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建筑工程中高壓噴射注漿施工技術(shù)
高壓噴射注漿法是在注漿法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用高壓噴射技術(shù)而發(fā)展起來的一項(xiàng)新的地基加固方法。高壓噴射注漿法具有適用范圍廣，施工簡便，耐久性好等特點(diǎn)，不失為眾多地基處理方法中的一種好的地基處理方法。下面是小編搜集整理的相關(guān)內(nèi)容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要:介紹了高壓噴射注漿施工的特點(diǎn)，從單管、二重管、三重管和多重管等方面，闡述了高壓噴射注漿的施工方法，并分析了注漿施工對(duì)土層與固結(jié)體的作用，給出了高壓噴射注漿施工技術(shù)的適用范圍。
關(guān)鍵詞:高壓噴射注漿，土層，固結(jié)體，施工技術(shù)
一、高壓噴射注漿施工技術(shù)簡介
在我國現(xiàn)階段的建筑工程中，多采用高壓噴射注漿技術(shù)進(jìn)行相關(guān)工程的建設(shè)工作。這種方法首先利用相關(guān)的設(shè)備機(jī)器打好孔洞，然后通過噴射壓力為20MPa～40MPa的噴射設(shè)備為水或其他漿液的噴射過程提供能量，使其能夠連續(xù)高速的噴出。通過這種方法，可以得到建筑工程項(xiàng)目所要求的固結(jié)體，其固結(jié)體的形成機(jī)理是利用高壓流的沖擊來分離土層顆粒，使得較大的顆粒與漿液混合凝固。高壓噴射注漿施工技術(shù)所凝固成的固結(jié)體因高壓噴射嘴運(yùn)動(dòng)形式的不同而呈現(xiàn)出不同的形狀。通常采用旋噴法時(shí)，形成圓盤狀固結(jié)體;對(duì)于旋提噴法，則一般呈圓柱狀固結(jié)體;采用定噴法時(shí)，形成薄板墻狀固結(jié)體;采用提擺法時(shí)，形成墻板狀固結(jié)體。綜合而言，高壓噴射注漿施工技術(shù)以其自身具有的優(yōu)點(diǎn)而在建筑等工程領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用。
二、高壓噴射注漿施工技術(shù)方法
在我國的建筑工程中，考慮到地形多變、構(gòu)造復(fù)雜等實(shí)際因素，高壓噴射注漿技術(shù)可以大致分為四類，即單管、二重管、三重管和多重管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法。
2.1單管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法
在高壓噴射注漿施工技術(shù)方法中，單管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法是最基本的一種方法，其工作過程按照廣義的高壓噴射注漿技術(shù)的原理進(jìn)行。單管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法顧名思義，在具體的施工過程中只有一個(gè)管道，水或其他漿液通過這個(gè)管道，再經(jīng)特殊噴嘴到達(dá)所要求的土層中，通過相關(guān)的凝結(jié)作用，對(duì)建筑工程的地基進(jìn)行物理性質(zhì)方面的改善優(yōu)化，從而形成了工程所要求的地基土體。通常情況下，由于漿液與土層顆粒的相互粘結(jié)作用，因此這種方法對(duì)建筑工程的地基優(yōu)化改善的結(jié)果是，形成性能較好的樁體，其厚度一般為0.6m～1.2m。
2.2二重管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法
從技術(shù)原理來說，二重管高壓噴射注漿技術(shù)方法的根本原理與單管法相同，只不過進(jìn)行了一定程度上的擴(kuò)展。其施工過程是按照建筑工程的設(shè)計(jì)要求在地基上打出兩個(gè)孔洞，然后使用二重管代替單管作業(yè)，在相關(guān)設(shè)備儀器的支持下，完成施工。二重管技術(shù)方法中，兩個(gè)噴射管的作用各不相同。一個(gè)噴射管是將準(zhǔn)備好的漿液噴射到地基的內(nèi)部，從而改變優(yōu)化原地基土體的性質(zhì)，其過程與單管高壓噴射注漿技術(shù)相似。另外一個(gè)噴射管的作用則是噴射高壓的空氣流，使其到達(dá)所要求的土層，改變壓強(qiáng)，增大地基土體內(nèi)部的空氣壓力，從而加強(qiáng)物質(zhì)間的粘合力，進(jìn)一步的改善和優(yōu)化地基土體性質(zhì)。在高壓噴射設(shè)備的壓力方面，內(nèi)管也就是噴漿管的壓力，一般大于20MPa，外管也就是噴氣管的壓力，一般為0.7MPa。
