传统民居地基注浆加固技术研究

根据传统民居地基加固原则及试验场地工程地质条件选定注浆材料配合比及注浆参数;随后进行注浆孔封口试验及试验房屋分组注浆试验,依据前期注浆试验结论对示范房屋进行注浆加固;探讨浅层地基的注浆加固过程中注浆压力控制,分析注浆加固过程中房屋沉降发展规律;提出浅层粉质黏土地基注浆浆液填充率、浆液填充率比例系数的概念及计算方法,所得试验结果为相应技术推广提供依据。     

速凝浆液裂隙动水注浆扩散规律模拟试验

针对地下工程动水注浆中常用的两种速凝浆液,水泥-水玻璃浆液（C-S浆液）与高聚物改性水泥浆液（GT-1浆液）,开展动水条件下的裂隙注浆模拟试验,研究速凝浆液的注浆扩散规律,包括浆液扩散形态、注浆压力场分布、浆液留存率及动水流量变化规律,对比分析了C-S浆液与GT-1浆液对动水注浆的适用性。研究结果表明:动水环境对速凝浆液裂隙注浆扩散过程影响显著,顺水扩散与逆水扩散存在明显差异,注浆扩散前期浆液扩散形态为“非对称椭圆”,逆水方向的半椭圆长轴长度小于顺水方向的半椭圆长轴长度,注浆扩散后期浆液从出流边界流出,浆液扩散形态为“U”形;动水流速较低时,C-S浆液与GT-1浆液均可以保持较高的浆液留存率,但是随着动水流速增加,浆液留存率显著降低;注浆压力由注浆孔向周围非线性衰减,且注浆影响压力场的范围有限;GT-1浆液相比C-S浆液具有明显的优越性,主要体现在浆液扩散范围、动水抗分散能力、堵水效率、可注性等方面。     

盾构同步注浆填充模式及压力分布研究

盾构隧道同步注浆沿隧道纵横向的填充效果及压力分布是控制隧道周边地层稳定及地表沉降的关键。根据流体力学原理,分别采用牛顿流体及宾汉流体来模拟浆液在盾尾间隙中的流动,对土压平衡盾构在黏土地层中的同步注浆浆液填充模式及压力分布进行了理论推导,得到了盾构同步注浆环向填充及纵向填充的力学模型及计算方法。基于此,结合工程实践经验,采用该方法进一步对影响同步注浆的主要因素：同步注浆流量、注浆材料及盾构间隙大小等进行了参数分析,结果表明浆液压力沿隧道纵向从盾尾往后逐渐减小,盾尾处最大;浆液沿隧道纵向的扩散距离及压力分布对间隙大小及浆液材料的静切力最为敏感,这些结论对于盾构穿越沉降敏感地区的同步浆液材料改进及注浆参数精细化控制具有指导意义。     

盾构同步注浆填充机理及压力分布研究

盾构隧道同步注浆沿隧道纵横向的填充效果及压力分布是控制隧道周边地层稳定及地表沉降的关键。根据流体力学原理,分别采用牛顿流体及宾汉流体来模拟浆液在盾尾间隙中的流动,对土压平衡盾构在黏土地层中的同步注浆浆液填充模式及压力分布进行了理论推导,得到了盾构同步注浆环向填充及纵向填充的力学模型及计算方法。基于此,结合工程实践经验,采用该方法进一步对影响同步注浆的主要因素:同步注浆流量、注浆材料及盾构间隙大小等进行了参数分析,结果表明浆液压力沿隧道纵向从盾尾往后逐渐减小,盾尾处最大;浆液沿隧道纵向的扩散距离及压力分布对间隙大小及浆液材料的静切力最为敏感,这些结论对于盾构穿越沉降敏感地区的同步浆液材料改进及注浆参数精细化控制具有指导意义。     

黏土水泥膏浆在强岩溶地区帷幕注浆中的施工应用技术

黏土水泥膏浆材料可操作性好,抗冲蚀性强,浆液扩散半径可控,已逐步成为动水条件下帷幕注浆工程中最主要的灌浆材料之一。在强岩溶区动水条件下,采用黏土水泥膏浆进行帷幕注浆,国内研究尚很少,其工艺中帷幕注浆方式、注浆压力、结束标准、注浆材料流体性能等缺乏经验数据或参考依据。通过对大型石灰石矿岩溶区的涌水进行帷幕灌浆处理,开展了黏土水泥膏浆在强岩溶地区动水条件下的相关工艺、技术参数研究,取得了一定的经验,可供类似工程参考。     

