高压喷射注浆法
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高压喷射注浆法
（1）桩径：桩直径大小应通过现场试验确定。
3.10 高压喷射注浆法
3.10.4 构造及材料
（2）材料：旋喷使用的水泥应采用新鲜无结 块32.5号或42.5号普通硅酸盐水泥。水泥浆 液的水灰比应按工程要求确定，一般可取1： l~1.5：l，常用1：1。根据需要可加入适量
的速凝、悬浮或防冻等外加剂及掺合料。
3.10.2 特点和适用范围
1.特点： （1）加固效果好。 （2）能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8~10倍 的大直径固结体。 （3）既可垂直喷射，也可倾斜或水平喷射。 （4）不扰动附近土体，施工噪音低，振动小。 （5）可用于任何软弱土层，易控制加固范围。 （6）设备简单、轻便，机械化程度高。 （7）施工简便，操作容易，速度快，效率高， 用途广泛，成本低。
高压喷射注浆法
1 分类及形式
1.分类： (1)单管法：用一根单管喷射高压水泥浆液 作为喷射流。 喷射流衰减大，射程较短，成桩直径较小， 一般为0.3~0.8m。
高压喷射注浆法
1 分类及形式
1.分类： (2)二重管法：用同轴双通道的二重注浆管， 复合喷射高压水泥浆液和压缩空气二种介质。 以浆液作为喷射流，但在其外围环绕着一圈 空气流成为复合喷射流，破坏土体的能量显 著加大，成桩直径一般为1.0m左右。
3.10 高压喷射注浆法
3.10.3 机具设备
由高压发生装置、钻机注浆、特种钻杆和高 压管路等四部分组成。主要包括：钻机、高 压泵、泥浆泵、空压机、浆液搅拌器、注浆 管、喷嘴、操纵控制系统、高压管路系统、
材料储存系统等。
3.10 高压喷射注浆法
3.10.4 构造及材料
当无现场试验资料时，可参照相似土质条件 下其他旋喷工程的经验选用。
（10）高压喷射注浆时，当冒浆量大于注浆 量的20％或不冒浆，应查明原因。 ①不冒浆：地层中有较大空隙； 措施：在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固 结时间，使浆液在一定土层范围内凝固；在 空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正 常喷浆。
11高压喷射注浆法
地基处理
水射流破土机理
影响水射流破土效果的因素。水气同轴喷射时， 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、 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； 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； 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、 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， 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。 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。 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， 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， 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， 效距离增大，可取得较好的破土效果，因而成桩直 径增大。 径增大。
地基处理
地基处理
注浆管类型
1、单管法（CCP） 、单管法（ ） 利用钻机把安装在注浆管（单管） 利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面 的特殊喷嘴，置入预定深度，用高压泥浆泵 的特殊喷嘴，置入预定深度， 等装置，把浆液从喷嘴喷射冲击破坏土体， 等装置，把浆液从喷嘴喷射冲击破坏土体， 使浆液从土体崩落下来的土搅拌混合， 使浆液从土体崩落下来的土搅拌混合，经一 定时间凝固，在土中形成一定形状固结体。 定时间凝固，在土中形成一定形状固结体。 其加固质量好，施工速度快和成本 成本低 其加固质量好，施工速度快和成本低，但固 结体直径较小。 结体直径较小。
高压喷射注浆法
四、高压喷射注浆法1、高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或者可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。
当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高的有机质时，以及地下水流速度过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。
2、高压喷射注浆法可用于既有建筑额新建设建筑地基加固，深基坑、地铁等工程的土层加固和防水。
3、高压喷射注浆法分旋喷、定喷和摆喷三种类别。
根据工程需要和土质条件，可分别采用单管法、双管法和三管法。
加固形状可分为柱状、壁状、条状和块状。
4、对既有建筑物在制定高压喷射注浆方案时应搜集有关的历史和现状资料、邻近建筑物和地下埋设物等资料。
5、高压喷射注浆方案确定后，应结合工程情况进行现场试验，试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。
6、高压喷射注浆形成的加固强度和范围，应通过现场试验确定。
当无现场试验资料时，亦可参照相似土质条件的工程经验。
7、竖项承载旋喷桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定。
8、当旋喷桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行下卧层承载力验算。
9、竖项承载旋喷桩复合地基宜在基础和桩顶自检设置褥垫层。
褥垫层厚度可取200-300mm，其材料，其材料可选用中砂，、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于30mm。
10、竖项承载旋喷桩的平面布置可根据上部结构和基础特点确定。
独立基础下的桩数一般不少于4根。
11、桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形值应按现行国家标准《建筑地基设计规范》GB 50007有关规定计算，其中，复合土层的压缩模量可根据地区经验确定。
