12 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。
高压喷射注浆施工规范
凝材料，搅拌凝结成墙体或桩体，适用于水电水利五程的挡水堤坝、涵闸、泄水及其他 建筑物地基的防渗处理和加固工程，见表１-１.根据地七老八十处理形式的不同，可选 择旋转喷射注浆和定向喷射注浆和摆动喷射注浆工艺，
压缩 空气
Q M3/min
d
mm
P
Mpa
水泥浆
L/min 喷嘴直径
mm
喷嘴个数
喷射管径 mm
提升速度 cm/min
旋转速度 r/min
钻孔孔径 mm
20～25 ＞70 1.5～3.0 1～2
20 25～100 1.2～1.3
1～2 42～50 20～25
20 46～59
20～25
＞70
1.5～3.0 1～2 0.70
三、机械设备的布置与安装必须遵守下列规定： 1 造孔机械及辅助设备的安装，可按照 DL5031 进行。在采用泥浆护壁造孔时，应修筑泥浆 循环槽及多个沉淀池进行泥浆的收集及净化。 2 注浆系统的供水、供气、供浆设备应分开布置。防止相互干扰与污染。机械安装要求稳固、 周正、水平，各部连接螺栓要加垫紧固，插口要穿保险销。 3 电机设备必须严防油水污物侵入。施工现场电线应绝缘良好。 ４安全防护设施要牢固安全可靠，消防设备要齐全。冬季施工要做好防冻措施。 四、钻进造孔采用泥浆护壁时，泥浆的性能指标应符合４.2.4 的规定（未复印无法输入） 五、造孔施工应遵守下列规定：
七、孔口回浆应经沉淀处理后方可利用。废弃浆液应及时清除。 八、高压喷射注浆施工应遵守下列规定： 1. 施工工序为：高喷台车就位-试喷率定-下入喷射管定向-喷射注浆-回浆提升-终孔停喷 回灌-冲洗管路-移动高喷台车。 2 喷射管下入钻孔前，应送水、送气试喷，将水、气压力和流量调节到设计规定的压力和 流量。 3 下喷射管时为防止喷嘴堵塞，宜在下管同时低压输送水、气、浆，或对喷头采用临时性 保护措施。 4 喷射管下至设计孔深后，应按规定的压力、流量值送水、气、浆喷射 1min～3min,待回浆 冒出孔口时，再按设计规定的提升、旋转和摆动速度，自下而上全孔连续作业。中间因故 停喷时，提升的搭接长度不应少于 0.50m。停喷时间超过 2h 应冲管路。 5 喷射浆液密度、回浆密度和回浆量每 20min～30min～测量记录一次。 6 终止喷射时，应停止送水、送气、送浆，然后将喷射管提出进行冲洗，并利用喷射浆液 或回浆进行静压回灌，直至浆面不下降为止。
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。
高压喷射注浆法概述[详细]
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2.高压喷射注浆法的主要特征
1. 适用的范围较广。 2. 施工简便。 3. 固结体形状可以控制。 4. 既可垂直喷射也可倾斜和水平喷射。 5. 有较好的耐久性。 6. 料源广阔，价格低廉。 7. 设备简单，管理方便。
1.高压喷射注浆法适用于下列哪些地基土? （A）淤泥 (B)粘性土 (C)砂土 (D)碎石土 (E)有机质土
分类依据 类 别
主要特点
定向喷射(定喷)
喷射时喷嘴只提升，喷射的方向固定不变，固结体呈 板壁呈较小角度来回摆动，
移动方式 摆动喷射(摆喷) 固结体呈较厚墙状
旋转喷射(旋喷) 喷射时喷嘴边旋转边提升，固结体呈圆柱状
单管法 用单层注浆管，只喷射浆液
注浆管 类型
二重管法 三重管法 多重管法
6.单桩承载力高： 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。
1.高压喷射注浆法加固地基的机理有：
(A)高压喷射流对土体的破坏作用 (B)水浆、气同轴喷射流对土的 破坏作用 (C)水泥与土的固结机理 (D)排水固结作用 (E)置换作用
2.压喷射注浆法的有效喷射长度由哪几个区域组成?
