適用範圍
高壓噴射灌漿防滲和加固技術適用於軟弱土層。實踐證明,砂類土、粘性土、黃土和淤泥等地層均能進行噴射加固,效果較好。對粒徑過大的含量過多的礫卵石以及有大量纖維質的腐殖土層,一般應通過現場試驗確定施工方法。對含有較多漂石或塊石的地層應慎重使用。
基本方法
高壓噴射灌漿的基本方法有單管法、二管法、三管法和多管法等。
單管法
單管法是用高壓泥漿泵以20~25MPa或更高的壓力,從噴嘴中噴射出水泥漿液射流,衝擊破壞土體,同時提升或旋轉噴射管,使漿液與土體上剝落下來的土石摻攪混合,經一定時間後凝固,在土中形成凝結體。這種方法形成凝結體的範圍(樁徑或延伸長度)較小,一般樁徑為0.5~0.9m,板狀凝結體的延伸長度可達1~2m。其加固質量好,施工速度快,成本低。
二管法
二管法是用高壓泥漿泵等高壓發生裝置產生20~25MPa或更高壓力的漿液,用壓縮空氣機產生0.7~0.8MPa壓力的壓縮空氣。漿液和壓縮空氣通過具有兩個通道的噴管,在噴射管底部側面的同軸雙重噴嘴中噴射出高壓漿液和空氣兩種射流,衝擊破壞土體,其直徑達0.8~1.5M。
三管法
三管法是使用能輸送水、氣、漿的三個通道的噴射管,從內噴嘴中噴射出壓力為30~50MPa的超高壓水流,水流周圍環繞著從外噴嘴中噴射出一般壓力為0.7~0.8MPa的圓狀氣流,同軸噴射的水流與氣流衝擊破壞土體。由泥漿泵灌注壓力為0.2~0.7MPa、漿量80~100L/min、密度1.6~1.8g/cm3的水泥漿液進行充填置換。其直徑一般為1.0~2.0m,較二管法大,較單管法要大1~2倍。
漿液材料
高噴灌漿最常用的材料為水泥漿,在防滲工程中使用黏土水泥漿。化學漿液使用較少,國內僅在個別工程中套用過丙凝等漿液。
機具和設備
高壓噴射灌漿的施工機械由鑽機或特種鑽機、高壓發生裝置等組成。噴射方法不同,所使用的機械設備也不相同。
噴射形式
高壓噴射灌漿的噴射形式有旋噴、擺噴和定噴三種。
高壓噴射灌漿形成凝結體的形狀與噴嘴移動方向和持續時間有密切關係。噴嘴噴射時,一面提升,一面進行旋噴則形成柱狀體;一面提升,一面進行擺噴則形成啞鈴體;當噴嘴一面噴射,一面提升,方向固定不變,進行定噴,則形成板狀體。這三種噴射形式切割破碎土層的作用,以及被切割下來的土體與漿液攪拌混合,進而凝結、硬化和固結的機制基本相似,只是噴嘴運動方式的不同致使凝結體的形狀和結構有所差異。
施工程式
高壓噴射灌漿應分排分序進行。在壩、堤基或圍堰中,由多排孔組成的高噴牆應先施工下游排孔,後施工上游排孔,最後施工中間排孔。在同一排內如採用鑽、噴分別進行的程式施工時,應先施工Ⅰ序孔,後施工Ⅱ序孔。先導孔應最先施工。Ⅰ序孔和Ⅱ序孔可採用“焊”接或“切”入式連線。
施工程式為鑽孔、下置噴射管、噴射提升、成樁成板或成牆等。
質量檢查
檢查內容:包括固結體的整體性、均勻性和垂直度;有效直徑或加固長度、寬度、;強度特性(包括軸向壓力、水平推力、抗酸鹼性、抗凍性和抗滲性等);溶蝕和耐久性能等幾個方面。
質量檢測方法:有開挖檢查、室內試驗、鑽孔檢查、荷載試驗以及其他非破壞性試驗方法等。