一种新型高分子注浆材料的试验研究

 在深部岩土工程实体加固及涌水封堵治理的基础上,分析一种新型高分子注浆材料反应机制的可行性,就浆材的黏结性、凝胶性、固结体抗压抗折强度等进行详细的室内试验研究工作,并在模拟的砂卵砾石层中开展渗透注浆模拟试验研究,分析注浆压力、注浆时间、浆液温度、围岩渗透系数等主要因素对浆液扩散半径和注浆后结石体抗压强度的影响规律以及其相互关系。结合现场工程实例,进一步验证该化学浆液在工程加固及涌水封堵治理上的实用性和优越性。试验结果表明：注浆材料的流动性、黏结性、早强性及耐久性较好,具有储存运输方便、工艺简单实用、遇水急速膨胀、固结体无毒环保等优点。浆液扩散半径随注浆压力、注浆时间、渗透系数的增大而增大,随浆液温度的升高而减小,最显著的影响因素是注浆压力和渗透系数,其次是浆液温度和注浆时间;注浆后结石体的抗压强随注浆压力、浆液温度、孔隙度以及注浆时间的增大而增大,注浆压力和孔隙度对结石体抗压强度有较大影响,浆液温度次之,注浆时间对结石体强度的影响最小。研究结果表明该高分子注浆材料具有良好的工程加固和封堵性能,与传统固化材料相比,具有凝胶快、强度高、膨胀性好等优点,是一种比较理想的高分子加固材料和堵水剂。     

地下工程动水注浆速凝浆液黏度时变特性研究

 注浆法是地下水害治理的主要方法,而浆液的黏度时变特性是注浆治理的关键因素,因此浆液黏度时变特性研究十分必要。针对地下工程动水注浆中常用的2种速凝浆液,水泥–水玻璃浆液和高聚物改性水泥浆液,开展室内试验并对试验数据进行拟合分析。采用振动式黏度计测试其黏度时变性和反应温度变化,分析2种材料在不同水灰比和不同混合体积比下的黏度和温度时变特性,根据黏度时变特性将浆液反应过程划分为3个阶段,并分析不同阶段的黏度特性,对数据进行分析得到不同水泥浆水灰比和不同浆液混合体积比下的黏度时变方程,在此基础上得出速凝注浆材料的适用性。     

基于浆液黏度时空变化的水平裂隙岩体注浆扩散机制

 速凝类浆液的双液混合注浆方式及其黏度时变特性导致浆液扩散区内黏度空间分布不均匀。基于此,认为速凝类浆液流型为具有黏度时变性的宾汉流体,研究其在静水条件下水平裂隙中的注浆扩散过程,建立了恒定注浆速率条件下考虑浆液黏度时空变化的水平裂隙注浆扩散理论模型,推导了浆液扩散区内的黏度及压力时空分布方程,进而得到注浆压力与注浆时间及浆液扩散半径的关系。通过与不考虑黏度空间不均匀性所得结果进行比较,说明考虑黏度空间不均匀的必要性。通过在数值计算模型中预定义黏度空间分布函数,实现了考虑黏度空间分布不均匀性的裂隙注浆数值模拟。通过理论分析、数值模拟与试验结果三者的对比,验证了理论分析及数值模拟的合理性,希望为实际注浆工程中注浆参数的确定提供一定借鉴。     

速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证EI北大核心CSCD

针对动水注浆中常用的2种速凝浆液,水泥–水玻璃浆液与高聚物改性水泥浆液,考虑浆液黏度时变特性,应用有限元计算软件COMSOL Multiphysics建立动水条件下裂隙注浆扩散的数值模型,研究动水条件下裂隙注浆扩散规律并分析不同黏度时变特性、初始动水流速与注浆速率对注浆扩散过程的影响,并将数值模拟结果与模型试验进行对比,验证数值模拟方法的有效性。研究结果表明:浆液扩散形态在逆水方向和顺水方向表现出明显的差异性;进水边界处的压力逐渐趋近于远端的地下水压强,注浆初期在裂隙边界附近及绕流区内流速较高,注浆后期整个裂隙内的流速变化幅度不大;在试验条件下,初始动水流速与注浆速率的提高均会导致裂隙内压力及流速的增加,注浆速率对裂隙内压力分布的影响比初始动水流速显著;C-S浆液与GT–1浆液扩散规律类似,但由于两者黏度时变性的差异导致两者扩散规律稍有差别。     

