第六章_高压喷射注浆法80p
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。
高压喷射注浆法(旋喷桩法)施工工艺标准
高压喷射注浆法（旋喷桩法）选喷桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等的地基加固。
桩径一般0.5-1.4m，最大2m，深达45m，其抗压强度5-10MPa，渗透系数可降至10-7-10-8cm/s。
A. 旋喷（一）施工准备1.材料（1）浆液材料以水泥为主材，加入不同外加剂后，可具有速凝早强、抗冻等性能。
一般普硅425#纯水泥浆，固结体强度28天可最大达1-2MPa。
固结体的强度和抗渗性能（MPa）配浆用水 淡水 海水 海水加2%CaCl2备注灰砂比 1：4 1：4 1：4抗渗压力（养护50天） 0.567 0.517 0.583抗折强度（养护80天） 2.525 2.519 2.450抗压强度（养护60天） 5.958 7.625 7.494浆液配方及性能水灰比外加剂 凝结时间h-min结合率%备注 名称 占水泥重%1：1 CaCL2238-007-008088425#普硅1：1 三乙醇胺0.030.007-107-45同上 NaCl0.030.57-106-451.2：10 20-00CaCl2 3 12-00 76-85 三乙醇胺 0.05 14-00 75-80 NaCl 0.5 14-00 75-80（2）喷浆量可按下列两种方法计算取大值）（3）对地下水丰富的工程需要在水泥浆中掺入速凝早强剂，通常有氯化钙、水玻璃及三乙醇胺等，用量为水泥用量的2%-4%，早期强度能提高1.6-2.4倍。
（4）旋喷固结体的平均抗压强度为20MPa以上高强型，一般注浆用的水泥要求不低于525号普硅水泥，通常掺入高效能扩散剂有NNO、NR3、NaNa2、Na2SiO3等。
（5）对于有抗渗要求的旋喷固体，不宜使用矿渣水泥，如仅要求抗渗而无抗冻要求的可使用火山灰水泥，在水泥浆中掺入2%-4%的水玻璃，注浆用的水玻璃模数要求在2.4-3.4较为合适，浓度要在30-45波美度为宜。
（6）对改善型，在水泥浆中掺入膨润土，使浆液悬浮性增加，微减小水泥颗粒沉淀量，以至浆液的析水率减小，稳定性强，其配方为：水：水泥：陶土：碱（水玻璃）=1：1：3：0.0009（7）在水泥浆中掺入其它外加剂，如铝酸钠、三乙醇胺（NR3）、β-萘磺酸盐甲醛缩合物（NF）、氧节——节树脂磺酸盐（CRS）、亚甲基二萘磺酸钠（NNO）、沸石粉等，按不土要求的流定性和稳定度凝结时间或提高抗压强度作适当选择。
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。
高压喷射注浆法
将注入剂形成高压喷射流，借助高压喷射流的切削和混合，使硬化剂和土体混合，形成圆柱状加固体，达到改良地基的方法。
在中国又称为“旋喷法”。
适用于处理砂类土、标准贯入值N<10的粘性土、淤泥和不含或含少量砾石的填土地基。
对于含有卵石的砾砂层，需通过现场试验，取得处理效果后，再决定是否采用旋喷法。
高压喷射注浆法可用作下列加固目的：(1)止水，形成防水幕，隔断地下水渗流；(2)防止基坑底部的粘性土涌土或砂类土管涌；(3)保护相邻构筑物或地下埋设物；(4)旧有建筑物的地基补强；(5)桩基的防护或代用；(6)地下盾构法等顶管施工时始末端的加固等。
设计主要包括加固体(桩)承载力确定，加固体直径确定，加固体强度确定，复合地基承载力确定，硬化剂用量确定，加固体的平面布置等。
加固体(桩)承载力确定可近似地按钻孔灌注桩的承载力计算方法确定。
桩的承载力取决于土的阻力和桩体强度。
按理论计算方法确定，包括按土体强度计算和按桩体材料强度计算。
按土体强度计算，可采用钻孔灌注桩的静力计算公式： [P]=μΣƒili+A[R] 式中[p]为加固体(桩)的容许承载力，N；μ为桩身截面周长，可按桩的直径计算，m；ƒi为各层土的容许摩阻力，N／m2；li为各层土的厚度，m；A为桩底支承面积，m2；[R]为桩尖处地基容许承载力，N，／m2。
按桩体材料强度计算：[P]=Kα[σ]A 式中[σ]为加固体(桩)材料的室内平均极限抗压强度，N／m2；α为加固体(桩)材料的强度折减系数，取0.4～0.5；A为加固体(桩)的横断面积，m2；K为安全系数。
此外，还可采取通过静荷载试验方法来确定旋喷桩的承载力，也可以利用静力触探和标准贯入触探的结果近似地计算承载力。
加固体(桩)直径确定加固体(桩)的直径和土质与施工方法等有密切关系，主要根据现场试验和工程实测资料确定。
