高压喷射注浆地基
高压单管喷射注浆处理软土地基工法
高压单管喷射注浆处理软土地基工法一、前言高压喷射注浆，利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定位置，以高压泵通过特制的注浆管和喷头产生高压喷射流，以脉冲方式不断冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动使浆液与土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，使在土体中形成圆柱状的固节体，从而提高地基土的抗剪强度，改善土的变形性质，使其在上部结构荷载直接作用下不产生破坏或过大的变形。
中铁十七局集团电务工程有限公司运用单管旋喷注浆法施工遂渝铁路第六标段DK61+566 1—3.0M盖板箱涵基底处理，处理效果符合设计要求，取得较好的经济效益。
二、工法特点1、设备简便，工效高，材料来源广，缩短工期，节约工程造价。
2、机具振动小，噪音低，无污染水或毒化饮用水源问题。
3、经高压注浆处理地基，其地基强度、变形、防渗水都能满足地基的设计要求。
三、适用范围本工法主要适用于软弱土层，对砂类土、黏性土、粉土、黄土和淤泥、人工填土等都能进行喷射加固，宜作为地基加固和基础防渗之用。
四、施工工艺（一）、施工设计确定施工参数需进行实施性调查，调查内容有：1、工程地质勘测和土质调查。
2、水文地质情况。
3、环境调查。
4、室内配方与现场实验。
设计内容有：1、加固范围：依基础形式而定。
2、桩位布置及间距：桩位布置及间距决定于采用何种工程。
如用于堵水防渗工程，最好按双排或三排布孔旋喷桩形成帐幕。
孔距应为0.866R（R为旋喷桩设计半径）排距为0.75R最经济。
如用于地基加固工程，旋喷桩之间的距离可适当加大，其孔距L以旋喷桩直径的2~3倍为易，部孔形式按工程需要而定。
3、注浆材料及配方：对一般无特殊要求的工程采用P.O.32.5硅酸盐水泥，不加任何外加剂，即纯水泥浆，水泥比为1：1~1.5：1，固节体28天的抗压强度达到1.0~20Mpa。
4、桩的直径：与加固地基后，复合地基所需达到的强度而定。
5、桩长：旋喷体作端桩时，钻至持力层下2~3m，作摩擦桩时不小于设计强度。
高压喷射灌浆
高压喷射灌浆20世纪70年代初，日本将高压水射流技术应用于软弱地层的灌浆处理，成为一种新的地基处理方法——高压喷射灌浆法（高喷）。
它是利用钻机造孔，然后将带有特制合金喷嘴的灌浆管下到地层预定位置，以高压把浆液或水、气高速喷射到周围地层，对地层介质产生冲切、搅拌和挤压等作用，同时被浆液置换、充填和混合，待浆液凝固后，就在地层中形成一定形状的凝结体。
通过各孔凝结的连接，形成板式或墙式的结构，不仅可以提高基础的承载力，而且成为一种有效的防渗体。
由于高压喷射灌浆具有对地层条件适用性广、浆液可控性好、施工简单等优点，近年来在国内外都得到了广泛的应用，在大颗粒地层、动水、淤泥地层和堆石堤（坝）等场合，应用高压喷射灌浆技术具有显著的技术经济效益。
一、高压喷射灌浆机理从理论和工程实践分析，高喷的作用和机理主要有以下几个方面。
1.冲切掺搅作用高喷技术主要是借助于高压射流，通过冲击、切割和强烈扰动，使浆液在射流作用范围内扩散，充填周围地层，并与土石颗粒掺混搅和，硬化后形成凝结体，从而改变了原地层结构和组分，借以达到防渗或提高承载力的目的。
高喷凝结体是多种因素综合作用的结果，其中原地层结构和施工条件对其性能起关键作用。
高压射流对地层结构的影响范围，取决于比能E值的大小，其表达式为式中E——每米施喷柱耗用的能量，MJ/m；P——喷射灌浆压力，0.1MPa；Q——射流浆量，L/min；v——提升速度，cm/min。
比能E值大，旋喷柱的直径大，对同一地层、同一设计的柱径而言，一般有一最优比能值，通常选用40～70，最终应通过现场高喷试验确定。
