高压喷射注浆法防渗加固机理与施工技术应用研究

论文摘要

高压喷射注浆技术具有适用范围广、施工简便、安全可靠、桩身强度大、材源广、成本低等特点,广泛应用于建筑物地基加固、地基处理、防渗止水、边坡防护和治理、堤坝防渗等方面,在国内外得到推广应用。本文在对前人已有的一些研究成果分析总结的基础上,取得了一些研究成果。1、在总结注浆技术在国内外的发展及应用的基础上,分析了注浆技术的分类及特点,并对高压喷射注浆法的机理、类型、特点及其在岩土工程中的应用进行了详细的分析,提出了高压旋喷注浆加固地层的主要作用是浆液与土发生物理化学反应生成水泥土。通过室内试验及理论分析对水泥土的性能进行了初步研究,指出了高压旋喷注浆后生成的水泥土仍属于土的性质,其后期强度增长率较为明显,在高压旋喷注浆设计时应考虑到这些性质。2、结合流体的力学特性,高压喷射流的结构,及其在地层中的破坏机理,对高压喷射注浆技术在砂卵石透水层的扩散范围进行了研究。通过试验对影响高压喷射浆流在砂卵石地层中的扩散范围的主要因素:标贯击数、喷射浆流能量、颗粒直径、喷射浆流浆液进行了初步的研究。3、本文对高压喷射注浆技术的特点、主要施工工艺参数、注浆材料、适用地层范围、加固作用机理、加固处理效果、关键技术参数及设计进行了详细的研究,对高压喷射注浆法的适用范围、施工参数的确定、质量检验方法等具体施工过程进行了详细的阐述。最后,结合两个高压旋喷技术在实际工程的应用实例,总结了具体工程的试验应用成果和经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 注浆技术概述
• 1.1.1 注浆技术的发展历史
• 1.1.2 注浆技术在岩土层加固中的应用范围
• 1.1.3 注浆方法的分类
• 1.1.4 注浆技术理论的研究现状
• 1.1.5 注浆技术的发展方向
• 1.2 高压喷射注浆技术
• 1.2.1 高压喷射注浆在国内外的应用和研究现状
• 1.2.2 高压喷射注浆类型和方法特点
• 1.2.3 高压喷射注浆法的适用范围
• 1.2.4 高压喷射注浆法应用前景
• 1.3 本文研究内容及意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 第二章 高压喷射注浆基本机理及防渗固结体性能研究
• 2.1 高压喷射流的构造和性质
• 2.1.1 高压喷射流的构造
• 2.1.2 喷射流的压力衰减规律
• 2.1.3 喷射流的速度衰减规律
• 2.1.4 喷射流的破坏力
• 2.1.5 喷射流的破坏应力
• 2.2 高压旋喷注浆加固地基机理
• 2.2.1 高压旋喷流对土体的破坏作用
• 2.2.2 高压旋喷注浆体的成桩机理
• 2.2.3 水泥与土体的固结机理
• 2.3 高压旋喷注浆加固体的基本性状
• 2.4 高压喷射注浆防渗固结体的防渗性能的研究
• 2.4.1 物理力学性能
• 2.4.2 固结体的结构特性
• 2.4.3 高压喷射注浆防渗固结体的连接方式
• 2.4.4 高喷固结体的耐久性
• 2.5 高压喷射注浆防渗固结体形成的影响因素研究
• 2.5.1 水压和水量
• 2.5.2 气压和气量
• 2.5.3 浆量和浆压
• 2.5.4 喷嘴直径
• 2.5.5 提升及旋、定、摆速度
• 2.5.6 地层及颗粒级配
• 2.6 高压旋喷注浆法可靠性的研究
• 2.6.1 固结体的可靠性
• 2.6.2 高压喷射注浆构筑物的可靠性
• 2.7 本章小结
• 第三章 高压喷射流在地层中扩散范围的研究
• 3.1 高压喷射流的流体力学特性
• 3.1.1 高压喷射流性质
• 3.1.2 高压喷射流的流体力学计算
• 3.1.3 高压喷射流的压力变化规律研究
• 3.1.4 高压喷射流切削岩土的特性研究
• 3.2 高压喷射流在地层中的扩散机理
• 3.3 高压喷射流在地层中扩散范围的研究
• 3.3.1 高压喷射流对地层切割搅拌范围的影响因素
• 3.3.2 高压喷射流对砂卵石地层切割搅拌范围的实验研究
• 3.4 小结
• 第四章 高压喷射注浆设计与施工技术研究
• 4.1 高压喷射注浆设计原则
• 4.2 设计参数的确定
• 4.2.1 压力参数的确定
• 4.2.2 喷嘴移动方式或速度的确定
• 4.2.3 固结体直径的确定
• 4.2.4 固结体强度的估计
• 4.2.5 桩长的确定
• 4.2.6 搭接长度的确定
• 4.3 喷射注浆设计及工程布置
• 4.3.1 地基承载力计算
• 4.3.2 地基变形计算
• 4.3.3 孔位布置设计
• 4.3.4 注浆量计算
• 4.3.5 防渗设计
• 4.4 施工工艺参数
• 4.5 施工设备
• 4.6 施工工艺及过程控制
• 4.7 施工中常见事故及特殊情况处理
• 4.8 施工质量检查
• 4.8.1 工程质量检查
• 4.8.2 施工过程中参数检测
• 4.8.3 施工后质量检查
• 4.9 本章小结
• 第五章 工程应用实例
• 5.1 构皮滩水电站围堰高压喷射防渗注浆处理施工
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 高压喷射注浆的施工设备
• 5.1.3 高压喷射注浆的施工方案
• 5.1.4 施工操作要点及注意事项
• 5.1.5 施工质量控制
• 5.1.6 高压喷射注浆的质量检测
• 5.2 坞罗水库高压喷射注浆防渗处理工程的施工
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 围井和单元墙体的现场试验
• 5.2.3 大坝高压喷射注浆施工
• 5.2.4 施工质量
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果