注漿加固計(jì)算第一頁(yè)，共32頁(yè)。1注漿工程調(diào)查2注漿加固試驗(yàn)3注漿加固參數(shù)設(shè)計(jì)第二頁(yè)，共32頁(yè)。1注漿工程調(diào)查在進(jìn)行注漿設(shè)計(jì)之前，要進(jìn)行工程地質(zhì)和巖土工程性質(zhì)的調(diào)查。調(diào)查的范圍是地層需要處理的范圍。工程調(diào)查的目的是解決以下三個(gè)問(wèn)題：(1)能否采用注漿方法處理；(2)注漿處理時(shí)采用何種漿液材料，注漿壓力和注漿量的確定；(3)注漿處理后，地層強(qiáng)度增加或滲透性減小的程度。工程調(diào)查的內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：(1)注漿區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及漿液可能流失的通道和空穴；(2)地質(zhì)分層及需要注漿處理地層的土質(zhì)或巖性特征；(3)需要處理地層的強(qiáng)度或滲透程度；(4)構(gòu)筑物的損害程度和注漿會(huì)對(duì)周?chē)鷺?gòu)筑物的影響；(5)注漿過(guò)程中，廢漿排放對(duì)環(huán)境的影響和注漿后地下水位的變化對(duì)鄰近居民飲水及灌溉的影響。第三頁(yè)，共32頁(yè)。砂礫沉積層注漿，一般采用滲透注漿，因而要獲得每一層的滲透系數(shù)、孔隙率、孔隙的大小、地下水位及流速、流向和水的化學(xué)性質(zhì)。土顆粒大小是選擇漿液類(lèi)型和可注性的衡量指標(biāo)。地層孔隙率(n)決定著漿液的消耗量。滲透系數(shù)的大小影響漿液的注入速率。粘性土注漿，多采用劈裂注漿。土體的力學(xué)特性較為重要。裂隙巖體注漿，要了解注漿部位是屬于斷層、破碎帶，還是軟弱層，查明其產(chǎn)狀及分布范圍。要了解結(jié)構(gòu)面的滲透幾何參數(shù)。第四頁(yè)，共32頁(yè)。注漿調(diào)查的試驗(yàn)內(nèi)容室內(nèi)土工試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)1．土顆粒分析2．空隙率3．透水系數(shù)4．土的含水量5．土的密度與土顆粒比重6．有機(jī)質(zhì)含量7．土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)1．地基強(qiáng)度方面：動(dòng)力、靜力觸探，旁壓試驗(yàn)2．水力學(xué)性質(zhì)方面：抽水或壓水試驗(yàn)3．水流、水質(zhì)方面：地下水流向、流速，水的pH值和離子含量4．節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)：節(jié)理的組數(shù)、產(chǎn)狀、密度、寬度、粗糙度等5．巖體力學(xué)性質(zhì)：裂隙的水力劈裂，斷裂指數(shù)工程調(diào)查中的試驗(yàn)內(nèi)容分為：室內(nèi)土工試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。第五頁(yè)，共32頁(yè)。（1）注漿試驗(yàn)的目的及內(nèi)容注漿試驗(yàn)研究目的及內(nèi)容1．注漿管的入土方式振動(dòng)入土法射水入土法旋轉(zhuǎn)入土法2．注漿材料的選擇注漿材料的性質(zhì)試驗(yàn)注漿模擬試驗(yàn)3．注漿工藝4．注漿效果降低滲透性現(xiàn)場(chǎng)抗?jié)B試驗(yàn)取樣抗?jié)B試驗(yàn)強(qiáng)度提高值標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)靜力觸探荷載試驗(yàn)取樣強(qiáng)度試驗(yàn)彈性波探測(cè)5．對(duì)周?chē)h(huán)境的影響周?chē)貙拥淖冃沃車(chē)ㄖ锏淖冃蔚叵滤|(zhì)變化第六頁(yè)，共32頁(yè)。2注漿加固試驗(yàn)（2）注漿孔的布置注漿試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)孔的布置分為單孔注漿試驗(yàn)和群孔注漿試驗(yàn)。單孔試驗(yàn)是來(lái)檢查設(shè)備能力是否滿(mǎn)足試驗(yàn)要求，調(diào)查注漿的難易程度、注漿量和注漿壓力等參數(shù)。群孔試驗(yàn)主要是檢驗(yàn)各種試驗(yàn)效果。各種注漿孔的布置方式第七頁(yè)，共32頁(yè)。3注漿加固參數(shù)設(shè)計(jì)3.1注漿加固范圍的確定3.2注漿量的計(jì)算3.3注漿壓力3.4注漿孔距第八頁(yè)，共32頁(yè)。為地基土的重度，水下采用有效重度；為基礎(chǔ)荷載面上的地基土的重度，水下采用有效重度；3.1注漿加固范圍的確定（1）地基加固計(jì)算地基承載力的大小可用下式計(jì)算：地基注漿加固范圍式中:為長(zhǎng)期承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；、為形狀系數(shù)；為地基土的粘聚力；為承載力系數(shù)（粘聚力項(xiàng)）；為承載力系數(shù)（內(nèi)摩擦項(xiàng)）；為承載力系數(shù)（埋深項(xiàng)）；為基礎(chǔ)埋深。如果進(jìn)行短期強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，可將式右邊系數(shù)1/3變成2/3。第九頁(yè)，共32頁(yè)。（1）地基加固計(jì)算注漿加固地基，主要改變地基土C、φ

