11-高压喷射注浆法
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。
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(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。
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。
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。
简述高压喷射注浆法
地基处理结课论文学院：水利学院专业：水利水电工程班级：19班学号：*********简述高压喷射注浆法摘要高压喷射注浆法在我国称“高喷法”，是20世纪70年代初期开发的一种新型地基加固技术。
70年代初期，日本最先把高压喷射技术应用于地基加固和防水帷幕，形成了一种特殊的地基加固加固技术，即CCP工法。
高压喷射注浆法是在注浆法的基础上，应用高压喷射技术而发展起来的一项新的地基加固方法。
它与其它地基处理的方法相比，具有适用范围广，施工简便，具有较好的耐久性等特点，不失为众多地基处理方法中的一种好的地基处理方法。
本文简要概括一下高压喷射注浆法的机理、工艺及施工要点。
关键词：高压喷射注浆法；地基加固工程正文： 1 、高压喷射注浆法机理高压喷射注浆法是利用高压水或浆液射流切割搅拌地层，同时射入水泥浆或复合浆液，形成新的凝结体，改变了原地层的结构或全置换成新复合材料结构，提高承载力或原地基的防渗能力，达到加固地基和防渗的目的。
其工艺是利用钻机或其他造孔设备造孔，然后把带有喷头的注浆管下至土层的预定深度，由高压水泵或高压泥浆泵把浆液以10～25 MPa的高压射流在喷嘴中射出，以冲击和破坏预定深度地层的土体。
该射流能量大，速度快，当呈脉动状态的射流动压强度大于土体强度的时候，土粒便从原土体中剥落下来，一部分细小的土粒随着浆液冒出地面，其余较粗的土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下，与随之射入的水泥浆等浆液渗搅混合后，按一定的浆土比例和质量大小规律地重新排列，在土体中形成凝结体。
喷射时，若一面提升一面旋转，则形成柱状体即旋喷桩，若一面提升一面按一定的方向角度摆动，则形成墙状体。
2、高压喷射注浆法优点综述如下：2.1 受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间的影响较小，可广泛适用于淤泥、软弱粘性土、砂土甚至砂卵石等多种土质。
2.2 料源广。
浆液可采用价格便宜的水泥作为主要硬化剂，在地下水流速快或含有腐蚀性元素、土的含水量大或固结体强度要求高的情况下，则可在水泥中掺入适量的外加剂，已达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。
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。
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。
高压喷射灌浆技术
压力(MPa)
──
0.7
0.7
流量(m3/h)
1～2
1～2
喷嘴间隙(mm)及个数
1～2(1～2)
1～2(1～2)
浆液
压力(MPa)
20
20
0.2～3
流量(L/min)
80～120
80～120
80～150
喷嘴孔径(mm)及个数
2～3(2)
2～3(1～2)
10～2(1或2)
灌浆管外径(mm)
φ42或φ45
1.2±0.3
单向定喷有效长度(m)
1.0～2.5
单桩垂直极限荷载(kN)
500～600
1000～1200
2000
单桩水平极限荷载(kN)
30～40
最大抗压强度(MPa)
砂土10～20，粘性土2～6,砾砂8～20
平均抗折强度/平均抗压强度
1/5～1/10
干土容重(kN/m3)
砂土16～20,粘性土14～15,黄土13～5
（5）喷灌后的浆液有析水现象，可造成固结体顶部出现凹穴，对地基加固及防渗不利。为此，可采用静压灌浆或浆液中添加膨胀材料等措施预防。
高压泵是高压喷射灌浆中的关键设备，要求压力和流量能
在一定的范围内调节。额定流量为85～150L/min；额定压力为20～50MPa。
表5－7高压喷射灌浆参数一览表
高喷灌浆种类
旋喷粘性土固结强度为0.3～6.0MPa，无粘性土固结强度为4～15MPa。
对于防渗工程多采用定喷、摆喷，地层含的粒径较粗时多采用摆喷或旋喷。对处理深度大于20m的复杂地层最好按双排或三排布孔，使高喷桩形成堵水帷幕。孔距应为1.73R(R为旋喷固结体半径)，排距为1.5R时最经济。一般定喷、摆喷孔距为1.2～2.5m，旋喷为0.8～1.2m。高喷防渗效果一般可达10-5～10-6cm/s。
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(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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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。
2.高压喷射注浆所用的喷射流类型
高压喷射注浆所用的喷射流共有四种 单管喷射流为单一的高压水泥浆喷射流； 二重管喷射流为高压浆液喷射流与其外部环绕的压缩空 气喷射流，组成为复合式高压喷射流； 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； 多重管喷射流为高压水喷射流。
二重管旋喷注浆示意图
3．三重管法