12、高压喷射注浆法用于深基坑、地铁等工程形成连续体时，相邻桩搭接不宜小于300mm，并应符合设计要求和国家现行的有关规范的规定。
13、施工前应根据现场环境和地下埋设的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。
14、高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或者根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。
高压喷射注浆法
第13章 高压喷射注浆法13.1概述高压喷射注浆法(Jet Grouting)是用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出，形成喷射流，以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法。
我国简称为高喷法或旋喷法。
20世纪60年代末期，日本NIT公司在承建日本国大阪市地下铁道建设冻结法施工中，由于冰冻融化，造成严重事故，后改为灌浆法施工。
在灌浆过程中，浆液沿着土层交界面溢走很多，不能完全达到加固地基和止水目的。
在这关键时刻，中西涉博士急中生智，大胆引用了水力采煤技术，将高压水射流技术应用到灌浆工程中，创造出一种全新的施工法——高压喷射注浆法。
它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，用高压设备使浆液或水以20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定的速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个均匀的固结体，其地基加固和防水止渗效果良好。
不但解决了大阪地下铁道建设的难题，而且划时代地创造出一种全新的施工法——高压喷射注浆法，当时定名为CCP工法（Chemical Churning Pile or Pattern，我国现称单管法）。
在1973年莫斯科举行的第八届国际土力学学会（ISSMFE）会议上，这一发明得到各国岩土工程专家的称赞与重视。
我国是在日本之后研究开发较早和应用范围较广的国家。
1972年铁道部科学研究院率先开发高压喷射注浆法。
1975年，我国冶金、水电、煤炭、建工等部门和部分高等院校，也相继进行了试验和施工。
至今，高压喷射注浆法已成功应用于已有建筑和新建工程的地基处理、深基坑地下工程的支挡和护底、构造地下防水帷幕防止砂土液化、增大土的摩擦力和粘聚力以及防止基础冲刷等方面。
据不完全统计，我国已有近千项工程应用了高压喷射注浆技术。
经过多年的实践和发展，高压喷射注浆法已成为我国常用的一种施工方法。
它已列入国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ 202－2002和国家行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79－2002中。
5.高压喷射注浆法
高压喷射注浆法
概述
二、按注浆管的类型(或高压喷射注浆法的工艺类型)，高压喷射注浆法 按注浆管的类型(或高压喷射注浆法的工艺类型) 可分为单管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5种方法。 可分为单管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5种方法。 3．三重管法 三重管法可分为；灌注低压水泥浆的GJG工法和高压水泥浆—气流复合喷 GJG工法和高压水泥浆 三重管法可分为；灌注低压水泥浆的GJG工法和高压水泥浆— 射流进行第二次切削泥合的RJP工法两种。 RJP工法两种 射流进行第二次切削泥合的RJP工法两种。 LJG法 是传统的三重管法。使用分别输送水． LJG法，是传统的三重管法。使用分别输送水．气．浆三种介质的三电注 浆管，以水气同轴双喷嘴， 20一40MPa的水射流外围环绕0.7MPa空气况组成 的水射流外围环绕0.7MPa 浆管，以水气同轴双喷嘴，在20一40MPa的水射流外围环绕0.7MPa空气况组成 高压水与气的复合喷射流， 高压水与气的复合喷射流，冲击切削上体借空气的上升力将部分小土粒排出地 形成较大的空隙，并通过在喷头下端的喷嘴再另注入1 5MPa压力的水泥浆 面，形成较大的空隙，并通过在喷头下端的喷嘴再另注入1-5MPa压力的水泥浆 使浆液凝结为固结体．由于水气复合喷射流的能量大于浆气复合喷射流， ,使浆液凝结为固结体．由于水气复合喷射流的能量大于浆气复合喷射流，三 重管固结体的直径大于二重管固结体， 重管固结体的直径大于二重管固结体，见图
高压喷射注浆法
概述
二、按注浆管的类型(或高压喷射注浆法的工艺类型)，高压喷射注浆法 按注浆管的类型(或高压喷射注浆法的工艺类型) 可分为单管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5种方法。 可分为单管法、二重管法、三重管法、多重管法和多孔管法等5种方法。 2．二重管法 使用双通道的二重注浆管。当二重注浆管钻进到土层的预定深度后， 使用双通道的二重注浆管。当二重注浆管钻进到土层的预定深度后，通过 在管底部侧面的一个同轴双重顷嘴， 在管底部侧面的一个同轴双重顷嘴，同时咳射出高压浆液和空气两种介质的喷 射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20MPa 20MPa左右的浆液 射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20MPa左右的浆液 从内喷嘴中高速冲出，并用0 7MPa左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出 左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出。 ，从内喷嘴中高速冲出，并用0．7MPa左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出。 在高压浆液流和它外围环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大， 在高压浆液流和它外围环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，喷 嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体。 嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体。固结体的直径显 然大于单管法的直径. 然大于单管法的直径.
