大直径单管喷射（旋喷）注浆法及其工程应用研究

论文摘要

本文研究的主要目的为:研发新型的、可用于实际工程的大直径单管喷射注浆法,新方法形成的桩身加固体直径达到传统的单管喷射注浆方法的1.5倍以上,以克服传统单管喷射注浆法成桩直径较小的缺陷。主要研究内容为:(1)较系统地建立了单管喷射注浆法加固体组分的特性指标理论计算方法,并将组分特性指标的理论计算值应用于工程实践中;(2)研究和发明了三种新型的大直径单管喷射注浆法——液压伸缩式喷嘴大直径单管喷射注浆法(A法)和固定水平轴伸出喷嘴大直径单管喷射注浆法(B1法和B2法),并研制了相应的喷射钻具;(3)利用发明的喷射钻具及其配套设备,就影响加固体直径的主要因素进行了大量的现场试验,并分析了这些因素的变化对成桩直径的影响;(4)将固定水平轴伸出喷嘴大直径单管喷射注浆法(B1法)应用于某滨海饱水软土地基深基坑止水工程中,取得了良好的止水效果。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 喷射注浆法研究现状
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 射流破土机理及注浆工艺参数研究
• 1.2.2.1 射流破土机理研究
• 1.2.2.2 注浆材料与配方
• 1.2.2.3 喷射注浆参数
• 1.2.3 喷射注浆固结体的工程特性
• 1.2.4 新设备及新工法研发
• 1.2.4.1 国内喷射注浆新研发设备
• 1.2.4.2 国内喷射注浆的专利发明
• 1.2.4.3 国外喷射注浆的最新工法
• 1.2.5 技术优势及工程应用范围
• 1.2.5.1 高压喷射注浆法的技术优势
• 1.2.5.2 高压喷射注浆法工程应用
• 1.2.6 存在问题及发展趋势
• 1.3 研究内容及技术路线
• 第二章 单管喷射注浆法水泥土加固体特性分析
• 2.1 加固机理
• 2.1.1 喷射注浆法加固体特点
• 2.1.2 水泥土固化机理
• 2.1.2.1 水泥的水化反应
• 2.1.2.2 水泥水化物与土颗粒反应
• 2.2 水泥土无侧限抗压强度特性及影响因素
• 2.2.1 水泥掺入比aw
• 2.2.2 土体的含水量
• 2.2.3 养护龄期
• 2.2.4 外加剂和外掺料
• 2.2.5 有机质含量
• 2.2.6 水泥种类和标号
• 2.2.7 被加固土体种类
• 2.2.8 其他环境影响因素
• 2.3 加固体组分分析及工程意义
• 2.3.1 基本假设
• 2.3.2 基本参数
• 2.3.3 各组分的质量和体积（单位高度cm）
• 2.3.4 水泥土中几个重要特性参数
• 2.3.5 水泥土特性参数的工程意义
• 2.3.5.1 室内配合比强度试验
• 2.3.5.2 旋喷直径和强度预测
• 2.4 水泥土含水量与强度的定量关系
• 2.4.1 水泥土最优含水量
• 2.4.2 水泥土的最优水灰比（含水率）
• mo和单轴抗压强度f_cu 的关系'>2.4.3 水泥土初始水灰比R_mo和单轴抗压强度f_cu的关系
• 2.5 本章小结
• 第三章 大直径单管喷射（旋喷）注浆新方法研究
• 3.1 增大加固体直径的工程意义
• 3.1.1 加固体直径和承载力
• cu、成桩直径D 和初始水灰比R_mo之关系'>3.1.1.1 单轴抗压强度f_cu、成桩直径D 和初始水灰比R_mo之关系
• 3.1.1.2 单桩竖向承载力特征值
• 3.1.2 工程意义
• 3.2 影响加固直径的主要因素分析
• 3.2.1 高压射流的功率[137]
• 3.2.2 高压射流对土体的破坏力
• 3.2.3 射流压力和距离的关系
• 3.3 增大加固直径的主要途径分析确定
• 3.4 大直径液压伸缩式喷嘴单管喷射（旋喷）注浆法（A 方法）
• 3.4.1 注浆工艺流程
• 3.4.2 喷射钻具研发
• 3.5 大直径固定水平轴伸出喷嘴单管喷射（旋喷）注浆法（B 方法）
• 3.5.1 注浆工艺流程
• 3.5.1.1 双高压（B1 法）注浆工艺流程
• 3.5.1.2 低高压（B2 法）注浆工艺流程
• 3.5.2 喷射钻具研发
• 3.6 新工法工艺参数及配套设备
• 3.6.1 工艺参数
• 3.6.2 配套设备及其参数
• 3.7 本章小结
• 第四章 现场试验及结果分析
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验设备
• 4.3 试验区地质特征
• 4.4 试验桩平面布置及试验桩参数
• 4.4.1 试验桩平面布置
• 4.4.2 试验桩参数表
• 4.5 试验工艺流程及检测方法
• 4.5.1 试验工艺流程
• 4.5.2 检测方法
• 4.6 试验桩检测结果及分析
• 4.6.1 开挖检查结果
• cu,28d'>4.6.2 桩身无侧限单轴抗压强度f_cu,28d
• 4.6.3 桩身水泥土温度变化时程曲线
• 4.6.4 桩身直径与喷嘴直径的关系
• 4.6.5 桩身直径与注浆压力的关系
• 4.6.6 桩身直径与提升速度的关系
• 4.6.7 桩身直径与喷射次数的关系
• 4.6.8 桩身直径与喷嘴伸出距离的关系
• 4.6.9 温度、强度、直径的关系初步分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 在深基坑支护及止水工程中的应用
• 5.1 概述
• 5.1.1 基坑支护方案分析程序
• 5.1.2 基坑工程中地下水处理
• 5.2 工程基本资料分析
• 5.2.1 工程概况
• 5.2.2 周边环境特征
• 5.2.3 土层特征及岩土计算参数
• 5.2.4 地下水特征
• 5.3 支护结构及计算原理
• 5.3.1 支护结构形式及支护分区
• 5.3.2 结构计算原理及步骤
• 5.3.3 计算的过程控制
• 5.4 基坑支护及止水设计
• 5.4.1 计算模型参数确定
• 5.4.2 支护结构计算结果
• 5.4.3 喷射注浆止水桩选择
• 5.4.4 工程造价分析
• 5.4.5 基坑支护设计方案
• 5.5 大直径单管喷射（旋喷）止水桩施工技术
• 5.5.1 现场试桩
• 5.5.2 施工工艺及参数
• 5.5.3 施工技术问题处理
• 5.6 监测结果
• 5.6.1 基坑水平位移监测结果分析
• 5.6.2 止水效果开挖检验
• 5.7 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 主要结论
• 6.1.1 加固体的基本特性——强度及影响因素、组分特性指标及工程意义和强度与水灰比的关系
• 6.1.2 新方法研发——桩径与承载力、桩径增大的工程意义及三种新型喷射注浆方法
• 6.1.3 现场试验——喷射参数与桩径、桩身强度、桩身温度及新方法的工艺参数确定
• 6.1.4 在基坑支护及止水工程中应用——基坑支护方案选择、支护结构分析方法、计算参数选取、止水桩类型选取及工程应用效果
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文
• 摘要
• Abstract
• 致谢