加固体(桩)强度确定加固体(桩)的强度与土质和施工方法有密切关系。
采用单管法在砂类土中的加固体强度一般为3～7MPa，在粘性土中的加固体强度一般为 1.2～5MPa，采用三重管法在砂类土中的加固体强度为5～15MPa，在粘性土中的加固体强度为1～5MPa。
第6章 灌入固化物-2 高压喷射注浆法
6.3
灌入固化物
高压喷射注浆法
高压喷射注浆法
概述
1 高压喷射注浆法的定义
所谓高压喷射注浆法就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入(或置入)至土 层预定的深度后，以20一40MPa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷 射流冲击破坏土层，形成预定形状的空间，当能量大、速度快和脉动状的喷射 流的动压力大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细粒土 随浆液或水冒出地面，其余土颗粒在射流的冲击力、离心力和重力等作用下， 与浆液搅拌混合，并按—定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样 注入的浆液将冲下的部分土混合凝结成加固体，从而达到加固土体的目的。它 具有增大地基强度、提高地基承载力、止水防渗、减少支档结构物土压力、防 止砂土液化和降低土的含水量等多种功能。
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。 1．单管法 单管旋喷注桨法是利用钻机等设备，把安装在注浆管(单管)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 液从喷嘴中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，使桨 液与从土体上落下来的土粒搅拌混合，经过一定时间的凝结固化，便在土中形 成圆柱状的固结体。
高压喷射注浆法
高压喷射注浆法的适用范围
一、适用的土质条件
对于含有大量植物根茎的地层(含有大量大粒径块石、坚硬粘性土地层)， 因喷射流可能受到削弱，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，则处理效果取决于因结体的化学稳定性和固结体强度。遇到 达几种土就需根据现场试验结果确定其适用性。 对于地下水流速过大的情况，喷射浆掖无法在注浆管周围凝固，对无填充 物的岩溶地段、长年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。
高压喷射注浆法概述[详细]
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2)固结体的尺寸
a)尺寸取决与土的类别及其密实程度，注浆管的类型，喷射 技术参数(喷射压力与流量，喷嘴直径与个数，压缩空气的压 力，流量与喷嘴间隙，注浆管的提升速度与旋转速度等）
b)无试验资料的情况下，可对小型或不太重要的工程，可根 据经验选用表7-9所列数值。
c)对大型或重要的工程，应通过现场喷射试验后开挖获钻孔 采样确定。
介质由于上述3种喷射流的结构和喷射的介质不同，有 效处理长度也不同，以三管法最长，双管法次之，单 管法最短。
实践表明，旋喷形式可采用单管法、双管法和三管 法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常用双管法和 三管法。 4.多重管法：高压水流和超高压水射流，被冲下的土全 部抽出地面再用其他材料充填。
高压喷射注浆法分类
4、减少振动、防止液化。 ⑴减少设备基础振动； ⑵防止砂土地基液化。
5、降低土的含水量。 ⑴整治路基翻浆冒泥； ⑵防止地基冻隆。
6、防渗帷幕。 ⑴河堤水池的防漏及坝基防渗； ⑵帷幕井筒； ⑶防止盾构和地下管道漏水漏气； ⑷地下连续墙补缺； ⑸防止涌砂冒水。
6.3.2 加固机理
1)高压喷射流的性质：
用双层注浆管，喷射浆、气同轴射流
用三层注浆管，喷射水、气同轴射流，同时注入浆液
用多层注浆管，喷射超高压水射流，被冲下的土全部抽 出地面再用其他材料充填
置换的 程度
半置换法 全置换法
被冲下的土部分排出地表，余下的和浆液搅拌混合凝固 被冲下的土全部排出地表，形成的空间用其他材料充填
a)单管法：
单管旋喷注浆法：
(A)初期区域 (B)主要区域
(C)终期区域