10.高压喷射注浆法
五、防渗堵水设计
2
e= 2
2 R0
L − 2
设计计算
布孔孔距和旋喷注浆固结体交联图
设计计算
摆喷防渗帷幕型式示意图
a)直摆型（摆喷） b)折摆型 c)柱墙型 d)微摆型 e)摆定型 f)柱列型 a)直摆型（摆喷） b)折摆型 c)柱墙型 d)微摆型 e)摆定型 f)柱列型 直摆型
工程
既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、 既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程 的土层加固或防水。 的土层加固或防水。
加固原理
一、高压水喷射流性质
高压水喷射流是通过高压发生设备， 高压水喷射流是通过高压发生设备，使它获得 巨大能量后，从一定形状的喷嘴，用一种特定的流 巨大能量后，从一定形状的喷嘴， 体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、 体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、能量 高度集中的一股液流。 高度集中的一股液流。
1-高压喷射流在空中单独喷射 2-水、气同轴喷射流在水中喷射 3-高压喷射流在水中单独喷射
加固原理
喷射最终固结状况示意图
加固原理
定喷固结体横断面结构示意图
加固原理
一、加固土的基本形状
1.直径或长度：旋喷固结体的直径大小与土的种类和密 1.直径或长度： 直径或长度
实程度有较密切的关系。 实程度有较密切的关系。
固结体的重量较轻，轻于或接近于原状土的密度。 固结体的重量较轻，轻于或接近于原状土的密度。
加固原理
一、加固土的基本形状
4.渗透系数 固结体内虽有一定的孔隙， 4.渗透系数 ：固结体内虽有一定的孔隙，但这些孔隙并不
贯通，而且固结体有一层较致密的硬壳，其渗透系数达10贯通，而且固结体有一层较致密的硬壳，其渗透系数达1010 6cm/s或更小 故具有一定的防渗性能。 或更小， 6cm/s或更小，故具有一定的防渗性能。
2
e= 2
2 R0
L − 2
设计计算
布孔孔距和旋喷注浆固结体交联图
设计计算
摆喷防渗帷幕型式示意图
a)直摆型（摆喷） b)折摆型 c)柱墙型 d)微摆型 e)摆定型 f)柱列型 a)直摆型（摆喷） b)折摆型 c)柱墙型 d)微摆型 e)摆定型 f)柱列型 直摆型
工程
既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、 既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程 的土层加固或防水。 的土层加固或防水。
加固原理
一、高压水喷射流性质
高压水喷射流是通过高压发生设备， 高压水喷射流是通过高压发生设备，使它获得 巨大能量后，从一定形状的喷嘴，用一种特定的流 巨大能量后，从一定形状的喷嘴， 体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、 体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、能量 高度集中的一股液流。 高度集中的一股液流。
1-高压喷射流在空中单独喷射 2-水、气同轴喷射流在水中喷射 3-高压喷射流在水中单独喷射
加固原理
喷射最终固结状况示意图
加固原理
定喷固结体横断面结构示意图
加固原理
一、加固土的基本形状
1.直径或长度：旋喷固结体的直径大小与土的种类和密 1.直径或长度： 直径或长度
实程度有较密切的关系。 实程度有较密切的关系。
固结体的重量较轻，轻于或接近于原状土的密度。 固结体的重量较轻，轻于或接近于原状土的密度。
加固原理
一、加固土的基本形状
4.渗透系数 固结体内虽有一定的孔隙， 4.渗透系数 ：固结体内虽有一定的孔隙，但这些孔隙并不
贯通，而且固结体有一层较致密的硬壳，其渗透系数达10贯通，而且固结体有一层较致密的硬壳，其渗透系数达1010 6cm/s或更小 故具有一定的防渗性能。 或更小， 6cm/s或更小，故具有一定的防渗性能。
高压喷射注浆法
h D
D2
t
2 0
h 0.2m
2）单向摆动交联形布孔：用一个喷嘴定向摆动喷射注浆，单孔成扇形，重叠
宽度r0和有效厚度t0用下式计算：
t0 = 2r0sin θ/2
r0= (D/2) – lB
3) 双向摆动交联形布孔：孔距 lc= 1.8lB
(3)定喷堵水防水布孔：
(a)一字形定喷要求定向准确；（b）菱形定喷防水墙可靠性较高；（c）折线形定 喷和V形定喷防水性能高于一字形定喷。