2.3三重管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法
三重管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法的工作原理與單管和二重管相似，都是通過改變內(nèi)部構(gòu)造而達(dá)到目的，增強(qiáng)漿液與土層顆粒的粘結(jié)力，從而改善和優(yōu)化地基土體的性質(zhì)。只不過在三重管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法中，使用的是三重管，分別將漿液、高壓空氣和高壓水流噴射到地基土體的內(nèi)部。在三重管高壓噴射注漿施工技術(shù)的實(shí)施過程中，要格外注意三個(gè)噴射管的啟動(dòng)順序，否則會(huì)影響土層顆粒與漿液的結(jié)合程度，從而對(duì)工程質(zhì)量造成影響。三重管技術(shù)在高壓設(shè)備的壓力方面，噴漿管壓力一般為0.5MPa～3MPa之間;噴水管壓力在20MPa～30MPa之間;噴氣管壓力在0.5MPa～0.7MPa之間。
2.4多重管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法
多重管高壓噴射注漿施工技術(shù)方法的原理是通過多重管噴射高壓水流，對(duì)所施工的土體進(jìn)行較大程度的破壞，減少土體顆粒聚集的現(xiàn)象，同時(shí)要利用真空泵快速的將形成的泥漿抽出。在反復(fù)的進(jìn)行操作后，在施工土體的內(nèi)部，會(huì)形成一個(gè)相對(duì)較大的空間，然后應(yīng)用超聲波設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的測量分析，從而確定相關(guān)的填充材料，最后在施工處形成柱狀的固結(jié)體。多重高壓噴射注漿施工技術(shù)方法在高壓設(shè)備的壓力方面，噴漿管壓力一般為1MPa～3MPa;噴水管壓力在20MPa;噴氣管壓力在0.7MPa。
三、高壓噴射注漿施工技術(shù)方法的作用
3.1噴射流對(duì)土層的作用
通過對(duì)建筑工程中高壓噴射注漿技術(shù)的研究與應(yīng)用探討，發(fā)現(xiàn)其對(duì)于土層有以下幾種作用:
1)在高壓噴射流的作用下，土層受到外力沖擊，使土層顆粒遭到破壞，并且隨著高壓噴射的進(jìn)行過程，沖擊處周圍的土層也開始受到影響，從而達(dá)到破壞土層的作用。通常情況下，高壓噴射流的大小直接影響著土層的破壞程度，同時(shí)對(duì)固結(jié)體的體積產(chǎn)生影響作用。
2)高壓噴射流的能量會(huì)隨著噴射進(jìn)程而減弱，破壞作用也會(huì)相應(yīng)的減小，但在這時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種作用于土層的擠壓力。也就是使得部分土層顆粒之間的間隙被漿液填滿，進(jìn)而增強(qiáng)土層顆粒之間的粘合力，優(yōu)化所形成的固結(jié)體性質(zhì)。
3)在高壓噴射流的沖擊過程中，噴射流的脈動(dòng)負(fù)荷會(huì)打破土粒間的平衡狀態(tài)，使土層顆粒變形。在噴射過程中由于噴射流作用而形成的反作用力，會(huì)促進(jìn)對(duì)地基土層的破壞作用，這也就是水楔效應(yīng)現(xiàn)象。
4)在高壓噴射過程中，噴射流的沖擊作用相當(dāng)于一種反復(fù)錘擊土層的力，使得土體的內(nèi)部進(jìn)一步被破壞，加劇了土層的破壞作用，我們將高壓噴射注漿施工過程中的這種技術(shù)效果稱作水塊的沖擊力。
5)在高壓噴射過程中，被沖擊的土層表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓力變動(dòng)的情況，導(dǎo)致該處產(chǎn)生較大的壓力差，發(fā)生空穴現(xiàn)象�？昭ìF(xiàn)象發(fā)生時(shí)，由于高壓噴射流的影響，會(huì)使得松軟土層遭到破壞，從而促進(jìn)對(duì)地基土層的破壞程度。
6)在二重管高壓噴射注漿方法中，由于漿液只從一個(gè)管道噴出，而另一個(gè)噴射管噴射高壓空氣，因此在噴射過程中，當(dāng)噴射流破壞土層后，高壓氣流可以迅速搬運(yùn)土層顆粒，使得高壓噴射流繼續(xù)對(duì)未破壞土層進(jìn)行破壞，這樣就降低了能量損耗，使高壓噴射流更好的破壞土層，提高工作效率。這種作用方式也被稱為氣流攪動(dòng)。
3.2固結(jié)體的性能