、γ值，注漿后地基土的C值變化較大，而φ和γ變化不太大。注漿加固地基，注漿范圍超出基底寬度(1/2)b

左右為好。在持力層較淺時(shí)，持力層以上軟弱層全部加固。持力層較深時(shí)，可用威斯塔卡特公式，根據(jù)等應(yīng)力線(xiàn)或塑性區(qū)決定加固范圍。也可用有限元法模擬計(jì)算加固范圍。等應(yīng)力線(xiàn)和注漿范圍

1-加載產(chǎn)生的等應(yīng)力線(xiàn)2-加固后地基承載力等應(yīng)力線(xiàn)第十頁(yè)，共32頁(yè)。減小。值，可增大，（2）基坑邊坡及基底注漿加固1）基坑邊坡注漿加固基坑邊坡的主動(dòng)土壓力為具有粘聚力的土壓力強(qiáng)度分布被動(dòng)土壓力為注漿增加土體的第十一頁(yè)，共32頁(yè)。（2）基坑邊坡及基底注漿加固1）基坑邊坡注漿加固

設(shè)注漿前的土壓力：注漿后的土壓力：注漿后使坑壁穩(wěn)定性增加量：考慮到安全性，注漿范圍應(yīng)深入到滑動(dòng)面以下。注漿范圍如圖所示。基坑邊坡注漿范圍第十二頁(yè)，共32頁(yè)。（2）基坑邊坡及基底注漿加固2）擋土墻背后的注漿加固對(duì)于擋土墻為H型鋼的橫向板樁，其注漿范圍參數(shù)如下：擋土墻后的注漿范圍第十三頁(yè)，共32頁(yè)。（2）基坑邊坡及基底注漿加固3）基坑底板的加固計(jì)算①在滑動(dòng)面附近化學(xué)注漿基坑壁后荷重為滑動(dòng)力矩為抗滑力矩為安全系數(shù)為坑壁穩(wěn)定分析圖

為了不產(chǎn)生基底隆起，采用注漿方法提高，滿(mǎn)足>1.2的條件，加固的深度應(yīng)大于（即滑動(dòng)面以下），加固的寬度應(yīng)大于2

。第十四頁(yè)，共32頁(yè)。（2）基坑邊坡及基底注漿加固

②加固基坑底板據(jù)B.B.Broms的計(jì)算可知:對(duì)基底軟粘土進(jìn)行3m

厚的注漿加固，能使墻體水平位移及地表沉降減少約

50％，支撐軸力減少約40％，基底隆起減少約35％。加固6m

厚的各項(xiàng)指標(biāo)僅比加固3m厚的減少了10％～20％。

因此，他認(rèn)為：加固3m厚是經(jīng)濟(jì)合理的。但上海地區(qū)工程實(shí)踐表明：加固3m

后地表沉降量與開(kāi)挖深度之比為0.54％，加固9～10m

后沉降量與開(kāi)挖深度之比僅為0.1～0.2％。

因此，軟粘土很軟弱時(shí)，加固厚度的增加，其效果是明顯的。第十五頁(yè)，共32頁(yè)。（3）隧洞及地下工程注漿加固1）土質(zhì)隧洞的注漿加固隧道開(kāi)挖后，拱頂部的松動(dòng)范圍土質(zhì)隧洞松動(dòng)區(qū)注漿范圍拱頂松動(dòng)土壓力