速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证

针对动水注浆中常用的2种速凝浆液,水泥–水玻璃浆液与高聚物改性水泥浆液,考虑浆液黏度时变特性,应用有限元计算软件COMSOL Multiphysics建立动水条件下裂隙注浆扩散的数值模型,研究动水条件下裂隙注浆扩散规律并分析不同黏度时变特性、初始动水流速与注浆速率对注浆扩散过程的影响,并将数值模拟结果与模型试验进行对比,验证数值模拟方法的有效性。研究结果表明:浆液扩散形态在逆水方向和顺水方向表现出明显的差异性;进水边界处的压力逐渐趋近于远端的地下水压强,注浆初期在裂隙边界附近及绕流区内流速较高,注浆后期整个裂隙内的流速变化幅度不大;在试验条件下,初始动水流速与注浆速率的提高均会导致裂隙内压力及流速的增加,注浆速率对裂隙内压力分布的影响比初始动水流速显著;C-S浆液与GT–1浆液扩散规律类似,但由于两者黏度时变性的差异导致两者扩散规律稍有差别。     

基于基床系数法的劈裂注浆过程分析

为了揭示劈裂注浆中浆液扩散的动态过程及变化规律,基于基床系数法,研究了劈裂注浆过程中尺寸效应对土体变形的影响,建立了不同土体的劈裂缝宽度方程;假设浆液按平面辐射圆扩散,根据浆土应力耦合特性以及质量守恒定律对土体劈裂注浆过程进行了分析,获得了浆液扩散半径变化方程、浆液压力时空变化方程、劈裂缝宽度时空变化方程,并对浆液扩散规律与影响因素进行了分析。分析结果表明:浆液扩散半径随时间不断增长,但增长速率不断变缓,与基床系数标准值正相关,与浆液黏度负相关,黏性土小于砂土;浆液压力与时间、基床系数标准值正相关,绝大部分位置与浆液黏度正相关,黏性土小于砂土;劈裂缝宽度与时间正相关,绝大部分位置与基床系数标准值负相关、浆液黏度正相关,大部分位置黏性土大于砂土。与现场试验对比分析表明,理论计算值与实测值差异在可接受范围内,验证了本理论的合理性。     

深层搅拌法加固软粘土技术

深层搅拌法是用水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深部就地将软粘土与固化剂强制拌和,使软粘土硬结而提高地基强度。这种新的地基加固方法适用于加固软粘土特别是超软土。本文介绍该技术的主要内容:①室内试验研究;②深层搅拌机械的研制;③深层搅拌法加固软粘土地基的现场试验和工程应用。该加固方法经技术鉴定认为:所研制的SJB-1型深层搅拌机、相应的搅拌工艺及专用固化剂配方等已基本形成一套适合我国条件的陆上深层搅拌技术,为我国软土地基加固技术增添了一种新方法,今后可在软土地基加固工程中逐步推广应用。     

Experimental evaluation of the performance of a geotextile for a pressure-grouted soil nail

A new idea that adopts a geotextile instead of a latex membrane to improve the performance of a pressure-grouted soil nail, was proposed. First, based on the self-developed device, a series of cement slurry filtration tests were carried out to study the influence of the water-cement ratio, slurry volume, and grouting pressure on the geotextile's filtration performance. The variations in filtration time and water-cement ratio, derived from the changes in the aforementioned influencing factors, during pressure grouting were obtained. Second, corresponding penetration tests for the surrounding sands after filtration tests were conducted, and the strength improvement due to infiltration of cohesive substances was subsequently evaluated. Third, uniaxial compression tests were carried out for cement blocks before and after the filtration tests. The grout bulb strength (cement block) was largely increased because the water-cement ratio in the grout bulb was significantly reduced during filtration of the geotextile. This study can help optimize the design of pressure-grouted soil nails using geotextiles.     

高压喷射桩改良软土地基

本文扼要介绍在宝钢工程建设中,以我国设备和技术条件为基础研究成功的三重管高压喷射桩的工艺流程和改良土质的效果。其中着重阐述了以水泥为主剂的浆液(加入防止沉淀的外加剂)加固淤泥质粘性土的机理,即强度形成与发展的理论和在宝钢深基坑开挖中,应用这种新技术的实例。     

Effect of grout pressure and grout flow on soil physical and mechanical properties in jet grouting operations