2）二重管法：使用双通道的二重注浆管，同时喷出高压浆液和空气两种介质的 射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等发生装置喷射出20MPa左右的浆液，从内 喷嘴中高速冲出，并用0.7MPa左右的压力把压缩空气从外喷嘴喷出。在高压浆液 流和外环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，形成固结体的直径显 然大于单管法。一般为1.0 ~2.0m。
疏桩基础是将全部由桩承担的荷载改为由桩土共同承担荷载。 疏桩基础中的桩是摩擦桩。疏桩基础的桩数确定要根据建筑物 允许的沉降量来确定，即采用“控制沉降量设计法” 代替传 统的“按承载力桩基设计法”。
微型桩一般是指直径小于300mm的钢筋混凝土桩，包括灌 注桩和预制桩，常用作摩擦桩。微型桩有时可倾斜设置，呈树 根状，称为树根桩。主要用于古建筑修复工程，修建地铁原有 建筑物地基加固，楼房加层改造工程和危房加固工程的地基加 固。
筋体材料主要有以下种类：
（1）土工织物 编织型（有纺）：径纬编织、针织；
非编织型（无纺）：机械粘结、热粘、化粘；
（2）加筋制品 加筋制品包括土工格栅、土工网、土工垫、土工格室、和条
带筋材。这类制品一般具有较高的抗拉强度和较低的延伸率， 它们与筋间土相互作用好，界面咬合力高，摩阻力大。
12 高压喷射注浆法
式中
； v0 ——初期流速（m/s）
xc ——初期区域长度（m） 。
20 10 5 3 3 1 0.5 0.2 0 2 1
旋喷时，若高压水、气同轴喷 射流的初期速度为20m/s，则其 初期区域长度xc=0.1m，而以高 压水喷射流单独喷射时，xc仅为 0.015m，可见，水、气同轴喷射 比高压水单独喷射的初期区域长 度增加了近7倍。
p(Pa)
10× 106 20× 106 30× 106 40× 106 50× 106
d 0 (cm)
0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
0.963 0.963 0.963 0.963 0.963
／
0.946 0.946 0.946 0.946 0.946
v0 (m/s)
136 192 243 280 313
8
2）高压喷射注浆法适用范围
（1）土质条件适用范围 适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑 、可塑粘性土、粉土、砂 土、黄土、素填土和碎石土等地基。高压喷射注浆处理深度较大，我国 建筑地基高压喷射注浆处理深度目前已达30m以上。 （2）工程应用范围 高压喷射注浆有强化地基和防漏的作用，可有效地用于既有建筑和新 建工程的地基处理、地下工程及堤坝的截水（防渗帷幕）、基坑封底、 被动区加固、基坑侧壁防止漏水或减小基坑位移等。
1.高压泥浆泵 2.浆桶 3.水箱 4.搅拌机 5.水泥仓 6. 注浆管 7.喷头 8.旋喷体 9.钻机
3
2）二重管法（双管法）
高压泥浆泵等高压发生装置喷射出 20MPa左右压力的浆液，从内喷嘴中 高速喷出，并用0.7MPa 左右压力把压 缩空气从外喷嘴中喷出。 日本称为JSG工法。
二重管法高压喷射注浆示意图 1.水箱 2.搅拌机 3.水泥仓 4.浆桶 5.高压泥浆泵6.空压机 7.二重管 8.气量机 9.喷头 10. 固结体 11.钻机 12. 高压胶管
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若想增加每一排旋喷桩的交圈厚度，可适当缩小孔距，按下式计算孔距：
e 2
R02
(L)2 2
交联宽度可按下式计算
h D
(2R0 )2 e2
(h 0.2m)
（2）摆喷堵水防渗布孔
1）交联半圆形布孔：各孔摆动喷成半圆形交联，其有效厚度t0与重叠宽度h用下 式计算
t0
1 2
D2
l
2 A
2. 喷射孔距及布孔形式
1）加固地基喷射注浆孔布设 （1）正方形布孔 l1=l2=D，各旋喷桩相切； （2）三角形布孔 l1=D， l2=0.866D，各旋喷桩相切； （3）分散群桩布孔，一般用作复合地基， l1=2~3D；
2）堵水防渗帷幕基本孔位布置
（1）旋喷堵水防渗布孔 堵水防渗工程设计时，最后按双排或三排布孔形成 帷幕，孔距应为1.73R0，排距为1.5R0最经济。
h D
D2
tLeabharlann 2 0h 0.2m
2）单向摆动交联形布孔：用一个喷嘴定向摆动喷射注浆，单孔成扇形，重叠
宽度r0和有效厚度t0用下式计算：
t0 = 2r0sin θ/2
r0= (D/2) – lB
3) 双向摆动交联形布孔：孔距 lc= 1.8lB
(3)定喷堵水防水布孔：
(a)一字形定喷要求定向准确；（b）菱形定喷防水墙可靠性较高；（c）折线形定 喷和V形定喷防水性能高于一字形定喷。
2.5.2 高压喷射注浆法的成桩机理
1. 旋喷成桩机理
在喷射动压、离心力和重力的共同 作用下，在横断面上土粒按其质量的 大小有规律的排列起来，小颗粒土在 中部居多，大颗粒土多在外侧和边缘 部分，四周未被剥落的土粒则被挤密 压缩，形成浆液主体、搅拌混合、压 缩和渗透层等部分，成为一种新型的 水泥土网状结构。固结体各部分的水 泥含量和强度不同。 经实测资料表 明，旋喷桩的平均抗压强度为半径的 0.8倍处的强度。