注漿后，松動(dòng)范圍內(nèi)的值增加，松動(dòng)壓力減小。第十六頁(yè)，共32頁(yè)。（3）隧洞及地下工程注漿加固2）環(huán)形隧洞注漿加固①均勻土質(zhì)隧道超前注漿應(yīng)力表達(dá)式為其中注漿寬度為隧道應(yīng)力圖第十七頁(yè)，共32頁(yè)。（3）隧洞及地下工程注漿加固②裂隙巖體圍巖的注漿厚度可根據(jù)圍巖松動(dòng)圈厚度確定。圍巖松動(dòng)圈厚度可通過(guò)多點(diǎn)位移計(jì)或聲波測(cè)試儀等測(cè)得。也可根據(jù)圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，按有關(guān)公式進(jìn)行圍巖松動(dòng)圈厚度的計(jì)算，如修正的芬納公式等。在松動(dòng)圈內(nèi)注漿，可形成外殼支護(hù)層，它具有較大的承載能力，支護(hù)層與巖體共同作用。加固圈半徑可使加固巖石環(huán)的承載力滿(mǎn)足或大于作用于加固殼的壓力，即：第十八頁(yè)，共32頁(yè)。（3）隧洞及地下工程注漿加固我國(guó)水電部門(mén)統(tǒng)計(jì)，圍巖固結(jié)注漿深度在0.5～2.0倍隧洞半徑間變化，建議按1.3倍隧洞半徑計(jì)算。前蘇聯(lián)在巷道注漿加固中，加固帶的厚度取3～5m。我國(guó)煤炭部門(mén)巷道注漿加固厚度約為2～3m。日本青函隧道則采用了如下的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：一般地質(zhì)條件，壓漿半徑是隧洞半徑的2～4倍；地質(zhì)條件不好時(shí)，壓漿半徑是隧洞半徑的3～6倍；地質(zhì)條件特別差時(shí)，壓漿半徑是隧洞半徑的8倍。第十九頁(yè)，共32頁(yè)。（4）豎井加固地面預(yù)注漿與圓形隧洞相同，注漿厚度為第二十頁(yè)，共32頁(yè)。4.3.2注漿量的計(jì)算計(jì)算注漿量時(shí)應(yīng)考慮：注漿類(lèi)型、巖土的孔隙率和裂隙率、漿液充填程度等因素。滲透注漿：好壞取決于滲透半徑內(nèi)體積土的孔隙充填程度，充填率越高，注漿的效果越好。劈裂注漿：注漿量與注漿范圍內(nèi)漿脈的多少有關(guān)，漿脈越多，注漿量也越多，注漿效果也越好。但漿液不可能無(wú)限制地注，應(yīng)該有個(gè)最佳的注漿量。壓密注漿：漿量和漿泡的直徑有關(guān)。壓密范圍越大，要求的漿泡直徑也越大。在不產(chǎn)生劈裂的條件下，漿泡直徑是很有限的，漿量也有限。裂隙巖體注漿：注漿量與吸水率有關(guān)。第二十一頁(yè)，共32頁(yè)。（1）滲透注漿的注漿量計(jì)算常用的滲透注漿的漿量計(jì)算公式為常見(jiàn)的滲透注漿地層有砂層和砂礫層，各地層的灌注充填率見(jiàn)表12-5。不同土層的灌注充填率土質(zhì)類(lèi)型N值孔隙率n（%）

（%）

（%）松散砂質(zhì)土0～105050～8025～40中等密實(shí)砂質(zhì)土10～304050～7020～30密實(shí)砂質(zhì)土30以上3050～6515～20濕陷性黃土30～6050～8015～48第二十二頁(yè)，共32頁(yè)。（2）劈裂注漿的注漿量計(jì)算對(duì)于脈狀劈裂注漿，只考慮孔隙率為主體的注漿率是不能確定注漿量的。下面從三個(gè)方面來(lái)求注漿量。