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
3)固结体的强度
a)强度取决与土质，喷射材料及水灰比，注浆管的类型，提升 速度及注浆量。 b)固结强度以28天强度计算。 c)注浆材料为水泥时，固结体强度初步设计可参考表7-11. c)对大型或重要的工程，应通过现场喷射试验后采样测试来确 定强度及渗透性等性质。
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
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
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
意大利、法国、德国、美国、瑞典、俄罗斯等国家，起步于 20 世纪 80 年代，它们发展 较快，机具设备的效率较高。新加坡、泰国等国家，约在 20 世纪 80 年代后期开始有一定应 用，主要由外国公司施工。
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。
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。
高压喷射注浆法名词解释
高压喷射注浆法名词解释
高压喷射注浆是一种最新的混凝土浇筑方法。
该技术可以使混凝土均匀分布和快速浇筑，
有效地解决了传统施工工法中混凝土浇筑时遇到的真空空气、偏心重力比例不准确等问题。
高压喷射注浆是通过对高压水力机进行带压加工，在孔道末端输送砂浆，以提高压力、改
变孔道内流动形态，并使孔内混凝土深入结构中的一个完整的技术过程。
该工艺的有效压
力可达70MPa以上，可以使混凝土和回填料在坚固的夹紧状态下深入到孔道末端，使孔内
回填材料均质，减少夹强噪声，避免混凝土的“后排”，深入到极深孔道。
在高压喷射注浆过程中，应用水平面混凝土动平衡原理，砂浆质量和注入压力应随混凝土
厚度变化连续调节，切实保证砂浆水泥率和流动性，混凝土自身就可以实现完全的吸收和
扩展，提高施工效率，减少可以节省的人力物力。
此外，高压喷射注浆法在施工过程中特定工艺操作，能够在较长时间内保持较高的压力注入，保持挤出速度，混凝土树脂降解排出，混凝土更有界面和性能，完全达到均匀性和覆
盖性。
最后，高压喷射注浆可以大大减少砂浆消耗量，由于机械操作，使得机器浇筑效果更加稳定，紧凑度更高，增大了施工过程中的抗水性能，还可以把混凝土注入轻质材料。
从而减
轻工程的重量，节省施工成本，提高施工质量和效率，也增加了结构强度和密实度。
总之，高压喷射注浆是一种在施工现场取得良好结果的混凝土浇筑技术，它可以提高工程
质量、稳定性和连续性，及时解决灌注难题，节省人力物力，大大减少施工成本，使用的
广泛应用范围从基础建设到水利工程，尤其是在提高立管嵌入深度方面成效卓著。
高压喷射注浆法
高压喷射注浆法
1、高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。
但对硬黏性土，含有较多石块或者大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻止，冲击破碎力急剧下降，切削范围小或影响处理效果。
而对于含有过多有机土层，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，应根据现场试验结果确定其适用程度。
对于陷性黄土地基也应进行现场试验。
2、由于高压喷射注浆使用的压力大，印而喷射流的能量大、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含有微课颗粒直径较大的卵石、碎石土、均有巨大的冲击和搅拌作用，使注入的浆液和土拌合凝固为新的固结体。
3、高压喷射有旋喷、定喷和摆喷等三种基本形式。
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。
地基处理高压喷射注浆法施工工艺流程
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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。
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，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）浆液配方及性能（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：（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。
2.作业条件选喷注浆加固方案拟定前需要进行试验性调查及工作准备。
（1）工程地质资料，各钻孔柱状图及地质剖面图，有各土层的物理力学特性，化学成分，各种要求参数齐全。
（2）旋喷体作端承桩时，应注意持力层顶面的起伏变化情况，用作摩擦桩的注意土层不均匀性，有无软弱夹层。
（3）室内配方，为了解喷射注浆后桩体可能有的强度和决定浆液合理配合比，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配方试验，优选出最合理的浆液配方。
