高压喷射注浆法
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
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
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
11-高压喷射注浆法
一、高压喷射注浆法的类型、适用范围 1.高压喷射注浆法的类型
固结体的形态和喷射流移动方向有关，一般分为旋转喷射 (旋喷)、定向喷射(定喷)和摆动喷射(摆喷)三种。
壁
截阻地下水流 治理流砂
形成防渗帷幕
高压喷射流构造
2.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实程度有较密切的关系。 对粘性土地基加固，单管旋喷注浆加固体直径一般为0.3～0.8m； 三重管旋喷注浆加固体直径可达0.7～1.8m；
二重管旋喷注浆加固体直径介于以上二者之间。
多重管旋喷直径为2.0～4.0m。旋喷桩的设计直径见下表。定喷和 摆喷的有效长度约为旋喷桩直径的1.0～1.5倍。
单管旋喷注浆示意图
2．二重管法
二重管旋喷注浆法是使用双通道的二重注浆管。当二注浆管 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。在高压浆液流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，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。
(4)强度 影响固结体强度的主要因素是土质和浆材，有时使用同一浆材
配方，软粘土的固结强度成倍地小于砂土固结强度。 一般在粘性土和黄土中的固结体，其抗压强度可达(5～10)MPa 砂类土和砂砾层中的固结体其抗压强度可达(8～20)MPa
(5)单桩承载力
旋喷柱状固结体有较高的强度，外形凸凹不平，因此有较大 的承载力，固结体直径愈大，承载力愈高。
高压喷射注浆法
高压喷射注浆法第一节一般规定第10.1.1条高压喷射注浆法包括旋喷注浆、定喷注浆和摆喷注浆三种方法。
本法欧美国家称为Jet Grouting，日本称作高压喷射注浆法或CCP工作，JSG工法等。
由于高压喷射注浆法使用的压力大，因而喷射流的能量大、速度快。
当它连续和集中地作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到颗粒直径很小的卵石、碎石土，几乎各种土质，无论其软硬，均有巨大的冲击破碎和搅动作用，使注入的浆液和土拌合均匀凝固为新的固结体。
实践表明，本法对淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、碎石土和人工填土等地基都有良好的处理效果。
但对于含有较多的大粒径块石或有大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，影响处理效果。
而对于含有过多有机质的土层，则其处理效果取决于固结体的化学稳定性。
鉴于上述几种土的组成复杂、差异悬殊，高压喷射注浆处理的效果差别较大，不能一概而论，故应根据现场试验结果确定其适应程度。
对于湿陷性黄土地基，因当前试验资料和施工实例较少，亦应预先进行现场试验。
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到30m以上。
第10.1.2条高压喷射注浆有强化地基和防水止渗的作用，可卓有成效地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、筑造地下防水帷幕、减振防止砂土液化、增大土的磨擦力和粘聚力，以及防止基础冲刷等方面。
对地下水流速过大和已涌水的防水工程，由于工艺、机具和瞬时速凝材料等方面的原因，应慎重使用。
必要时应通过现场试验确定。
第10.1.3条高压喷射有旋喷注浆（固结体为圆柱状或圆盘状）定喷注浆（固结体为墙壁状）和摆喷注浆（固结体为扇状）等3种基本形式，它们均可用于下列方法实现：一、单管法：喷射高压水泥浆液1种介质：二、二重管法：喷射高压水泥浆液和气流复合流或分别喷射高压水流和灌注水泥浆液等两种介质：三、三重管法：喷射高压水流和气流复合流并灌注水泥浆液等3种介质。
高压喷射注浆法
材料控制要点
1)无特殊要求时宜采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不得
低于32.5级，具有出厂合格证，并应按要求现场抽样送检， 合格后方可使用。 2)搅拌水泥浆所用的水须符合相关规范的规定。 3)外加剂的使用应符合设计要求，使用量应按试验资料或已 有工程经验确定。外加剂应为合格产品，并应按要求送实 验室检验，合格后方可使用。
施工工艺
场地平整 钻机就位 钻孔 插管 喷射注浆 拔管及冲洗
施工要点
场地平整。 钻机就位。 钻孔。 插管。 喷射作业 冲洗。 移动机具。
质量控制要点
钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对 正。 喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。 及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其他钻 孔排出的泥土或杂物进入。 可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措 施，及时了解土层情 况。 对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。 在软弱地层旋喷时，可以在旋喷后用砂浆泵注入M15砂浆 来提高固结体的强度。 在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时，宜用空气洗孔。 在砂层尤其是于砂层中旋喷时，喷头的外径不宜大于注浆 管，否则易夹钻。
施工准备
技术准备 主要材料
1)高压喷射施工所用材料包括水泥、外加剂和水。 2)外加剂包括速凝剂,早强剂,扩散剂,填充剂,抗冻剂,抗溶剂
主要机具
钻机,高压泥浆泵,高压清水泵,空压机,浆液搅拌机,真空泵等。
作业条件
1)场地应具备“三通一平”。 2)按有关要求铺设各种管线(施工电线，输浆、输水、 输气 管)，开挖泥浆池及泥浆沟(槽)。 3)测量放线，并设置桩位标志。 4)机具设备已配齐进场,并进行维修,安装就位,进行试运转。
地基载荷试验和单桩载荷试验。
高压喷射注浆法
一般在0.3～0.8m。
（2）、二重管法如图3-18 所示。具有又通道的二重注 浆管；分别喷射水泥浆和压 缩空气。利用钻成孔至设计 深度；插入带特殊喷嘴的二 重注浆管，用高压设备，喷 射出20MPa的压力的水泥浆 和0.7Mpa的压缩空气，复合 喷出，由于压缩空气在外侧， 显著提高冲击破坏土体能力， 然后随注浆管边旋转、边上 提，最后在土中形成一个圆 柱形的固结体，从而使地基 得到加固。固结体直径一般 在1.0m左右。
压缩空气
压力/Mpa 流量/(L/min) 喷嘴直径/mm 喷嘴个数
≥0.7 ≥3 1~3环状喷嘴 2
≥0.7
≥3 1~3环状喷 嘴
2~4
水泥浆液
压力/Mpa 流量/(L/min) 喷嘴直径/mm 喷嘴个数
﹥20 80~120 2~3 2
﹥20 80~120 2~3 2
1~3 100~150 10~14 1
（4）平板荷载试验。它分垂直和水平两种。试验前要在 固结体外浇0.2～0.3m厚的钢筋混凝土板，然后分级施加 荷载，记录地基变形稳定时间的沉降量。通过变形和荷载 的关系曲线，求得地基承力和变形特性。此方法是检验地 基处理质量的良好方法，由于试验工作量大，因此只有基 础为甲级的工程才采用。
注浆管
提升速度/m/min) 旋转速度（r/mm 外径mm
高压喷射注浆法(PPT-53)
喷嘴压力 喷嘴出口孔径 流速系数 流量系数 射流速度 喷射功率
（pa）
d0(cm)
φ
μ
v0(m/s) N(kW)
从10上×10表6 可见，0.3虽0 喷嘴的0.出963口孔径0.9只46有3m1m36，由于8喷.5
射20压×10力6 为10、0.3200、30、0.94630和500.M946Pa，它19们2 是以1243.16、
➢(二) 工程使用范围
➢ 1、增加地基强度： ▪ ⑴提高地基承载力，整治已有建筑物沉降和不均
匀沉降的托换工程； ▪ ⑵减少建筑物沉降，加固持力层或软弱下卧层； ▪ ⑶加强盾构法和顶管法的后座，形成反力后座基
础。 ➢ 2、挡土围堰及地下工程建设： ▪ ⑴保护邻近建、构筑物(图5-18)； ▪ ⑵保护地下工程建设(图5-19) ； ▪ ⑶防止基坑底部隆起(图5-20) 。
⑷ 地 下 连 续 墙 补 缺
⑶防止盾构和地下管道漏水漏气； ⑸防止涌砂冒水。
➢8. 2 加固机理
➢一、高压水射流的性能
▪ 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。其功 率与速度和喷射流的压力的关系如下表所示。
这种方法日本称为sss-
MAN工法。
➢二、高压喷射注浆法的特征
➢ 1、适用范围较广：
▪ 由于固结体的质量明显提高，它既可用于新建工 程也可用于竣工后的托换工程。
➢ 2、施工简便： ▪ 只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小
孔，便可在土中喷射成直径为0.4～4.0m的固结 体，因而在施工时能贴近已有建筑物，成型灵活。
➢ 3、可控制固结体形状：
地基处理之高压喷射注浆法
定义及种类
高压喷射注浆法是60年代后期创始于日本， 它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土 层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成 为20～40MPa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，在土中形成一个固结体。固结体的 形状和喷射流移动方向有关。
