二次壓水是為了將裂隙中的水玻璃帶走 （ 否則水泥漿遇水玻璃凝膠堵塞通道 ） ， 只留下薄層以潤(rùn)滑裂隙面 。 方案二：預(yù)處理法 。 在后注漿中 ， 注漿壓力以不超過結(jié)構(gòu)的承載能力為原則 。 原理：難以注入無非是裂隙開度小 、 連通性差 ， 高壓稀漿進(jìn)入裂隙增加了裂隙的開度 ， 且使不連續(xù)的裂隙連通 ，從而提高了吸漿量 。 難題一：裂隙不發(fā)育 、 注入困難 （ 高壓不進(jìn)漿 ） 方案一：壓裂法 。 二 ． 復(fù)雜地層的注漿方法 所說的復(fù)雜地層是指裂隙或孔隙不發(fā)育，漿液難以注入或裂隙、孔隙十分發(fā)育，已經(jīng)形成大的孔洞或溶洞，甚至形成地下暗河（如本溪水洞）。 后注漿是指地下構(gòu)筑物形成后滲漏水的注漿處理方法 。 工作面注漿與地面預(yù)注漿基本相同 ， 只是工作場(chǎng)地不同 。 地面預(yù)注漿是指土體開挖前預(yù)先打孔注漿。 適用于封堵動(dòng)水 ， 價(jià)格為5000/m3元 /以上 。 1． （ 溶液型 ） 屬于高分子聚合物 ， 其特點(diǎn)是該漿液不容于水， 見水發(fā)泡膨脹 ， 凝固后體積增大 8~9倍 ， 但成本高 ， 價(jià)格昂貴 ， 2萬元 /m3以上 ， 只用在特種工程中。 （ B） .水玻璃 —— 鋁酸鈉漿液 (鐵道部科研院的科研成果 ) 漿液配比方案：一般的取 S:AL=1:1 也可根據(jù)需要調(diào)制 。 方案二：地層混合注漿法 兩套獨(dú)立的注漿系統(tǒng) ， 分別注入兩種不同的漿液 ， 地層中混合 。 水玻璃 —— 氯化鈣 （ CaCl2） 漿液 此類漿液主要用于建筑 、 交通部門的地基加固工程 ，其化學(xué)反應(yīng)如下式所示： +CaCl2+H2O=Ca(OH)2++2NaCl 水玻璃：模數(shù) =~ 波美度 Be’=43~45 漿液配比方案 氯化鈣： γ =~ 模數(shù) =~ 水玻璃：氯化鈣 =： 1 此類漿液可在瞬間凝固 ， 按常規(guī)注漿工藝是不可行的 ，而應(yīng)結(jié)合漿液的特點(diǎn)探討新的施工工藝 ， 下面介紹三套方案 。 水玻璃遇水發(fā)生如下水解反應(yīng)： +H2O=2NaOH+ 如果向水玻璃水溶液中投入酸 、 酸性鹽和某些有機(jī)化合 物均能消耗掉體系內(nèi)含有的 NaOH，打破上述平衡，使反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)產(chǎn)生大量的硅酸，而硅酸呈凝膠體狀態(tài)。 3. 水玻璃類漿液 （ 溶液型 ） 水玻璃本身不能稱做注漿材料 （ 即不能從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài) ） ， 只有在固化物的作用下才能產(chǎn)生凝膠物 。 而通過調(diào)整水泥與水玻璃的體積比就能較準(zhǔn)確地控制凝膠時(shí)間 ， 雙液注漿通過控制兩種漿液的不同流量而達(dá)到上述目的 。 ③ .溫度的影響：溫度越高則凝膠時(shí)間越短。 圖 62 σ 與 s/c關(guān)系曲線 σ s/c s/c 凝膠時(shí)間：影響漿液凝膠時(shí)間的因素很多，如水灰比、水泥品種、水玻璃濃度、 c/s、環(huán)境溫度等， ① .水泥品種的影響：含硅酸三鈣越多凝膠時(shí)間越短；水泥越新時(shí)間越短； w/c越小時(shí)間越短。 抗壓強(qiáng)度： 與水灰比 （ w/c） 、 環(huán)境溫度 、 水泥與水玻璃比 （ c/s）等因素有關(guān) ， 其中有最佳級(jí)配的問題 ， 即一定量的與一定量的水玻璃反應(yīng) ， 當(dāng)比例相當(dāng) 時(shí)強(qiáng)度最高 。 4~2。 5） ， 當(dāng)水玻璃加到一定程度 ， 單液水泥漿的特性發(fā)生了質(zhì)的變化 （ 凝膠時(shí)間可調(diào) 、 穩(wěn)定性增強(qiáng) 、 抗?jié)B性好 ） ， 經(jīng)過工程實(shí)踐 ， 形成了較為完善的雙液漿體系 。 為了改善單液水泥漿的性能常加入某些添加劑 ，如 NaCl、 水玻璃 、 紅星 12等 ， 或采用水泥新品種 ，如磨細(xì)水泥 、 膨脹水泥 、 速凝水泥等 。 11． 單液水泥漿 常用的水泥品種有 32 425普通硅酸鹽水泥 。 以肉眼觀察或?qū)嶒?yàn)測(cè)定； 4． 滲透系數(shù) （ Kf） ：指結(jié)石后的抗?jié)B水能力 ， 由滲透 儀測(cè)定； 5． 抗壓強(qiáng)度：指結(jié)石體的單軸或雙軸抗壓強(qiáng)度 ， 意 義不大 。 粘度的大小與材料的組成 、 性質(zhì) 、 配比及環(huán)境溫度等因素有關(guān) ， 通常以“ 秒 ” 、 “ 泊 ” 、 “ 厘泊 ” 為計(jì)量單位； 2． 滲透能力：即漿液進(jìn)入巖層的難易程度 。 良好的穩(wěn)定性 ， 即不沉淀 、 不離析； 3． 凝膠時(shí)間可調(diào) ， 能滿足特殊情況的要求 ， 如動(dòng)水情況； 4． 結(jié)實(shí)后的收縮量小 ， 結(jié)石率高 、 抗?jié)B性強(qiáng)； 5． 對(duì)環(huán)境無污染且成本低 。 定性分析： 1。 為保證有效堵水則應(yīng)滿足： Tc≥Fb Tc=π. . [τc]