2.升扬、置换作用高喷施工时，水、气或浆、气由喷嘴中喷出，压缩空气除能对水或浆液构成外包气层，使水或浆液射流能透入地层较远距离，并维持较大压力破碎地层结构外，在能量释放过程中，类似“孔内空气扬水”原理，还可产生升扬作用，将经射流冲击切削后的土石碎屑和地层中细颗粒由孔壁及喷射杆的环状间隙中升扬带出孔外，空余部位由浆液替代，同时也起到了置换的作用。
地基处理高压喷射注浆法
第二节 基本工艺及浆液类型 二重管法
第二节 基本工艺及浆液类型
三重管法:使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置产生2030MPa 左右的高压水喷射流的周围，环绕一股0.5-0.7MPa 左右的圆筒状气流，进行高压水喷射 流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，再另由泥浆泵注入压力为0.5-3MPa 的浆液填充， 喷嘴作旋转和提升运动，最后便在土中凝固为较大的固结体.日本称CJP 工法。
验结果确定其适用程度。 对地下水流速过大，浆液无法在注浆管周围凝固的情况，对无填充物的岩溶地段，永冻土以及对
水泥有严重腐蚀的地基，均不宜采用高压喷射注浆法。
第一节、概述
应用范围 ⑴已有建筑物和新建建筑的地基处理，提高地基强度，减少建筑物的沉降和不均允沉降； ⑵深基坑侧壁挡土或挡水以保护邻近建筑物及保护地下工程建设； ⑶基坑底部加固、防止管涌与隆起； ⑷坝体的加固及防水帷幕； ⑸边坡加固及隧道顶部加固 。
第二节 基本工艺及浆液类型 单管法
第二节 基本工艺及浆液类型
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，通过在管底部侧面 的一个同轴双重喷嘴，同时喷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 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。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量 显著增大，最后在土中形成较大的固结体。固结体的范围明显增加，日本称为JSG工法。
第二节 基本工艺及浆液类型 多重管法
第二节 基本工艺及浆液类型
浆液类型 1、普通型 2、速凝早强型 3、高强型 4、抗渗型
第二节 基本工艺及浆液类型
关于高压喷射注浆地基基础处理的探讨
１１土层 分布及特征 ： 层素填 土（ ： ． ① Ｑ 褐黄 色 ～黄褐色 ， 局部
为浅灰 色 ， 和 ， 饱 可塑 ～软 塑 ， 主要成份 为壤 土 ， 局部含 少许 生活垃 圾 、建筑垃圾 、砖块等 ，见少许植物根系 ；该层 分布较普遍 ，层厚 ０５ ４Ｏ ｍ 不 等 ， 均 层 厚 ２１ ｍ ： 顶 标 高 ２ ．３ ６０ ｍ， ． ０～ ．Ｏ 平 ． ４ 层 １０ ～２ ． ２ 平 均 层 顶 标 高 ２ ．３ ；层 底 标 高 １ ． ３１ ｍ ８４ ６～２ ．８ ， 平 均 层 底 标 高 ４９ ｍ
２ ． ｍ。 ３１ ３ ②层壤土（：： Ｑ’ 褐黄色～ ） 黄褐色， 饱和、 可塑～软塑， 局部夹
砂 壤土 薄层 ， 含较 多粉 粒 ， 土质均 匀 ； 层厚 ０９ ．Ｏ～６Ｏ ｍ 不等 ， ．Ｏ 平均 层 厚 ３１ ｍ ， 顶 标 高 １ ．６—２ ．８ ， 均 层 项 标 高 ２ ．６ ， ．５ 层 ８４ ４９ ｍ 平 １４ ｍ 层 底标 高 １ ．５ １ ３ 平均 层底标 高 １ ．１ ６６ ～２ ． ｍ， ９ ８３ ｍ。⑧ 一１ 层砂壤 土（ Ｑ
关 于高压 喷射 注浆地基 基础处理 的探讨
宁荣 希