1 适用范围广 2 施工简便 3 可控制固结体形状 4 可垂直、倾斜、水平喷射 5 耐久性好 6 料源广阔 7 设备简单
高压喷射注浆法的适用范围
土质条件适用范围 主要适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软
塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土素填土 和碎石土地基。
高压喷射注浆法的适用范围
（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。
一般分为：旋喷、定喷和摆喷
Hale Waihona Puke 高压喷射注浆法的分类（按注浆管的类型）
1）单管法(CCP)：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 土层预定深度后，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。
3）三重管法(CJG)：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。另一种三重管法是水泥浆采用高压喷 射，并在其外围环绕空气流进行第二次冲击切削土体，此中方法形成的固结体直 径大于前一种方法。
高压喷射注浆法
工程实例3——杭州重型 浆回灌桩身钻孔的同时，采用压密灌浆工艺对桩身缺
有较高的有机质时，以及地下水流速过大和已涌水的
机械厂某基坑支护 处理后，桩承载力由处理前的6000kN
应用范围：可用于既有建筑和新建建筑的地基加固； 适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑 某18层大楼采用人工挖孔桩基础，桩长25m，桩 增大坑底抗隆起稳定性。 单管法：只喷射水泥浆，可形成直径为0. 处理：沿桩身轴线钻孔，钻孔穿过桩端进入残积 5m，深度可达30m。 高被动土压力，减小板桩踢脚； 三管法：内管喷射水泥浆（压力1~3MPa），中管喷射压力水（压力大于20MPa），外管喷射压缩空气，成桩直径最大可达2. 打板桩，并对基坑底部土体加
处理：沿桩身轴线钻孔，钻孔穿过桩端进入残积 土，用三管法旋喷工艺处理桩端持力层，并在以水泥 浆回灌桩身钻孔的同时，采用压密灌浆工艺对桩身缺 陷进行补强。处理后，桩承载力由处理前的6000kN 提高到8200kN，满足原设计为7900kN的要求。
工程实例2——
高压定喷防渗墙 当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或
高压喷射注浆法
地基处理第5节 高压喷射注浆法
(2)定喷注浆，简称定喷 喷射注浆时，喷射方向随提升而不变，所形成的固结
体呈壁状体，按喷射孔位排列形成不同形状的连续壁。
(3)摆喷注浆，简称摆喷 喷射注浆时随喷嘴提升按一定角度摆动，所形成固结
体的形状呈扇形体。
5.5.2 应用及设计 1、应用
主要有两方面： （1）利用加固体形成桩体、块体等与地基土共同作用，提高 地基的承载力，改善地基的变形特性；也可用于加固边坡， 基坑底部，深部地基，提高基底的强度和边坡的稳定性。 主要应用于淤泥质土和黄土
•
• (4)稳定性分析——加固岸坡或基坑底部时，采用圆弧滑
动法
• (5)防渗帷幕设计—— 搭接性好
5.5.3 施工及检测
• 检测：抗压强度、渗透性 • 抗压强度 ——钻孔取试样到室内试验、在现场用标准贯
入试验和载荷试验
• 渗透性——压水试验检验
• 检验的布置与范围，喷射浆液的 配方与加固体强度的要求，并进行分析与计算；
（2）抗渗、防渗 —— 根据防渗要求进行布置，相应采用 抗渗的浆液配方。
• 综合起来主要的内容如下:
(1)喷射注浆直径的估计 (2)确定地基的承载力
(3)沉降计算 —— 用常规分层总和法计算，其中复合地基 压缩模量可按下式计算:
§5.5 高压喷射注浆法
5.5.1 原理及类型
一、定义 在化学注浆的基础上采用高压水射流切割技术发展起来的一种
地基处理方法。 一般用钻机成孔至预定深度后，再用高压注浆流体发生设备，
使水和浆液通过装在钻杆末端的特制喷嘴喷出，以高压脉动的喷 射流向土体四周喷射.把一定范围内土的结构破坏，并强制与化学 浆液混合，形成注浆体，同时钻杆按一定方向旋转和提升，待浆 液凝固后在土中制成具有一定强度和防渗性能的圆柱状、板状、 连续墙等的固结体，与周围土体共同作用加固地基。
高压喷射注浆
高压喷射注浆法前言高压喷射注浆技术是日本20世纪60年代末期创造出来的一种全新的施工方法，当时定名为CCP工法，即单管法。
在70年代中期，日本又开发出JPG工法，即二重管法、CJG工法，即三重管法。
70年代末期，高压喷射注浆技术开始在我国得到迅速发展，但主要在铁路、冶金和市政等部门用于提高地基承载力，进行建筑物的地基加固处理。
20世纪80年代初开始，山东省水利科学研究院在土坝静压灌浆和高压旋喷桩的基础上，进行高压喷射注浆防渗技术的研究。
1988年国家科委将其列为重点研究、推广项目后，我国的高压喷射注浆技术有了很大进展。