3.高压喷射注浆法的有效处理长度应按下列哪个次序依次排列? (A)三重管>二重管>单管 (B)三重管<二重管<单管
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。
高压喷射注浆法教学
高压喷射注浆法
——旋喷桩复合地基设计
➢ 2、熟悉了解地基条件： ▪ ①工程地质 ▪ ②水文地质：地层渗流情况及水质情况。 ▪ →判别本工法适用性并确定合适的旋喷参
数。
41
高压喷射注浆法
——旋喷桩复合地基设计
➢ 3、初步假定加固体直径 质有关。
d
：与工法和土
42
高压喷射注浆法
——旋喷桩复合地基设计
7
高压喷射注浆法
——概述——主要优点
➢ 旋喷法施工简便：只需在土层中钻一个 50~300的小孔，便可在土中喷射形成直 径0.3~4.0m的加固体，因而施工时能贴近 已有建筑物。
➢ 同一种工法应用也不同，例如：
▪ ①不交圈柱状加固→用于地基处理； ▪ ②壁状加固→防渗墙 ▪ ③整体式加固→抗管涌、流砂
的岩溶地基以及对水泥又严重腐蚀的地基， 不宜采用高喷。
5
高压喷射注浆法
——概述——主要优点
▪ （1）适用范围广； ▪ （2）和化学灌浆相比，造价低 ； ▪ （3）加固体强度大； ▪ （4）加固深度较大； ▪ （5）加固方法灵活； ▪ （6）本工法不但能做直桩，还能做斜桩和水平
桩； ▪ （7）本工法可以作为施工中的临时措施，也可
老三 管法
0.5
80
40
75 0.7 1.2 6~10 6~10
新三 管法
40
70~ 100
40
75
1 2~6 6~16 6~20
27
高压喷射注浆法——旋喷桩施工
➢ 1、 主要施工工序 ➢ 2、施工中的注意事项： ▪ （1）在复杂地基中的旋喷工艺 ▪ （2）复喷工艺 ▪ （3）关于冒浆 ▪ （4）控制喷射固结体的形状 ▪ （5）消除固结体顶部凹穴
第章高压喷射注浆法ppt课件
六、基坑坑内内加固设计
加固形式有以下几种： (1) 排喷嘴是直接明显影响喷射质量的主要因素之一。喷嘴 通常有圆柱形、收敛圆锥形和流线行三种。(图11-25)
除了喷嘴的形状影响射流特性值外，喷嘴的内圆锥角 的大小对射流的影响也是比较明显的。试验表明：当圆锥 角θ为130~140时，由于收敛断面直径等于出口断面直径， 流量 损失很小，喷嘴的流速流量值较大。
(2)喷射注浆前要检查；高压设备和管路系统。设备的压力和 排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好，各 通道和喷嘴内不得有杂物。
(3)喷射注浆作业后，由于浆液析水作用。一般均有不同程度 收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为 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。
2.水（浆）、气同轴喷射流对土的破坏作用
单射流虽然具有巨大的能量，但由于压力在土中 急剧衰减，因此破坏土的有效射程较短，致使旋 喷固结体的直径较小。
旋喷时，喷射最终固结状况如图11-17所示。
定喷时，形成一个板状固结体，如图11-18所示。
3.水泥与土的固结机理
水泥与水拌合后，首先产生铝酸三钙水化 物和氢氧化钙，它们可溶于水中，但溶解度 不高，很快就达到饱和。这种化学反应连续 不断地进行，就析出一种胶质物体。胶质物 体有一部分混在水中悬浮，后来就包围在水 泥微粒的表面，形成一层胶凝薄膜。
（3）增大土的摩擦力和黏聚力 1)防止小型坍方滑坡(图11—9)。 2)锚固基础。
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。
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(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：
高压喷射注浆法
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。
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土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。 当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、 大量植物根茎或有过多的有机质时，应根据现 场试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