３ 高 压 喷 射 注 浆 施 工 机具 设 备及 材 料 要 求 浆对软 弱地基 的处理有独特 的优点 ， 能适于淤泥、 淤泥质土、 性土、 粘 粉土、 砂 ３１高压 喷射注将法主要机具设备包括 ： ． 高压 泵、 钻机 、 浆液搅拌 土、 湿陷性黄土、 人工填土及碎 石土等的地基加固 ， 高地基的抗剪 强度 ， 提 使 器等。 高压喷射注将法施工常用机具设备规格、 技术性能要求见下表 ： 在上部结构荷载作用下 ， 不产生破坏和较大沉降。 本文 以广西一工绍 了高压 喷射注浆对软 弱地基基础 处理 的施工工艺流程 和施工质量检 查控 制， 以供 同类工程参考 。 关键 词： 高压喷射注浆 地基基础处理 质量检查控制
高压喷射注浆地基监理要点
高压喷射注浆地基监理要点（细则）一、一般规定1、施工前应检查水泥、外渗剂等的质量，桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度，高强喷射设备的性能等。
2、施工中应检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等）及施工程序。
3、施工结束后，应检验桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体质量及承载力等。
桩体质量及承载力检验应在施工结束后28d进行。
二、施工质量控制要点1、旋喷注浆质量检查应重点检查以下内容：旋喷深度、直径、垂直度、水泥浆的水灰比、旋喷体强度。
2、旋喷直径与设计要求及选用机具有关，一般单管法旋喷体直径为0.3～0.8m，二重管法旋喷直径为1.0m左右，三重管法旋喷体直径1～2m。
3、旋喷施工前，应将钻机定位安放平衡，旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。
4、使用的水泥品种、标号及外加剂的品种掺量必须符合设计要求。
水泥浆的水灰比为1:1～1.5:1。
为消除纯水泥浆离析和防止泥浆泵管堵塞，可在纯水泥浆中掺入一定数量的陶土和纯碱，其配合比为：水泥：陶土：纯碱=1:1:0.03。
根据需要可加入适量的减缓浆液沉淀、缓凝或速凝、防冻、防蚀等外加剂。
5、水泥浆的搅拌宜在旋喷前一小时以内搅拌。
相互两桩旋喷间隔时间应不小于48h，间距应不小于1～2m。
旋喷过程中冒浆量应控制在10～25%之间。
根据经验，冒浆量小于注浆量20%者为正常现象。
超过25%或完全不冒浆时，应查明原因，并采取相应的措施。
6、旋喷地基质量检验，可采用钻机取样、标准贯入、平板载荷试验及开挖检查等方法。
旋喷体深度、直径、抗压强度和透水性等，必须符合设计要求。
7、监理应全程跟踪监测施工工艺及技术参数，做好钻孔记录表，制浆记录表，喷射注浆表和监理日记等记录，及时发现解决问题。
这是中间质量检验方法，是确保高压喷射注浆工程质量的重要环节。
钻孔表要记录开孔前孔位、孔距、钻机固定等验收情况，钻孔过程中的土层、层厚及地下障碍物、漏浆、漏水等异常情况，终孔前孔深、孔斜的验收情况。
马路高压喷射注浆工程施工方案
本项目为某城市主干道马路改造工程，道路全长1000米，路面宽度40米。
由于原有道路地基承载力不足，且存在一定程度的沉降，为确保道路安全和使用寿命，决定采用高压喷射注浆法进行地基加固处理。
二、施工工艺1. 钻孔施工（1）根据设计要求，采用地质钻机进行钻孔，钻孔深度根据实际情况进行调整。
（2）钻孔过程中，应严格控制孔位、孔深和孔径，确保钻孔质量。
2. 置入注浆管（1）将注浆管插入钻孔，注浆管插入深度应超过设计要求。
（2）为防止泥砂堵塞喷嘴，可在插入过程中边射水、边插管，水压力一般不超过1 MPa。
3. 高压喷射注浆（1）当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可开始喷射注浆。
（2）喷射注浆参数包括浆液可泵期、初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等，应符合设计要求。