三重管旋喷液浆法是使用分别输送水、气、浆3种介质的三重注浆管。 20MPa-30MPa左右的高压水喷射流的周围，环绕一股0.7MPa左右圆筒状气流, 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 的液浆填充，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中凝 固为直径较大的圆柱状固结体。
高压喷射注浆法的适用范围
防止涌砂冒水
高压喷射注浆法的适用范围
二、 加固机理
1.高压喷射流对土体破坏作用
高压喷射流破坏土体结构强度的最主要因 素是喷射动压，为了取得更大的破坏力，需要 增加平均流速，也就是需要增加旋喷压力，一 般要求高压脉冲泵的工作压力在20MPa以上， 这样就使射流象刚体一样，冲击破坏土体，使 土与浆液搅拌混合，凝固成圆柱状的固结体。
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。
3.高压喷射流构造
高压喷射流可由三个区域所组成： 保持出口压力的初期区域A、 紊流发达的主要区域B 喷射水变成不连续喷流的终期区域C
高压水喷流进行水、气同轴喷射时，空气流使水或浆的高 压喷射流从破坏的土体上将土粒迅速吹散，使高压喷射流的喷 射破坏条件得到改善，阻力大大减少，能量消耗降低，因而增 大了高压喷射流的破坏能力，形成的旋喷固结体的直径较大。
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《建筑地基基础设计规范》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。
5.防渗堵水设计
旋喷
防渗堵水工程设计时，按双排或三排布孔形成帷幕。 孔距应为1.73R0(R0为旋喷设计半径)、排距为1.5R0最 经济。
(a)
(b)
布孔孔距和旋喷注浆固结体交联图
(a)三排布孔
(b)双排布孔
定喷和摆喷是一种常用的防渗堵水的方法，由于 喷射出的板墙薄而长，不但成本较旋喷低，而且整体 连续性亦高。 定喷
相邻孔定喷连接形式见图:(a)单喷嘴单墙首尾连接；(b)双喷 嘴单墙前后对接；(c)双喷嘴单墙折线连接；(d)双喷嘴双墙折 线连接；(e)双喷嘴夹角单墙连接；(f)单喷嘴扇形单墙首尾连 接；(g)双喷嘴扇形单墙前后对接；(h)双喷嘴扇形单墙折线连 接。
11 高压喷射注浆
高压喷射注浆法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。
高 压 喷 射 注 浆 法
高压喷射注浆主要内容
表6-3-1
(2)固结体形状
同时因土质和工艺不同而有所差异，按喷嘴的运动规律 不同形成固结体形状：
均匀圆柱状－均质土中 非均匀圆柱状－非均质土或有裂隙土 圆盘状 板墙状 扇形壁状
(3)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10-6cm/s或更小，故具有一定的 防渗性能。
工程使用范围
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,防止洪水冲刷
保护邻近建筑物
高压喷射注浆法的适用范围
地下管道或涵洞护拱
高压喷射注浆法的适用范围
防止基坑隆起
高压喷射注浆法的适用范围
防止塌方滑坡
高压喷射注浆法的适用范围
坝基防渗
3.承载力
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，初步设计时也可按下式估算：
f spk
m
Ra Ap
1 m f sk
单桩竖向承载力特征值可通过现场单桩载荷试验确 定。也可按式以下两式估算，取其中较小值：
Ra fcuAp
n
Ra u p qsili q p Ap
定喷帷幕型式示意图
摆喷
摆喷连接形式图示方式进行布置 ：
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
摆喷防渗帷幕型式示意图
谢谢！
三重管旋喷注浆示意图
4．多重管法
在地面钻一个导孔，然置入多重管，用逐渐向下运行的旋转
超高压水射流（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，立即用真空泵从多重管中抽出。用浆
液、砂浆、砾石等材料填充之，一个大直径的柱状固结体，
后前 一3 种种 属属 于于 全半 置置 换换 法法 。，
多重管旋喷注浆示意图
3.高压喷射注浆法的目的、适用范围
高压喷射注浆的目的
加固地基，提高地基的抗剪强度 改善土的变形性质，不产生破坏或过大的变形 组成闭合的帷幕，用于截阻地下水流和 治理流砂
适用地层 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。
三、设计计算
1.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。
2.固结体尺寸 1) 固结体尺寸主要取决于下列因素： a)土的类别及其密实程度； b)高压喷射注浆方法(注浆管的类型)； c)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，可根据经验选用表6-3-1所列数值。 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。
2.高压喷射注浆法的工艺类型
1.单管法； 2.二重管法； 3.三重管法； 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，使浆液与从土体上崩落 下来的土搅拌混合，便在土中形成圆柱状的固结体。
i 1
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》GB 50007的有关规定进 行下卧层承载力验算。
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。 4.地基变形计算