高压喷射注浆法在卵石土层中的应用研究

摘要

高压喷射注浆法始创于日本，是在传统注浆法的基础上，应用水力采煤工作中的高压水射流技术发展起来的。当时这种全新的施工法主要应用于软土地基的加固处理。目前，该技术以不受施工场地限制、设备简单、施工方便、速度快、节省材料、效率高、成本低、操作简单、适用范围广等优点，在矿山工程、土木工程、水利工程、环境工程等不同领域都有广泛的应用。 高压喷射注浆法是地基处理的重要方法之一，其主要原理就是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后，高压设备以20MPa～40MPa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层，当能量大、速度快和脉动状的喷射流的动压超过土层的结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来。一部分细小的土粒随浆液或水冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土层中形成一个水泥土固结体，以达到加固地基的目的。 本文首先从高速喷射流的流体力学特性、注浆的作用机理和高压喷射固结体的基本性状及其影响因素入手，研究了高压喷射注浆法加固地基的基本原理。 然后以一高层住宅楼为依托，研究了高压喷射注浆法在卵石层中的应用。地基设计过程中，本人结合工程地质条件、施工设备、注浆材料和工程经验，合理选取了高压喷射注浆法的技术参数和布孔。同时还就高压喷射注浆法的施工工艺、质量检验和施工中注意的问题等进行了较为详细的阐述。通过载荷试验，表明高压喷射注浆法在卵石土层中加固地基的设计是成功的。 最后利用ANSYS有限元对卵石土层中高压旋喷单桩进行了数值模拟，比较合理地选取了材料参数，相对准确地预测了卵石层中高压旋喷桩的沉降变形和受力特性，验证高压旋喷桩设计得是否合理，并提出合理优化桩距的思路。 本文关于高压喷射注浆法的参数选取、施工工艺和有限元数值模拟对卵石土层采用该工法具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1概述

1.2高压喷射注浆法的发展

1.3问题提出和研究意义

1.4本文的主要工作

2高压喷射注浆加固地基的基本机理

2.1高速喷射流的力学特性

2.2高压喷射流的种类及其构造和特性

2.3高压喷射注浆的作用机理

2.4高压喷射固结体的基本性状

3高压喷射注浆法的设计计算

3.1高压喷射注浆法技术参数

3.2注浆材料与配方

4高压喷射注浆法在卵石土层中的应用

4.1工程概况

4.2岩土工程勘察工作

4.3场地水文地质及地震地质条件

4.4地基士评价及基础方案

4.5高压喷射注浆复合地基设计计算

4.6高压喷射注浆复合地基施工和质检

4.7工程效果

5卵石土层中高压旋喷桩的数值模拟

5.1有限元概述

5.2有限元模拟

5.3计算结果分析

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者在读期间科研成果简介

致谢