2）二重管法：使用双通道的二重注浆管，同时喷出高压浆液和空气两种介质的 射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等发生装置喷射出20MPa左右的浆液，从内 喷嘴中高速冲出，并用0.7MPa左右的压力把压缩空气从外喷嘴喷出。在高压浆液 流和外环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，形成固结体的直径显 然大于单管法。一般为1.0 ~2.0m。
6）搅拌喷射（超长喷嘴）法
SWING最新地基加固工法是台湾高仕工程公司与日本大成建设技术合作的成果。 它的技术特点是：钻头是一个可以做90转动的搅拌翼，搅拌翼一端装有喷嘴。钻 进时搅拌翼竖立在支架内起钻头作用，当开始喷射时油压缸和链条把搅拌翼推成 水平状进行搅拌喷射注浆。固结体为复合体，有搅拌桩和旋喷桩两部分组成，最 大搅拌旋喷直径3m，最大钻深60m。
3）堵水防渗组合式孔位布置
高压喷射注浆法可分别与灌注桩、钢板桩、混凝土预制桩等组合 为一体，构成防水帷幕，它们整体效果好，防水效果亦佳，是目前 我国建筑工程深基坑防水常采用的一种形式。
3. 浆液使用量的计算
浆液使用量计算有两种方法，体积法和喷量法，取大者作为喷射浆量。
1）体积法
Q
4
De2
K1h1 (1
)
4
D02 K 2h2
式中 Q——需要的用浆量（m3）；
De 、 D0——旋喷体直径、注浆管直径（m）； K1 K2——旋喷范围土的填充率（0.75 ~0.90），未旋喷范围土的填充率（0. 50 ~0.75）；
h1、h2——旋喷长度、未旋喷长度（m）； β——损失率（0.1~0.2）。
也可按下式计算用浆量
以 上 几 种 高 压 喷 射 注 浆 法 中 ， 只 有 多 重 管 法 （ SSSMAN）属于全置换法，即高压水（浆）冲下来的土，全 部被抽出地面而在地层中形成一个空洞（空间），以喷射 材料充填之，成为全置换状态。其余的方法都属于半置换 法，即高压水（浆）携带一部分土颗粒流出地面余下的土 和浆液搅拌混合凝固，形成半置换状态。
1. 概述 凡是竖向增强体是由低强度混凝土形成的复合地基，统称为
低强度混凝土桩复合地基。它的强度介于碎石桩与钢筋混凝土 桩之间，一般处于5MPa ~15MPa范围内 。有代表性的桩体由 水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩），二灰混凝土复合桩。 2.低强度混凝土复合桩的适用性
低强度混凝土桩复合地基法常使用于一般民用住宅、堆场及 道路工程等软粘土地基加固，特别适用于深厚软粘土地基加固。
在粘性土中和砂类土中所形成的固结体横断面结构不尽相同。在砂土中，旋 喷桩外圈有一浆液渗透层，在粘性土中的旋喷桩没有渗透层。
在纵断面上，当地层不均匀呈多层分布时，部分质量大的土粒在固化之前，受 重力影响而下沉，部分小土粒会上浮作垂直交换。
2.定喷成桩机理
定喷时，高压喷射注浆的喷嘴不旋转只作固定方向喷射，并逐渐 提升，在土中冲成一条沟槽把浆液灌进槽中，形成一个板状固结体。 固结体在砂质土中有一部分渗透层，粘土中则没有。
疏桩基础是将全部由桩承担的荷载改为由桩土共同承担荷载。 疏桩基础中的桩是摩擦桩。疏桩基础的桩数确定要根据建筑物 允许的沉降量来确定，即采用“控制沉降量设计法” 代替传 统的“按承载力桩基设计法”。
微型桩一般是指直径小于300mm的钢筋混凝土桩，包括灌 注桩和预制桩，常用作摩擦桩。微型桩有时可倾斜设置，呈树 根状，称为树根桩。主要用于古建筑修复工程，修建地铁原有 建筑物地基加固，楼房加层改造工程和危房加固工程的地基加 固。
3. 高压喷射注浆法在砾石层中的成桩机理
在大砾石中，喷射流因砾石的体大量重， 不能切削颗粒或使其移动和重新排列，喷射 流只能通过其空隙，充满四周。浆液向四周 挤压，其固化机理接近静压灌浆理论中的渗 透理论。
2.5.3 高压喷射注 浆参数的设计计算
1. 设计思想及计 算程序 高压喷射注浆 法的设计程序：
5) 多孔管法（MJS工法）
MJS是Metro Jet System的缩写，即地下喷射注浆系统，亦称全方位高压喷射 工法，是日本最新开发出的。 MJS工法分别以高压水喷射流和高压水泥浆加四周 环绕空气流的复合喷射流，两次冲刷破坏土体，固结体直径较大。浆液凝固时间 可通过速凝剂喷嘴注入速凝剂液量调控，最短凝固时间可做到瞬间凝固。施工时 可根据地压的变化，调整喷射压力、喷射量、空气压力和空气量，就可增大固结 效果。
2.8 土桩和灰土桩法
土桩和灰土桩法是利用成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内 的土被挤向四周，使桩间土挤密，将素土（粘性土）或灰土分 层填入孔内，并分层夯填密实至设计标高。前者为土桩挤密法， 后者为灰土桩挤密法。