高压喷射注浆是一种处理软土地基的新技术，适用与建筑物的地基补强、防沉陷、防倾斜、防渗透、防砂基液化及地基隆起。
该技术的原理是利用工程钻机，将灌浆管置与预计的地基加固深度，在灌浆管的下部，装有特制的喷具，可在水平或下倾方向上喷射30MPa 以上的高压水、气细射流。
灌浆管不断缓慢提升，同时还可摆动或旋转，对土体进行切割与搅拌，并充填固化剂，待土体固化后，便可在地下形成符合要求的板墙或桩体。
板墙厚度可为0.07-1.0m，桩体直径最大可达2m多。
数个板或桩相交，便形成地下连续墙。
我国自引进高压喷射注浆技术以来，经过多年的研究、发展及应用，该技术日趋成熟。
高压喷射注浆是通过射流作用强制性破坏原地层结构，不存在一般静压注浆的可灌性问题。
只要高压射流能破坏的细砂层、极细砂层、黏土层等均可处理，对块、卵石层的较大孔隙及集中渗漏的空间，以各种射流机理加之绕流、位移、袱裹等作用，便可将地层颗粒或及配料予以充填、封堵。
高压喷射注浆板墙具有良好的连接性能，板墙自身及它与建筑物在上下、左右、前后能实现三维空间连接；可通过新高压喷射流将老板墙或地下原有构筑物表面冲刷干净并与其凝结为一体。
该工艺对施工场地要求不高，不需要对地层进行开挖，而通过在钻孔内的任何高度上采用不同方向、不同喷射形式，可按设计要求喷射成各种形状的凝结体；可穿过坝体、涵洞等建筑物对数十米下的沙砾层、隐患进行处理；也可在水上对水下隐患进行处理，对高喷形成板墙的物理力学指标也可以人为通过浆液予以调整。
第13章 高压喷射注浆法讲解
6.喷浆材料与配方 (1)对浆液材料的要求：1)优良的可喷性；2)有足 够的稳定性;3)气泡少；4)有良好的力学性能及耐久性； 3)结石率高。 (2)常用的水泥浆液类型：1)普通型；2)速凝早强 型；3)高强型；4)填充剂型；5)抗冻型；6)抗渗型；7) 抗蚀型。 7.浆液配方 ⑴水灰比：单重管和双重管应取1：1～1.5：1 对三重管：1：1或更小。 ⑵外加剂
3.检验点的数量为施工孔数的1％，并不应 少于3点。检验宜在高压注浆结束28d后进行。
4.竖向承载旋喷桩地基竣工验收时，承载 力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试 验，检验数量为桩总数的0.5～1％，且每项单 体工程不应少于3点。
5.高压旋喷桩复合地基载荷试验沉降比可 取0.006。
思考题
（1）高压喷射注浆法是如何产生的？ （2）按照高压喷射流的作用方向，高压喷
水泥浆液（2～5 MPa）
柱状固结体（旋喷桩）直径： 单管旋喷 < 二重管旋喷 < 三重管旋喷
二、高压喷射流的构造
A区——初期区域，该区域 内射流保持出口压力;
B区——主要区域，该区域内 紊流发达；
C区——终期区域，其喷射流 变成不连续喷流。
在初期区域内，喷射流速度分布保持均匀的部 分称为喷射核（即E区段），喷射核末端扩散宽度 稍有增加，轴向动压有所减小的过渡部分称为迁移 区（即D区段）。
Ra fcu Ap
n
Ra u p qsili q p Ap i 1
式中 β——为桩身强度折减系数，可取 0.33。
3.竖向承载旋喷桩复合地基宜在基础和桩 顶之间设置褥垫层。厚度可取200～300mm，其 材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒 径不宜大于30mm。
高压喷射注浆法
高压喷射注浆法１２．１一般规定１２．１．１高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、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，以及地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。
１２．１．２高压喷射注浆法可用于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。
１２．１．３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。
１２．１．４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。
１２．１．５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。
１２．２设计１２．２．１高压喷射注浆形成的加固体强度和范围，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。
１２．２．２竖向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。
初步设计时，也可按本规范公式（９．２．５）估算，公式中β为桩间土承载力折减系数，可根据试验或类似土质条件工程经验确定，当无试验资料或经验时，可取０～０．５，承载力较低时取低值。
１２．２．３单桩竖向承载力特征值可通过现场单桩载荷试验确定。