（3）喷射管分段提升的搭接长度不得小于100 mm。
4. 拔出注浆管（1）喷射注浆完成后，拔出注浆管，并进行冲洗。
（2）冲洗过程中，应确保冲洗液干净，防止污染土壤。
三、施工质量控制1. 钻孔质量：严格控制孔位、孔深和孔径，确保钻孔质量。
2. 注浆材料：选用合格的水泥、外加剂等材料，确保注浆效果。
3. 注浆参数：严格控制注浆参数，确保注浆效果。
4. 施工监测：对施工过程进行监测，发现问题及时处理。
四、施工安全措施1. 施工人员应穿戴防护用品，如安全帽、防尘口罩等。
2. 钻孔过程中，注意防止钻孔偏斜、卡钻等现象。
3. 注浆过程中，注意防止高压喷射伤人。
4. 施工现场应设置警示标志，确保施工安全。
五、施工进度安排1. 钻孔施工：预计需15天完成。
2. 注浆施工：预计需10天完成。
3. 整体施工周期：预计需25天完成。
六、施工组织1. 成立项目组，负责工程的组织、协调和管理工作。
2. 施工队伍：由具有丰富经验的工程师和施工人员组成。
3. 施工设备：配备地质钻机、高压注浆泵等设备。
4. 施工材料：采购合格的水泥、外加剂等材料。
通过以上施工方案的实施，确保马路高压喷射注浆工程顺利进行，提高道路地基承载力，延长道路使用寿命。
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。
建筑工程高压喷射注浆地基施工记录
建筑工程高压喷射注浆地基施工记录施工日期：20XX年XX月XX日项目名称：XXX工程施工单位：XXX建筑工程有限公司施工环境：地貌平坦，无明显障碍物，无影响注浆施工的恶劣天气。
施工人员：现场工长XXX、施工人员XXX、XXX等。
施工设备：高压喷射注浆设备、水泥罐、灰浆罐、搅拌车等。
施工流程：1.地面准备工作1.1清理工地杂物和积水，确保施工区域干净整洁。
1.2标示出注浆点位，并在地面打上垂直线以供注浆时参考。
1.3检查施工环境，确保没有影响注浆工作的障碍物。
2.设备准备工作2.1检查注浆设备的运行状态，保证各项安全设备完好。
2.2准备水泥罐、灰浆罐并进行搅拌车的检查。
2.3将水泥和灰浆运输至施工现场，并保持容器密封。
3.搅拌灰浆和注浆设备的调试3.1按照设备使用说明书，对搅拌车进行调试，确保其正常工作。
3.2启动注浆设备，设备正常开机运行，并观察设备运行状态。
3.3将预先配好的水泥和灰浆逐渐加入设备，进行搅拌，保持适宜的浆液浓度。
3.4检查喷射枪、管路等设备，确保其完好无损。
4.注浆施工操作4.1从最靠近工地的注浆点位开始，使用喷射枪对地基进行喷射。
4.2在喷射过程中，操作人员应掌握好喷射的速度和角度，确保喷液均匀。
4.3注浆压力一般控制在XXMPa左右，根据地质情况可适当调节喷浆压力。
4.4在注浆过程中，注浆点位应逐渐向离出料处远离，确保注浆均匀。
4.5每次喷浆一定时间后，对注浆点位进行标记，以便后续的检验和监测。
5.施工质量控制5.1在施工过程中，工长和施工人员应随时观察注浆效果，并及时发现问题进行调整。
5.2注浆施工结束后，应对注浆点位进行检查，以确保没有漏浆、虚浆等缺陷。
5.3针对可能存在问题的注浆点位，进行二次注浆处理，确保施工质量。
6.安全措施6.1施工过程中，所有参与人员必须佩戴安全帽、手套、口罩等必要的安全装备。
6.2搅拌车和注浆设备操作时，应保持周边无人，并进行周围警示标识。
6.3施工现场应设置警示线和围栏，并保持施工区域的通道畅通。
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7-1-5 高压喷射注浆地基
7-1-5-1 旋喷注浆桩地基