土桩和灰土桩法适用于处理地下水以上的湿陷性黄土、素填 土、杂填土等地基。当土的含水量大于23%及其饱和度超过 0.65时，成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易径缩或隆起， 挤密效果差，这种方法不适合在地下水位以下使用。处理深度 一般5～15m。
3）三重管法
（1）三重管CJG (Column Jet Grout)工法：使用分别输送水、气、浆三种介质的 三通道注浆管。在20 ~ 40MPa的水射流，并外环绕0.7MPa空气流组成高压水与气 的复合喷射流，冲切土体，以形成较大的孔隙，另外再由泥浆泵注入压力为 2MPa ~5MPa的浆液填充，形成固结体，国内主要采用这种三重管法。
4.高压喷射注浆法的分类（按注浆管的类型）
1）单管法：利用钻机等设备将安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴置入土层一 定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴喷射出去 冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液与土体混合，形成水 泥土固体，其直径一般为0.3 ~ 0.8m，如图所示。
70年代瑞典取得了深层石灰搅拌工艺即“石灰柱法”的专利， 与石灰桩法相比，石灰柱法具有增加土反应，节约用灰量和加 固深度大、机械化施工程度高等特点。日本加固深度可达60m， 成柱直径800 ~1750mm，常用于码头、岸墙隧道和地铁等工程。
2.10 其它地基处理方法
在这一节中简要介绍灌浆法、加筋土法、土钉墙法、 泡沫苯乙烯（EPS）轻质料填土法、冷热处理法等地 基处理方法。
长螺旋钻孔灌注成桩：适用于地下水位以上的粘性土、粉土、 和填土地基；
振动沉管成桩：适用于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土 及无密实厚砂层等；
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩：适用于粘性土、粉土、 砂土及对噪音和泥浆污染要严格要求的场地。
2.7 刚性复合桩地基法
竖向增强体复合地基中，当桩土相对刚度较大时，称为刚性 复合桩。常用的刚性复合桩有疏桩基础和微型桩。
2.5高压喷射 注浆法
2.5.1 概述
1. 高压喷射注浆法 是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定 深度，以高压喷射流使固化浆液与土体混合、凝固硬化加固 地基的方法。
2. 高压喷射注浆法适用条件：从淤泥、淤泥质土到碎石类土， 均有良好的加固效果，适用范围广。
3. 高压喷射注浆法作用 1）可用于工程建设之前、之中、及竣工之后的托换工程； 2）高压喷射注浆具有防水止渗作用，可用于止水帷幕、深 基坑支挡和护底。 3） 水平高压喷射注浆可用于地下铁道、民防工程、隧道、 矿山工程等地下工程施工中的超前支护及塌方事故处理。
（2）三重管
RJP (Rod Jet Pile)法： 水泥浆采用高 压喷射，并在 其外围环绕空 气流进行第二 次冲击切削土 体，此种方法 形成的固结体 直径大于前一 种方法。
4. 多重管法（3s法）（全置换法）
这种施工方法需要先打一个导孔置入多重管，利用大于或等于40MPa的高压 水流，旋转运动切削破坏土体，被冲刷下来的土、砂和砾石等，立即用真空泵从 管中抽到地面，如此反复冲切土 体和抽泥，并以自身的泥浆护壁， 边在土中冲出一个较大的空洞， 装在喷头上的超声波传感器，及 时测出空洞的直径和形状。当空 洞的形状、大小和高度符合要求 后，立即通过多重管充填洞穴。 充填的材料根据工程需要随意选 择，水泥浆、水泥砂浆、混凝土、 砾石等均可，于是在地层中形成 一个大直径的柱状固结体。在砂 层中，最大直径可达4.0m。这种 方法可做到信息管理，施工人员 完全掌握固结体的直径和质量。
e 2
R02
(L)2 2
交联宽度可按下式计算
h D
(2R0 )2 e2
(h 0.2m)
（2）摆喷堵水防渗布孔
1）交联半圆形布孔：各孔摆动喷成半圆形交联，其有效厚度t0与重叠宽度h用下 式计算
t0
1 2
D2
l
2 A
2. 喷射孔距及布孔形式
1）加固地基喷射注浆孔布设 （1）正方形布孔 l1=l2=D，各旋喷桩相切； （2）三角形布孔 l1=D， l2=0.866D，各旋喷桩相切； （3）分散群桩布孔，一般用作复合地基， l1=2~3D；
2）堵水防渗帷幕基本孔位布置
（1）旋喷堵水防渗布孔 堵水防渗工程设计时，最后按双排或三排布孔形成 帷幕，孔距应为1.73R0，排距为1.5R0最经济。
h D
D2