1）從土的含水率來(lái)求注漿量對(duì)于軟塑性土，注漿時(shí)漿脈可以使土體發(fā)生壓縮脫水，使天然含水量降低到塑限以下，土體變?yōu)橛菜軤睿又}狀漿體成網(wǎng)狀分布于土體，使土體穩(wěn)定性增加，這種注漿通常稱(chēng)為軟土固結(jié)注漿。注漿量表示為2）從土被壓縮的難易程度來(lái)求注漿量漿脈的插入可認(rèn)為土顆粒間孔隙縮小，孔隙縮小的體積即為漿脈的總體積，這樣可按照土的壓縮指數(shù)來(lái)求注漿量第二十三頁(yè)，共32頁(yè)。（2）劈裂注漿的注漿量計(jì)算3）經(jīng)驗(yàn)法仍按滲透注漿公式，，對(duì)于粘性土值見(jiàn)下表：粘性土λ值N值孔隙率n（%）

（%）

（%）粘性土松散0～460～7530～4018～30中等4～850～6020～3010～18

工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，注漿量約為土體體積的10％或更大些。比較合理的辦法是在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)觀測(cè)到的注漿壓力的變化來(lái)決定注漿量。第二十四頁(yè)，共32頁(yè)。（3）裂隙巖體注漿量計(jì)算1）注水泥漿液的起始水灰比霍爾斯比(1982)建議根據(jù)裂隙的平均寬度選擇初始水灰比為：裂縫平均寬度δ<l.0mm，水灰比3:1；δ＝l.0mm，水灰比2:1；δ>1.0，水灰比1:1。

還可根據(jù)相同壓力條件下的鉆孔壓水試驗(yàn)資料選擇漿液的起始濃度。單位鉆孔吸水量（L/min.m）漿液的起始濃度水泥漿（水：灰）水玻璃：水泥漿（體積比）1.53:1-3.02:1－5.02～1.5:1－7.01.5～1.25:1－8.01.2:10.6:19.01:10.85:111.00.85:11:113.00.75:1－>150.6:1－第二十五頁(yè)，共32頁(yè)。（3）裂隙巖體注漿量計(jì)算2）注灰量的估計(jì)水泥漿的注漿量與水灰比有很大的關(guān)系，故常將注漿量折算成注灰量或單位注灰量（每米段長(zhǎng)的耗灰量），這樣注漿量就與水灰比無(wú)關(guān)。迪爾提出單位耗漿量的分級(jí)：?jiǎn)挝缓臐{量（kg/m）分級(jí)>400非常高400～200高200～100中等高100～50中等50～25中等低25～12.5低<12.5非常低第二十六頁(yè)，共32頁(yè)。3.3注漿壓力注漿壓力控制的好壞是注漿成敗的關(guān)鍵。在不考慮邊界條件下，提高注漿壓力，滲透注漿可以把土層顆粒孔隙中空氣和水等全部排走。劈裂注漿脈壓提高后，土顆粒更加密實(shí)和固結(jié)。但是壓力超過(guò)邊界條件允許的范圍，就會(huì)引起地面、基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)物的變形和破壞。壓力應(yīng)控制在邊界條件允許的最大注漿壓力內(nèi)。第二十七頁(yè)，共32頁(yè)。（1）滲透注漿1）根據(jù)注漿試驗(yàn)曲線(xiàn)確定注漿試驗(yàn)過(guò)程中，逐步提高注漿壓力，可求得注漿壓力與注漿量關(guān)系曲線(xiàn)。當(dāng)壓力升至某一數(shù)值（），注漿量突然增大時(shí)，表明了地層已產(chǎn)生劈裂，因而把這一壓力值定義為最大容許注漿壓力。注漿壓力和注漿量的關(guān)系2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定砂礫地基注漿：

或3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定最大容許注漿壓力等于1～2

倍覆蓋層土壓力加上上部結(jié)構(gòu)的荷載壓力。第二十八頁(yè)，共32頁(yè)。（2）劈裂注漿

最大容許注漿壓力式中：h

為注漿處以上土柱高度，m；

γ

為注漿地基的天然重度，kN/m3；為土的抗拉強(qiáng)度，kPa。一般軟土地基中注漿壓力在0.3～0.5

MPa之間。在巷道內(nèi)突泥或塌方處劈裂注漿，封閉情況下終壓可以提高。第二十九頁(yè)，共32頁(yè)。（3）裂隙巖體注漿

右圖是最大允許注漿壓力的經(jīng)驗(yàn)曲線(xiàn)，曲線(xiàn)未考慮允許壓力上限，高壓力將導(dǎo)致地層的水力劈裂，在帷幕注漿中是不希望發(fā)生的。圖中：①堅(jiān)固巖石；②歐洲的經(jīng)驗(yàn)法則，0.1MPa/m