复合注浆技术详解
发布时间:2020-10-18
建井技术期刊
(1)复合注浆适用加固地层范围广，既可适用于加固渗透性大的地层(如砂卵石层)，又可适用于渗透性较差地层(如粘土、粉土和粉细砂层)，还可以用来加固溶岩地层的地下溶洞和溶蚀裂隙。复合注浆法既能形成较高强度的旋喷桩固结体，又能通过渗透、劈裂和挤密的方式提高岩土层的强度。(2)复合注浆适用加固工程范围广，可用于对既有建筑物(如房屋、公路、桥梁)地基基础进行加固，也可用于桩基(如大口径钻孔桩、挖孔桩)缺陷的加固处理。(3)复合注浆浆液扩散范围大，不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行置换加固，而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固，在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。(4)复合注浆能定向定位。能形成连续的圆柱状的旋喷桩体，旋喷桩直径为400mm—1200mm，其注浆固结体顶部无收缩，与原基础混凝土或桩混凝土结合紧密。能直接承受上部荷载，并将荷载传递到深层土层中去，保证荷载传递均匀、有效；复合注浆形成旋喷桩的单桩承载力较高。(5)复合注浆形成的旋喷固结体强度较高，且固结体强度可根据设计需要通过改变浆液材料和工艺参数来进行调节。(6)复合注浆钻孔施工口径较小，对既有建筑物基础和地面损害和扰动很小，可调节浆液凝固时间施工期建筑物附加沉降小。经济可靠，且耐久性好。 
2.1 注浆钻孔施工
对既有建筑物地基进行加固时，先采用地质钻机钻穿既有建筑物原基础或承台，然后根据设计注浆深度要求，选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。一般以土层或强风化岩层作为注浆持力层时可采用高压旋喷钻机直接钻孔，若以中风化以上岩层作为注浆持力层时需先采用地质钻机钻至终孔，若地层中有卵砾石层也需采用地质钻机钻孔。钻孔孔径一般开孔为110mm，终孔直径为91mm，钻孔垂直度保证<1％。对岩层或混凝土层采用金刚石钻头钻进，对卵砾石地层采用合金钻头钻进行，采用泥塞浆护壁或套管护壁，钻孔后需保证钻孔不跨孔不堵塞。< span=""> 
2.2 建立孔口注浆装置
注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置需既满足静压洼浆要求又满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。孔口注浆装置可采用单管接头式或混合器式，单管接头式用于单液注浆，混合器式用于双液注浆。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在注浆孔口，采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。
2.3 采用高压旋喷注浆方式进行注浆
孔口注浆装置埋设1—2天后，先采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆，旋喷注浆需按设计规定的工艺参数(喷射压力、提升速度、旋转速度、浆液水灰比)进行注浆，将注浆管分段下人孔底，每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷注浆按从下而上的方式。为了减小建筑物的附加沉降，旋喷一般采用单管旋喷注浆方式，下钻时尽量快速且尽量小压力小流量喷水，旋喷时采用不喷水而直接喷浆一遍的方式，在底部和顶部需喷浆2遍。在对建筑物进行纠偏加固时，为加速浆液凝固，有时采用先喷一遍水泥浆液后喷射一遍水玻璃的方式，进行双液旋喷。
2.4 采用静压注浆方式进行注浆
高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆，通过静压注浆可以扩大浆液的注入范围，防止旋喷固结体收缩从而增加旋喷体与原基础混凝土结合紧密性。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力，随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力，直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2—3次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。 2.5 封孔
静压注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔口进行封闭处理，防止浆液流出。若注浆结束后孔内浆液有流失需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。复合注浆顺序有时需根据实际情况进行调整，有时需采用先静压注浆后高压旋喷注浆的方式进行注浆。
3.1 施工准备
(1)组织施工人员：复合注浆法加固地基施工时，设备班需配备施工队长、工程技术人员、高压泵工、电工、修理工各1人，钻工3—6人，注浆工4人，共12—15人。(2)现场施工前准备：施工前应组建队伍、清理施工场地、做好机械检修和保养、布置好孔位、以及搭设工棚、备好材料等。①钻孔：按设计钻孔到一定深度，钻孔孔径为91(或101)mm，垂直度保证<1％。< span="">②建立孔口灌浆装置：孔口灌浆装置需满足静压灌浆要求，又需满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。③采用高压旋喷注浆法进行喷射注浆，注浆从下而上，在既有建筑物地基加固中一般采用单管旋喷方式注浆。在缺陷桩基加固中，先喷高压清水一遍到三遍后再注浆。④高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封孔进行静压注浆，静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆，根据需要，浆液终凝前可进行多次灌注。⑤注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔进行封闭处理，防止浆液流出。 ①注浆深度大时，易造成上粗下细的固结体。影响固结体的承载能力，因而需在深度大的地层中注浆时采用增大压力或降低提升速度的方式补救。②当发现返浆量不足或不返浆时，可采用降低提升速度或复喷方式处理。③当冒浆量过大时，可采用提高注浆喷射压力、缩小喷嘴直径的方式处理。 ④在既有建筑物基础加固处理时，为防止产生附加沉降，施工时应跳孔施工，同时应在浆液中加速凝剂或采用双液旋喷注浆。⑤静压注浆时如出现冒浆，可采用多次灌注的方式进行注浆，待第一次灌注的浆液终凝堵塞冒浆通道后再进行第二次注浆。同时注意将孔口注浆装置与孔壁密封牢靠，防止浆液从孔口冒出。 3.2 复合注浆的施工工艺
(1)单管法复合注浆
单管法复合注浆是利用钻机把安装在注浆管(单管)底部侧面的特殊喷嘴，置人土层预定深度后，用高压泵等装置，以大于是20Mpa的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆的旋转和提升运动，使浆液与从土体中崩落下来的土搅拌混合。然后进行静压注浆，使浆液进一步扩散。浆液经过一定时间凝固，便在土中形成圆柱状固结体。
(2)二重管法复合注浆
二重管法复合注浆是使用双通道的二重注浆管，将二重注浆管钻到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20Mpa以上压力的喷液，从内喷嘴中高速喷出，并用0.7Mpa左右压力把压缩空气从外嘴中喷出。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，喷嘴一面喷射一面旋转和提升。然后以大于是0.3MPa一2.0MPa的压力进行静压注浆，使浆液进一步扩散。最后在土中形成圆柱状固结体。 (3)三重管法复合注浆
三重管法复合注浆是使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置产生20Mpa以上的高压喷射流的周围，环绕一般0.7Mpa左右的圆筒状气流，进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，再另由泥浆泵注入压力为2MPa—5MPa的浆液填充，喷嘴作旋转和提升运动。然后以大于是0.3MPa—2.0MPa的压力进行静压注浆，使浆液进一步扩散。最后便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体。
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