分类
第一节、概述
注浆管移动方式
板墙形成
定喷施工时，喷嘴 在逐渐提升的同时， 不旋转或按一定角度 摆动，在土体中形成 一条沟槽。被冲下的 土粒一部分被携带流 出底面，其余土粒与 浆液搅拌混合，最后 形成一个板(墙)状固 结体。
第一节、概述
适用范围
主要适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉
第二节 基本工艺及浆液类型
3、高强型 喷射固结体的平均抗压强度在 20MPa以上
称为高强型。提高固结体强度的方法有 选择标号水泥，或选择高效的扩散剂和 无机盐组成的复合配方。
第二节 基本工艺及浆液类型
4、抗渗型 在水泥浆中掺入 2 ％～ 4 ％的水玻璃，其抗渗
性能就有明显提高。
纯水泥浆与掺入水玻璃的水泥浆的渗透系数
第三节 加固机理及适用范围
分单液高压喷射流和水(浆)气同轴喷射流。 A区：主要区域分为喷射核和迁移区
第三节 加固机理及适用范围
高压喷射流由三个区域组成:保持出口压力P0的
初期区域A、紊流发达的主要区域B和喷射水变 成不连续喷流的终期区域C等三部分。 初期区域：喷嘴出口处速度分布均匀，轴向动 压是常数，保持速度均匀的部分向前面逐渐愈 来愈小，达到某一位臵后，断面上的流速分布 不再均匀。速度分布保持均匀部分称为喷射核 （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（D 区段）。初期区域的长度是喷射流的一个重要 参数，可据此判断破碎土体和搅拌效果。
第二节 基本工艺及浆液类型
2、速凝早强型 对地下水发达的工程需要在水泥浆中掺入速凝
早强剂，因纯水泥浆的凝固时间太长，浆液易 被冲蚀而不固结。 常用的早强剂有氯化钙、水玻璃和三乙醇胺等， 用量为水泥用量的 2％～4％。以使用氯化钙为 例，纯水泥浆与土的固结体的一天抗压强度为 1MPa ，而掺入 2 ％氯化钙的水泥土固结体抗压 强度为 1.6MPa ，掺入 4 ％氯化钙的水泥土固结 体抗压强度为2.4MPa。
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臵喷 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。
第四节、设计计算
（二）旋喷直径确定 1 固结体尺寸主要取决于下列因素：①土的 类别及其密实程度；②高压喷射注浆方法 （注浆管的类型）；③喷射技术参数（包括 喷射压力与流量，喷嘴直径与个数，压缩空 气的压力、流量与喷嘴间隙，注浆管的提升 速度与旋转速度）。 2 在无试验资料的情况下，对小型的或不太 重要的工程，可根据经验选用 3 对于大型的或重要的工程，应通过现场喷 射试验后开挖或钻孔采样确定。
三乙醇胺0.03～0.05 食盐1 三乙醇胺0.03～0.05 食盐1钙2～4
氯化钠（或水玻璃）2 促凝、早强、强度高、浆液 “NNO”0.5 稳定性好
国内较常用的添有外加剂的旋喷射浆液配方表
序 号 7
8 9
外加剂成分及百分比
氯化钠1亚硝酸钠0.5三乙 醇胺0.03～0.05 粉煤灰25 粉煤灰25 氯化钙2
第三节 加固机理及适用范围
初期区域后为主要区域:轴向动压陡然减弱，
喷射扩散宽度和距离平方根成正比，扩散率为 常数，喷射流的混合搅拌在这一部分内进行。 主要区域后为终了区域:到此喷射流能量衰减 很大，末端呈雾化状态，这一区域的喷射能量 较小。 喷射加固的有效喷射长度为初期区域长度和主 要区域长度之和，若有效喷射长度愈长，则搅 拌土的范围愈大，喷射加固体的直径也愈大。
第一节、概述
主要特点 ⑴基本不存在挤土效应，对周围地基的扰动小；
⑵可根据不同土质和工程设计要求，合理选择固化剂 及配方，应用较为灵活；
⑶施工无振动，无噪音，污染小，可在市区和建筑物 密集地带施工；
⑷土体加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致产生 较大附加沉降 ； ⑸结构型式灵活多样，可根据工程需要，选用块状， 柱状、壁状、格栅状。
第二节 基本工艺及浆液类型三重管法来自第二节 基本工艺及浆液类型
多重管法 :这种方法首先需要在地面钻—个
导孔，然后臵入多重管，用逐渐向下运动的旋 转超高压力水射流(压力约40MPa)，切削破坏 四周的土体，经高压水冲击下来的土和石成为 泥浆后，立即用真空泵从多重管中抽出。如此 反复地冲和抽，便在地层中形成一个较大的空 间。装在喷嘴附近的超声波传感器及时测出空 间的直径和形状，最后根据工程要求选用浆液、 砂浆、砾石等材料进行填充：于是在地层中形 成一个大直径的柱状固结体，在砂性土中最大 可达4m，日本称为SSS-MAN工法。