也可按式（１２．２．３／１）和（１２．２．３／２）估算，取其中较小值：１２．２．４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。
１２．２．５竖向承载旋喷桩复合地基宜在基础和桩顶之间设置褥垫层。
褥垫层厚度可取２００～３００ｍｍ，其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于３０ｍｍ。
１２．２．６竖向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应少于４根。
第11章 高压喷射注浆法
6、褥垫层设置 200~300mm中砂，粗砂，级配砂石 d＜30mm
施工工艺 钻机就位——钻孔——插管——喷射工作——冲洗——移动机具
第11章 高压喷射注浆法（HPJG） 高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层预定位置后， 以高压设备（脉冲泵）使浆液或水成为20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出 来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度提升，将浆液与土粒搅拌混合，凝固 后，形成结石体（0.2~8MPa）。 三种形式：旋喷（桩）、定喷（板）、摆喷（墙）。 工艺类型： 单管法：浆液射流、成桩直径较小（0.3~0.8m） 二重管法：浆液气体同轴射流、成桩直径1m左右 三重管法：水气液三重注浆管、成桩强度低（0.9~1.2MPa） 特征：适用范围广，施工简便，成本低，可控制固结体形状，耐久性好， 料源广阔，设备简单。 适用范围：淤泥，淤泥质土，黏性土，粉性土，砂土，素填土等 不适用：硬黏性土、含较多块石或大量植物根茎的地基、有机质较多的 土层。 使用范围（用途）：增加地基强度，挡土围堰及地下工程建设，增大土 的摩擦力和粘聚力，减少振动、防止液化，降低土的含水量，防渗帷幕
设计要点 1、固结体强度、范围 2、旋喷桩复合地基承载力
Ra (1 m) f sk Ap 3、复合地基的变形 f spk m
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4、桩（结石体）的平面布置 ——独立基础下不少于4根 防渗堵漏按双排或三排布孔形成帷幕 帷幕形式P186旋喷、定喷、摆喷 5、浆量计算 π π Q De2 h1K1 (1 ) D02 h2 K 2 体积法： 4 4 喷量法：
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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。
单管法及双管的高压水泥浆和三管高压水的压力应大于20MPa.
15、高压喷射注浆的主要材料为水泥，对于无特殊要求的工程，宜采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
根据需要可加入适量的外加剂及掺合料。
外加剂合掺合料的用量，应通过试验确定。
16、水泥浆液的水灰比应按工程要求确定，可取0.8-1.5，常用1.0。
17、高压喷射注浆的施工工序为机具就位、贯入喷射管、喷射注浆、拔管和冲洗等。
18、喷射孔与高压注浆的距离不宜大于50M。
钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。
实际孔位和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符合情况均应详细记录。
19、当喷射注浆贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。
在喷射注浆参数达到规定值后，随即分别按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求，提升喷射管，由下而上喷射注浆。
喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
20、对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，个采用复喷措施。
21、在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采用措施。
22、高压喷射注浆完毕，应迅速拔出喷射管。
为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。
23、当处理既有检查地基时，一个采用速凝浆液或跳孔喷射和冒浆回灌等措施，以防喷射过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象。
同时，应对建设物进行变形监测。
24、施工中应做好泥浆处理，及时泥浆远出或在现场短期堆放后作土方运出。
25、施工中应严格按照施工参数和材料用量施工，并加实做好各项记录。