高压旋喷加固机理:
高压旋喷法加固地基机理主要体现三方面:高压旋喷流切割破坏土体作用,喷流以脉冲形式冲击土体,使土体结构破坏出现空洞;混合搅拌作用,钻杆在旋转和提升的过程中,在喷射流后面形成空隙,在喷射压力作用下,迫使土粒向与喷嘴移动相反的方向(即阻力小的方向)移动,与浆液搅拌混合后发生化学反应形成固结体;压密作用,高压喷射流在切割破碎土体的过程中,在破碎带边缘还有剩余压力,这种压力对土层有压密作用。
水射流破土机理分析
3.1 影响水射流破土效果的因素。水气同轴喷射时,高压水射流破碎土体的效果与水射流出口压力、喷射速度、喷嘴直径、喷嘴形状等因素有关;与空气射流的速度、方向及流量大小等因素有关;与被破碎土体的密度、颗粒大小及级配、抗剪强度等因素有关。
随着喷射压力增加,有效喷射距离增大,但喷射流的流量对水射流压力有较大影响。水射流出口速度增加,所携带的能量增大,破土效果提高。空气射流的速度越大,高压水射流速度的衰减越小,空气射流的流量增加,水射流的扩散减小,射流有效距离增大,可取得较好的破土效果,因而成桩直径增大。
旋喷浆液在土中的硬化机理
高压喷射所采用的硬化剂主要是水泥,并在其中增添防治沉淀或加速凝固的外加剂。旋喷固结体是一种特殊的水泥——土骨架结构,水泥土的水反应要比纯水泥浆复杂的多。
由水泥的各种成分所生成的胶质膜逐渐发展连接成胶质体,即表现为水泥的初凝状态,随着水化过程的不断发展,凝胶体吸收水分并不断扩大,产生结晶体。结晶体与胶质体相互包围渗透,并达到一种稳定状态,这就是硬化的开始。水泥的水化过程是一个长久的过程,水化作用不断的深入到水泥的微粒中,直到水分完全被吸收,胶质体凝固结晶充满为止。在这个过程中,固结体的强度将不断提高。