tLeabharlann 2 0h 0.2m
2）单向摆动交联形布孔：用一个喷嘴定向摆动喷射注浆，单孔成扇形，重叠
宽度r0和有效厚度t0用下式计算：
t0 = 2r0sin θ/2
r0= (D/2) – lB
3) 双向摆动交联形布孔：孔距 lc= 1.8lB
(3)定喷堵水防水布孔：
(a)一字形定喷要求定向准确；（b）菱形定喷防水墙可靠性较高；（c）折线形定 喷和V形定喷防水性能高于一字形定喷。
2.5.2 高压喷射注浆法的成桩机理
1. 旋喷成桩机理
在喷射动压、离心力和重力的共同 作用下，在横断面上土粒按其质量的 大小有规律的排列起来，小颗粒土在 中部居多，大颗粒土多在外侧和边缘 部分，四周未被剥落的土粒则被挤密 压缩，形成浆液主体、搅拌混合、压 缩和渗透层等部分，成为一种新型的 水泥土网状结构。固结体各部分的水 泥含量和强度不同。 经实测资料表 明，旋喷桩的平均抗压强度为半径的 0.8倍处的强度。
2）二重管法：使用双通道的二重注浆管，同时喷出高压浆液和空气两种介质的 射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等发生装置喷射出20MPa左右的浆液，从内 喷嘴中高速冲出，并用0.7MPa左右的压力把压缩空气从外喷嘴喷出。在高压浆液 流和外环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，形成固结体的直径显 然大于单管法。一般为1.0 ~2.0m。
6）搅拌喷射（超长喷嘴）法
SWING最新地基加固工法是台湾高仕工程公司与日本大成建设技术合作的成果。 它的技术特点是：钻头是一个可以做90转动的搅拌翼，搅拌翼一端装有喷嘴。钻 进时搅拌翼竖立在支架内起钻头作用，当开始喷射时油压缸和链条把搅拌翼推成 水平状进行搅拌喷射注浆。固结体为复合体，有搅拌桩和旋喷桩两部分组成，最 大搅拌旋喷直径3m，最大钻深60m。
3）堵水防渗组合式孔位布置
高压喷射注浆法可分别与灌注桩、钢板桩、混凝土预制桩等组合 为一体，构成防水帷幕，它们整体效果好，防水效果亦佳，是目前 我国建筑工程深基坑防水常采用的一种形式。
3. 浆液使用量的计算
浆液使用量计算有两种方法，体积法和喷量法，取大者作为喷射浆量。
1）体积法
Q
4
De2
K1h1 (1
)
4
D02 K 2h2
式中 Q——需要的用浆量（m3）；
De 、 D0——旋喷体直径、注浆管直径（m）； K1 K2——旋喷范围土的填充率（0.75 ~0.90），未旋喷范围土的填充率（0. 50 ~0.75）；
h1、h2——旋喷长度、未旋喷长度（m）； β——损失率（0.1~0.2）。
也可按下式计算用浆量
以 上 几 种 高 压 喷 射 注 浆 法 中 ， 只 有 多 重 管 法 （ SSSMAN）属于全置换法，即高压水（浆）冲下来的土，全 部被抽出地面而在地层中形成一个空洞（空间），以喷射 材料充填之，成为全置换状态。其余的方法都属于半置换 法，即高压水（浆）携带一部分土颗粒流出地面余下的土 和浆液搅拌混合凝固，形成半置换状态。
1. 概述 凡是竖向增强体是由低强度混凝土形成的复合地基，统称为
低强度混凝土桩复合地基。它的强度介于碎石桩与钢筋混凝土 桩之间，一般处于5MPa ~15MPa范围内 。有代表性的桩体由 水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩），二灰混凝土复合桩。 2.低强度混凝土复合桩的适用性
低强度混凝土桩复合地基法常使用于一般民用住宅、堆场及 道路工程等软粘土地基加固，特别适用于深厚软粘土地基加固。
在粘性土中和砂类土中所形成的固结体横断面结构不尽相同。在砂土中，旋 喷桩外圈有一浆液渗透层，在粘性土中的旋喷桩没有渗透层。
在纵断面上，当地层不均匀呈多层分布时，部分质量大的土粒在固化之前，受 重力影响而下沉，部分小土粒会上浮作垂直交换。
2.定喷成桩机理
定喷时，高压喷射注浆的喷嘴不旋转只作固定方向喷射，并逐渐 提升，在土中冲成一条沟槽把浆液灌进槽中，形成一个板状固结体。 固结体在砂质土中有一部分渗透层，粘土中则没有。
疏桩基础是将全部由桩承担的荷载改为由桩土共同承担荷载。 疏桩基础中的桩是摩擦桩。疏桩基础的桩数确定要根据建筑物 允许的沉降量来确定，即采用“控制沉降量设计法” 代替传 统的“按承载力桩基设计法”。
微型桩一般是指直径小于300mm的钢筋混凝土桩，包括灌 注桩和预制桩，常用作摩擦桩。微型桩有时可倾斜设置，呈树 根状，称为树根桩。主要用于古建筑修复工程，修建地铁原有 建筑物地基加固，楼房加层改造工程和危房加固工程的地基加 固。
3. 高压喷射注浆法在砾石层中的成桩机理
在大砾石中，喷射流因砾石的体大量重， 不能切削颗粒或使其移动和重新排列，喷射 流只能通过其空隙，充满四周。浆液向四周 挤压，其固化机理接近静压灌浆理论中的渗 透理论。
2.5.3 高压喷射注 浆参数的设计计算