旋喷注浆桩地基，简称旋喷桩地基是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度（20r/min）旋转，一面低速（15~30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度（0.5~8.0MPa）的圆柱体（称为旋喷桩），从而使地基得到加固。
1．分类及形式
旋喷法根据使用机具设备的不同又分为：
（1）单管法
用一根单管喷射高压水泥浆液作为喷射流，由于高压浆液射流在土中衰减大，破碎土的射程较短，成桩直径较小，一般为0.3~0.8m。
（2）二重管法
用同轴双通道二重注浆管复合喷射高压水泥浆和压缩空气二种介质，以浆液作为喷射流，但在其外围裹着一圈空气流成为复合喷射流，成桩直径1.0m左右。
（3）三重管法
同轴三重注浆管复合喷射高压水流和压缩空气，并注入水泥浆液。
由于高压水射流的作用，使地基中一部分土粒随着水、气排出地面，高压浆流随之填充空隙。
成桩直径较大，一般有1.0~2.0m，但成桩强度较低（0.9~1.2MPa）。
成桩形式分旋喷注浆、定喷注浆和摆喷注浆等三种类别。
加固形状可分为柱状、壁状和块状等。
2．特点及适用范围
旋喷法具有以下特点：提高地基的抗剪强度，改善土的变形性质，使在上部结构荷载作用下，不产生破坏和较大沉降；能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8~10倍的大直径固结体；可通过调节喷嘴的旋喷速度、提升速度、喷射压力和喷浆量，旋喷成各种形状桩体；可制成垂直桩、斜桩或连续墙，并获得需要的强度；可用
于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体，施工噪声低，振动小；可用于任何软弱土层，可控制加固范围；设备较简单、轻便，机械化程度高，材料来源广；施工简便，操作容易，速度快，效率高，用途广泛，成本低。
适于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等的地基加固；可用于既有建筑和新建筑的地基处理，深基坑侧壁挡土或挡水，基坑底部加固防止管涌与隆起，坝的加固与防水帷幕等工程。
但对含有较多大粒块石、坚硬粘性土、大量植物根基或含过多有机质的土以及地下水流过大、喷射浆液无法在注浆管周围凝聚的情况下，不宜采用。
3．桩径的选择
桩直径大小由注浆方法、土的类别、密度、施工条件等而定，表7-21可供参考。
桩径大小选用（m）表7-21
注：N——标准贯入锤击数。
4．机具设备及材料要求
（1）高压喷射注浆法主要机具设备包括：高压泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。
高压喷射注浆法施工常用主要机具设备规格、技术性能要求见表7-22。
旋喷施工常用主要机具设备参考表表7-22
注：1．钻机的转速和提升速度，根据需要应附设调速装置，或增设慢速卷扬机；
2．二重管法选用高压泥浆泵、空压机和高压胶管等可参照上列规格选用；
3．三重管法尚需配备搅拌罐（一次搅拌量3.5m3），旋转及提升装置、吊车、集泥箱、指挥信号装置等；
4．其他尚需配各种压力、流量仪表等。
三重管系以三根互不相通的管子，按直径大小在同一轴线上重合套在一起，用于向土体内分别压入水、气、浆液。
内管由泥浆泵压送2MPa左右的浆液；中管由高压泵压送20MPa左右的高压水；外管由空压机压送0.5MPa以上的压缩空气。
空气喷嘴套在高压水喷嘴外，在同一圆心上。
三重管由回转器、连接管和喷头三部分组成（图7-24）。
回转器指三重管的上段，内安有支承轴承，当钻机转盘带动三重管旋转时，回转器外部不转内部转；连接管是指三重管的中段，为连接水、气、浆液的通道，旋转是由钻机转盘直接带动连接管使整根三重管旋转，根据旋喷深度可将多节连接管接长；喷头是指三重管的下段，其上装有喷嘴（图7-27e），是旋喷时向土层中喷射水、气、浆液的装置，也随连接管一起转动。
喷嘴制造材料为硬质合金管，D0≈2mm左右。