Jet grouting is a method for improving soil characteristics. In this method, grouting of cement slurry with high pressure and velocity causes damage to soil structure. Excavated grains of soil are then removed from the borehole and are replaced with cement slurry. The grains that remain around the borehole mix with cement slurry and produce an improved soil mass of soil. This mass is called “soilcrete”. Soilcrete has special characteristics such as high strength, low deformability and very low permeability. The jet grouting process and its results are affected by various parameters of the soil material and jet grouting system. This paper discusses the effects of jet grouting process on the soil properties before and after the operations, and the effects of grout pressure and grout flow on soilcrete's uniaxial compression strength (UCS). For these purposes, five types of the laboratory tests have been done on the jet grouted soil: uniaxial compression, triaxial compression, direct shear, Brazilian indirect tension, and Schmidt hammer tests. According to the numerical results obtained from experiments, by increasing the grout pressure and flow, the UCS (MPa) of soil increases logarithmically. In addition, jet grouting dramatically increases properties such as cohesion and friction angle.     

三项基坑支护新技术综述

着重介绍3项基坑支护新技术,即装配式预应力鱼腹梁钢支撑系统、旋喷搅拌加劲桩锚固技术和等厚度水泥土搅拌墙技术。装配式预应力鱼腹梁钢支撑技术是针对大跨度基坑,若采用传统钢支撑其长度会过长的缺陷而提出的;旋喷搅拌加劲桩锚固技术是针对锚杆在软弱土层中锚固力不足的问题而提出的;等厚度水泥土搅拌墙技术是由常规水泥土搅拌桩发展而来的一项新型截水帷幕技术,可用于解决嵌岩隔水问题和超深基坑(30~60m)的地下水控制问题。     

砂性地层注浆浆液扩散特性

对南京地区河砂采用筛孔分别为5,2,0.5,0.2 mm 的筛网筛分后,分为不同粒径的砂土,以渗透系数为控制指标,根据试验需要对所用河砂进行配比,模拟出4种砂砾土层。通过对自行研制的一种渗透注浆装置进行室内模拟注浆试验,研究了4种不同颗粒级配的砂样在不同注浆量、水灰比、注浆压力等影响因素下浆液的扩散特性,并在此基础上进行多元线性回归分析。结果表明:浆液扩散半径主要影响因素的主次顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 注浆量主要影响因素的顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 结核体强度主要影响因素的顺序为水灰比、渗透系数、注浆压力; 结合试验结果拟合得到了浆液扩散半径、注浆量、结核体强度与渗透系数、浆液水灰比、注浆压力之间的定量关系式; 砂性地层中的浆液扩散半径存在有效半径,为初始半径的75%～80%; 对于在砂性地层中的浆液扩散行为,具有多种浆液扩散模式并存的可能; 所得结论可供类似工程借鉴与参考。     

湿陷性黄土中水泥浆液注浆加固机理

通过分析湿陷性黄土的组成结构、湿陷机理、力学性能,研究了外界荷载作用下湿陷性黄土的变形及破坏机理;在湿陷黄土中做原位水泥浆液注浆加固试验,分析了注浆过程中不同时间段两者之间的相互作用;对注浆后土体纹理结构以及变形进行分析,研究了水泥浆液在湿陷性黄土中的加固机理;采用弹性力学和断裂力学进行理论计算,研究了水泥浆液与土体之间在注浆过程中的相互作用。结果表明:水泥浆液注浆对湿陷性黄土能起到有效的加固作用;湿陷性黄土注浆过程中水泥浆液造成湿陷量极小,并在压力作用下能够迅速对湿陷进行补偿;水泥浆液在黄土中的加固机理包括填充注浆、劈裂注浆、压密注浆,控制注浆压力能有效实现在湿陷性黄土中的压密注浆、劈裂注浆。     

某软土深基坑承压水降压研究及实现

研究对某地铁站软土深基坑的富含承压水、地下水地段采用减压井和局部旋喷封底相结合的方案,提出减压井布置方法,并利用地下水渗流数值模型进行渗流场分析与计算,同时根据基坑开挖及减压降水复合因素,分析了对邻近建筑群的沉降影响.总结了实际施工中承压水减压的情况及相应的地表沉降控制方法.     

Soil-cement mixture properties and design considerations for reinforced excavation

soil-cement is a mixture produced by grouting or mixing cement with soils. This paper reviews and discusses the general classifications of grouting techniques and the suitability of their applications. The mechanical properties of soil-cement mixture and the influence of sodium silicate added are discussed. Design considerations for deep soil mixed wall (DSMW) for excavation support and vault arch for tunnelling stabilisation are presented. Parameters for the numerical analysis of soil-cement mixture are evaluated and recommended.