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15～20
15～20
2～3
数浆
流量( L/min)
80～120
80～120
100～150
液
喷嘴孔径(mm)及个数 2～ 3（2 个） 2～ 3（1～2 个） 10(2 个)～ 14（1 个）
注浆管外径(mm)
42、 50 42、 50、 75
75、 90
提升速度（cm/min）
2
三、 高压喷射注浆法的工艺类型
基本工艺类型有：单管法、二重管法、三重管法，以及多重管法等。
1）单管法
以20MPa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。
日本称单管法为CCP工法。
单管法高压喷射注浆示意图
15～25
7～20
7～20
旋转速度（r/min）
16～25
5～16
5～16
桩径（cm）
30～60
60～150
80～200 7
四、 高压喷射注浆法特点及适用范围
1）高压喷射注浆法的特点
①适用范围广。 ②施工简便，设备简单。施工时只需在土层中钻一个孔径为50mm或 300mm小孔，便可在土中喷射成直径为0.4～4m的固结体。 ③结构型式灵活多样，在施工中可调整旋喷速度和提升速度、增减喷 射压力或更换喷嘴孔径改变流量，使固结体形成工程设计所需要的形状， 如块状，柱状、壁状、格栅状等。 ④桩体倾斜角度可调范围大。 ⑤基本不存在挤土效应，对周围地基的扰动小；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。 ⑥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。
12 高压喷射注浆法
12.1 概述 一、高压喷射注浆法的概念
高压喷射注浆法（旋喷法）是利用钻机把带有喷嘴的注浆管放入（或 钻入）至土层的预定位置后，通过地面的高压设备使装置在注浆管上的喷 嘴喷出20～50MPa的高压射流（浆液或水流）冲击切割地基土体，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， 在土中形成具有一定强度的固结体，以达到改良土体的目的。
日本称三重管法为CJP工法。
三重管法高压喷射注浆示意图 1.高压水泵 2.水箱 3.搅拌机 4. 水泥仓 5.浆桶
6.泥浆泵 7. 空压机 8.气量计 9.喷头 10 固结体 11.钻机
5
4）多重管法
在地面钻一个导孔，然后置入多重管，用逐渐向下运动的旋转超高压 力水射流（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。最后根据工程要求选用浆液、砂浆、砾 石等材料进行填充。在地层中形成一个大直径的柱状固结体，最大直径 4m。
9
12.2 加固机理
一、高压喷射流的种类与性质 1）高压水喷射流性质
在高压高速的条件下，喷射流具有很大的功率和威力，即在单位时间 内从喷嘴中射出的喷射流具有很大的能量。
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
4
3）三重管法
在20～30MPa高压水喷射流的 周围，环绕一股0.5～0.7MPa 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1～5MPa 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。
日本称多重管法为SSS-MAN工法。
多重管法高压喷射注浆示意图 1.真空泵 2.高压水泵 3.孔口管 4.多重钻杆
5.超声波传感器 6.钻头 7.高射水喷嘴
6
表表121.1.高1 高压压喷喷射射注注浆法法的分分类类及及技术术参参数数
分类方法
单管法
二重管法
三重管法
喷射方式
浆液喷射
浆液、空气喷射 水、空气喷射、浆液注入
压力(MPa)
—
—
20～30
喷水
流量( L/min)
—
—
70～120
射
喷嘴孔径(mm)及个数
—
—
2～ 3（1～2 个）
流 空
压力(MPa)
—
技 气
流量( m3/min)
—
术
喷嘴间隙(mm)及个数
—
0.5～0.7 1～3
1～2(1～2 个)
0.5～0.7 1～3
1～2(1～2 个)
参
压力(MPa)
我国自1975年起首先在铁道部门进行了单管法的试验和应用，冶金部 建筑研究总院，自1977年起开展了对三重喷射注浆法的研究，并首先在宝 钢工程上获得成功的应用。目前我国冶金、煤炭、水利、城市建设各个部 门已分别在深基坑开挖、桥墩加固、水坝坝基防渗、旧建筑物地基补强等 方面广泛应用了这种方法。
单管法的加固直径40～60cm； 三重管法加固直径为80～200cm，加固深度达20～40m。
a）旋转喷射
b）定向喷射
c）摆动喷射
1.桩 2. 射流 3 .冒浆 4. 喷射注浆 5 .板 6.墙
1
二、 高压喷射注浆法的发展概况
20世纪70年代，日本最先把高压喷射技术用于地基加固和防水帷幕， 形成一种特殊的地基加固技术，即所谓CCP工法（Chemical Churning Pile）。70年代中期又开发了同时喷射高压浆液和压缩空气的二重管法和 三重管法。使用的项目包括深基坑开挖中的挡土或隔水，盾构工程起始和 终端部位的土体加固，旧有房屋、桥梁地基补强或伸基坑临近旧有建筑物 的加固等。