我國建筑工程中的高壓噴射注漿施工過程，常用的硬化劑是水泥。在高壓噴射注漿過程中，除了少部分的土層顆粒以外，絕大多數(shù)的土層顆粒間隙都被水泥漿填滿，與水泥進(jìn)行了充分混合，并且隨著噴射注漿過程的進(jìn)行，會(huì)有各種水化物結(jié)晶產(chǎn)生。在高壓噴射注漿施工過程后期，由于各種作用，使得土層顆粒的致密性提高，最終形成的固結(jié)體具有良好的性能。
3.3固結(jié)體的狀態(tài)
高壓噴射注漿施工技術(shù)根據(jù)所用方法和高壓噴嘴運(yùn)動(dòng)形式的不同，會(huì)產(chǎn)生不同的固結(jié)體狀態(tài)，以滿足不同的設(shè)計(jì)要求和目的。但縱觀高壓噴射注漿技術(shù)在各工程領(lǐng)域中的施工過程，其固結(jié)體的形態(tài)總體上歸納為板墻狀、圓柱狀以及扇形狀。通過對(duì)高壓噴射注漿技術(shù)所形成的固結(jié)體觀察可以發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)形成的固結(jié)體四周略顯粗糙，這是因?yàn)樵诟邏簢娚溥^程中，受到噴射速度、土層構(gòu)造等因素的影響。再者在高壓噴射注漿技術(shù)所形成的固結(jié)體中，不可避免的存在氣泡，因此與混凝土塊相比，質(zhì)量比較輕。高壓噴射注漿施工技術(shù)方法所形成的固結(jié)體外圍有一層致密性較高的保護(hù)殼，因此透氣、透水性能較差，但利用這一特點(diǎn)可以使高壓噴射注漿技術(shù)廣泛的運(yùn)用在水利工程中。在一些常見的建筑工程的施工中，常利用這種技術(shù)所形成的固結(jié)體強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，來進(jìn)行地基工程的施工建設(shè)。
四、高壓噴射注漿施工技術(shù)方法的適用范圍
4.1土質(zhì)條件范圍
高壓噴射注漿施工技術(shù)與傳統(tǒng)的注漿技術(shù)相比，確實(shí)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但我們也不得不正視其存在的局限性。在現(xiàn)階段的建筑工程施工中，高壓噴射注漿技術(shù)主要應(yīng)用于粘性土、淤泥質(zhì)土體等土質(zhì)條件的地基施工建設(shè)中。如果要在介質(zhì)含量較為復(fù)雜的土體中開展工程建設(shè)，例如含有塊石、堅(jiān)硬粘性土等土體，則要進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)測定相關(guān)的數(shù)據(jù)和條件，根據(jù)所擁有的資料來進(jìn)行判斷能否使用這種方法，切忌盲目開展工程建設(shè)。如果在某些地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，漿液在該地區(qū)無法凝固，而且加入其他物質(zhì)以后也無法達(dá)到施工要求標(biāo)準(zhǔn)，則說明該地區(qū)無法使用高壓噴射注漿施工技術(shù)方法進(jìn)行工程建設(shè)。
4.2工程建設(shè)使用范圍
研究其使用范圍，發(fā)現(xiàn)主要圍繞著地基強(qiáng)度的提高和地下工程為中心開展。一是要提高地基的承載力;二是要采取相應(yīng)的措施來應(yīng)對(duì)各種可能會(huì)發(fā)生的問題，例如滑坡與坍塌的防護(hù)工作、復(fù)合式地基的施工防護(hù)工作、軟基的加固強(qiáng)化工作等;三是要做好施工現(xiàn)場周圍的建筑工程項(xiàng)目的保護(hù)工作，以免影響周圍建筑的性能和壽命;四是對(duì)于某些特殊地形的建筑工程項(xiàng)目，要綜合考慮其影響因素，做好相關(guān)的防護(hù)工作，例如在堤壩、港口處開展建筑工程建設(shè)時(shí)，要做好防滲防水的工作。
五、結(jié)語
縱觀工程項(xiàng)目的建設(shè)，高壓噴射注漿施工技術(shù)不僅在建筑工程領(lǐng)域，在某一些工程領(lǐng)域也有相應(yīng)的應(yīng)用。掌握并創(chuàng)新高壓噴射注漿技術(shù)的方法，注意其使用的限制要求，對(duì)于發(fā)展高壓噴射注漿技術(shù)以及在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的促進(jìn)意義。雖然現(xiàn)階段高壓噴射注漿技術(shù)也面臨著一些問題和限制，但我們要用正確的眼光看待問題，在技術(shù)應(yīng)用過程中，把握正確的尺度，不斷創(chuàng)新，改善優(yōu)化，促進(jìn)高壓噴射注漿技術(shù)的發(fā)展和我國建筑工程領(lǐng)域的進(jìn)步。
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