第四节、设计计算
旋喷直径确定
第四节、设计计算
旋喷直径确定 对粘性土地基加固，单管旋喷注浆加固体
直径一般为0.3m～0.8m：三重管旋喷注浆 加固体直径可达0.7m～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2.0m～4.0m。旋喷桩的设计 直径见前表。定喷和摆喷的有效长度约为 旋喷桩直径的1.0～1.5倍。
材料”。可在水泥浆液中掺入 10 ％～ 50 ％的 膨润土 ( 占水泥量的百分比 ) 。对有抗渗要求 时，不宜使用矿渣水泥。
国内较常用的添有外加剂的旋喷射浆液配方表
序 号 1 2 3 4 5 6
外加剂成分及百分比 氯化钙2～4 铝酸钠2 水玻璃2
浆液特性 促凝、早强、可灌性好 促凝、强度增长慢，稠度大 初凝快、终凝时间长、成本 低 有早强作用 促凝、早强、可喷性好
土样类别 细 砂 水泥品种 425#硅酸盐 水泥 425#硅酸盐 水泥
水泥含量 （%）
水玻璃含 量（%） 0 2 0 2
28天渗透系 数（cm/s）
40 40 40 40
2.3×10-6 8.5×10-8 1.4×10-6 2.1×10-8
粗
砂
第二节 基本工艺及浆液类型
浆液类型
如工程以抗渗为目的者，则最好使用“柔性
第四节、设计计算
（三）承载力计算 用旋喷桩处理的地基，应按复合地基设 计。旋喷桩复合地基承载力标准值应通 过现场复合地基载荷试验确定，也可按 公式计算或结合当地情况与其土质相似 工程的经验确定。
（五）孔位设计
（六）浆量计算
第四节、设计计算
（一）室内配方与现场喷射试验 为了解喷射注浆固结体的性质和浆液的
合理配方，必须取现场各层土样，在室 内按不同的含水量和配合比进行试验， 优选出最合理的浆液配方。 对规模较大及性质较重要的工程，设计 完成之后，要在现场进行试验，查明喷 射固结体的直径和强度，验证设计的可 靠性和安全度。
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
1、普通型 一般采用325#或425#硅酸盐水泥浆，不
加任何外加剂，水灰比为1：1～1.5：1， 固结体28天的抗压强度最大可达 1.0MPa～20MPa，对一般无特殊要求的工 程宜采用普通型。
和多重管法等四种方法。 单管法：利用钻机把安装在注浆管（单 管）底部侧面的特殊喷嘴，臵入土层预定 深度后，用高压泥浆泵等装臵，以20MPa 左右的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲 击破坏土体，使浆液与从土体上崩落下来 的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在 土中形成一定形状的固结体，日本称为 CCP工法。
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 压发生装臵产生20MPa～30MPa左右的高 压水喷射流的周围，环绕一股0.5MPa～ 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 0.5MPa～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。
第六章 高压喷射注浆法
概
述 基本工艺及浆液类型 加固机理 设计计算 高喷灌浆施工 质量检验
第一节、概述
高压喷射注浆法是将注浆管放入(或钻
入)预定深度后，通过地面的高压设备 使安装在注浆管上的喷嘴喷出20MPa～ 40MPa的高压射流冲击切割地基土体， 与此同时，注入浆液与冲下的土强制 混合，待凝结后，在土中形成具有一 定强度的固结体，以达到改良土体的 目的。
第三节 加固机理及适用范围
喷射流的速度与功率
第三节 加固机理及适用范围
高压喷射流的种类和构造 高压喷射注浆所用的喷射流共有四种：
（1）单管喷射流为单一的高压水泥浆喷射流；
（2）二重管喷射流为高压浆液喷射流与其外部
环绕的压缩空气，组成为复合式高压喷射流： （3）三重管喷射流由高压水喷射流与其外部环 绕的压缩空气喷射流组成，亦为复合式高压喷射 流： （4）多重管喷射流为高压水喷射流。 四种喷射流破坏土体的效果不同，但其构造可划 分为单液高压喷射流和水（浆）、气同轴喷射流 二种类型。
浆 液 特 性