1. 设计思想及计 算程序 高压喷射注浆 法的设计程序：
5) 多孔管法（MJS工法）
MJS是Metro Jet System的缩写，即地下喷射注浆系统，亦称全方位高压喷射 工法，是日本最新开发出的。 MJS工法分别以高压水喷射流和高压水泥浆加四周 环绕空气流的复合喷射流，两次冲刷破坏土体，固结体直径较大。浆液凝固时间 可通过速凝剂喷嘴注入速凝剂液量调控，最短凝固时间可做到瞬间凝固。施工时 可根据地压的变化，调整喷射压力、喷射量、空气压力和空气量，就可增大固结 效果。
2.8 土桩和灰土桩法
土桩和灰土桩法是利用成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内 的土被挤向四周，使桩间土挤密，将素土（粘性土）或灰土分 层填入孔内，并分层夯填密实至设计标高。前者为土桩挤密法， 后者为灰土桩挤密法。
土桩和灰土桩法适用于处理地下水以上的湿陷性黄土、素填 土、杂填土等地基。当土的含水量大于23%及其饱和度超过 0.65时，成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易径缩或隆起， 挤密效果差，这种方法不适合在地下水位以下使用。处理深度 一般5～15m。
3）三重管法
（1）三重管CJG (Column Jet Grout)工法：使用分别输送水、气、浆三种介质的 三通道注浆管。在20 ~ 40MPa的水射流，并外环绕0.7MPa空气流组成高压水与气 的复合喷射流，冲切土体，以形成较大的孔隙，另外再由泥浆泵注入压力为 2MPa ~5MPa的浆液填充，形成固结体，国内主要采用这种三重管法。
4.高压喷射注浆法的分类（按注浆管的类型）
1）单管法：利用钻机等设备将安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴置入土层一 定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴喷射出去 冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液与土体混合，形成水 泥土固体，其直径一般为0.3 ~ 0.8m，如图所示。
70年代瑞典取得了深层石灰搅拌工艺即“石灰柱法”的专利， 与石灰桩法相比，石灰柱法具有增加土反应，节约用灰量和加 固深度大、机械化施工程度高等特点。日本加固深度可达60m， 成柱直径800 ~1750mm，常用于码头、岸墙隧道和地铁等工程。
2.10 其它地基处理方法
在这一节中简要介绍灌浆法、加筋土法、土钉墙法、 泡沫苯乙烯（EPS）轻质料填土法、冷热处理法等地 基处理方法。
长螺旋钻孔灌注成桩：适用于地下水位以上的粘性土、粉土、 和填土地基；
振动沉管成桩：适用于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土 及无密实厚砂层等；
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩：适用于粘性土、粉土、 砂土及对噪音和泥浆污染要严格要求的场地。
2.7 刚性复合桩地基法
竖向增强体复合地基中，当桩土相对刚度较大时，称为刚性 复合桩。常用的刚性复合桩有疏桩基础和微型桩。
2.5高压喷射 注浆法
2.5.1 概述
1. 高压喷射注浆法 是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定 深度，以高压喷射流使固化浆液与土体混合、凝固硬化加固 地基的方法。
2. 高压喷射注浆法适用条件：从淤泥、淤泥质土到碎石类土， 均有良好的加固效果，适用范围广。
3. 高压喷射注浆法作用 1）可用于工程建设之前、之中、及竣工之后的托换工程； 2）高压喷射注浆具有防水止渗作用，可用于止水帷幕、深 基坑支挡和护底。 3） 水平高压喷射注浆可用于地下铁道、民防工程、隧道、 矿山工程等地下工程施工中的超前支护及塌方事故处理。
（2）三重管
RJP (Rod Jet Pile)法： 水泥浆采用高 压喷射，并在 其外围环绕空 气流进行第二 次冲击切削土 体，此种方法 形成的固结体 直径大于前一 种方法。
4. 多重管法（3s法）（全置换法）
这种施工方法需要先打一个导孔置入多重管，利用大于或等于40MPa的高压 水流，旋转运动切削破坏土体，被冲刷下来的土、砂和砾石等，立即用真空泵从 管中抽到地面，如此反复冲切土 体和抽泥，并以自身的泥浆护壁， 边在土中冲出一个较大的空洞， 装在喷头上的超声波传感器，及 时测出空洞的直径和形状。当空 洞的形状、大小和高度符合要求 后，立即通过多重管充填洞穴。 充填的材料根据工程需要随意选 择，水泥浆、水泥砂浆、混凝土、 砾石等均可，于是在地层中形成 一个大直径的柱状固结体。在砂 层中，最大直径可达4.0m。这种 方法可做到信息管理，施工人员 完全掌握固结体的直径和质量。