高压喷射注浆法

六、垫层
基础和桩之间设置200-300mm褥垫层。
七、布孔形式及孔距
加固地基：正方形、矩形或梅花形布置，孔距一般为旋喷桩径的3-4倍。 防渗堵水工程 ：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 旋喷桩形成堵水帷幕。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。防渗 效果一般可达10-5～10-6cm/s。
固结体的透气透水性差，其渗透系数一般为10-7~10-6cm/s
一、设计前的来自百度文库查准备
（1）勘测和土质调查：基岩形态，深度和物理力学特性，各土层层 面的状态,土的种类及特性 （2）水文地质情况：水位，土层的渗透性，附近地沟，暗河，地下 水分布情况。 （3）环境调查：地形，地貌，施工现场的空间及地下埋设物状态等 （4）室内配方与现场喷射试验：为了决定注浆后固结体可能具有的 强度和决定合理的配合比，采用现场的土样进行配比试验，优选合理 的浆液配方。对规模大及重要的工程，要在现场进行试验，查明固结 体的直径，强度等。
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。
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。
加固机理 1.高压喷射流破坏土体 （1）流动压
（2）喷射流的脉动负荷 （3）水块的冲击力 （4）空穴现象 （5）水楔效应 （6）挤压力 （7）气流搅动
反映在建筑物沉降延续时间长。同时，在加荷初期，常出现较高的孔隙水压力，影
响地基的强度。 （4）触变性：软土是絮凝状的结构性沉积物，当原状土未受破坏时常具一定的结构 强度，但一经扰动，结构破坏，强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性 质称触变性。所以软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤 出等现象。 （5）流变性：是指在一定的荷载持续作用下，土的变形随时间而增长的特性。使其 长期强度远小于瞬时强度。这对边坡、堤岸、码头等稳定性很不利。因此，用一般 剪切试验求得抗剪强度值，应加适当的安全系数。 （6）不均匀性：软土层中因夹粉细砂透镜体，在平面及垂直方向上呈明显差异性， 易产生建筑物地基的不均匀沉降。
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 从下两式中取小值：
：单桩容许承载力(kN)； ：水泥土90d龄期的抗压强度平均值(kPa)； ：桩的截面积(m2) ：桩身强度折减系数，可取0.3-0.4； ：桩的周长(m)； ：桩周第i层土的容许摩阻力。对淤泥可取5-8kPa； 对淤泥质土可取8-12kPa；对粘性土可取12-15kPa ：桩周第i层土的厚度(m)； ：桩端天然地基土的承载力(kPa)； ：桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.4-0.6
加固机理 3.水泥与土的固化机理 高压喷射采用的硬化剂主要是水泥，并添加防止沉淀或加速凝固的外加 剂。旋喷固结体是一种特殊的水泥土网格结构，水泥土的水化反应要比 纯水泥浆复杂得多。 水泥的各种成分所生成的胶质膜逐渐发展链接为胶质体，即表现为水泥 的初凝状态。随着水化过程的不断发展，凝胶体吸收水分并不断扩大， 产生结晶体。结晶体与胶质体相互包围渗透，并达到一种稳定状态，这 个过程中，固结体的强度将不断提高，凝固后的固结体也是稳定的，固 结体可用于永久性工程。
竖向承载水泥搅拌桩复合地基承载力特征值：
：桩间天然地基土容许承载力(kPa)； ：复合地基容许承载力特征值(kPa) ：桩土面积置换率； ：桩间土承载力折减系数。当桩端为软土时可取0.5-1.0；当 桩端为硬土时，可取0.1-0.4 ：单桩竖向承载力特征值(kPa) ：桩的截面积（m2）
单桩容许承载力：
二、固结体的尺寸
（1）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） （2）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。
四、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。
(a)单喷咀单墙首尾连挂； (b) 双喷咀单墙前后对接； (c)双喷咀单墙折线连接； (d)双喷咀双墙折线连接； (e)双喷咀夹角单墙连接； (f)单喷咀扇形单墙首尾连接； (e)双喷咀扇形单墙前后对接； (h)双喷咀扇形单墙折线连接。
八、注浆材料
应具备良好的可注性，固结后应有一定的强度、抗渗性、稳定性、耐久性和收缩小的 特点，浆液应无毒。注浆材料可采用改性水玻璃浆，普通水泥单液浆，水泥-水玻璃双液 浆、超细水泥四种注浆材料。
六、垫层
基础和桩之间设置200-300mm褥垫层。
七、布孔形式及孔距
加固地基：正方形、矩形或梅花形布置，孔距一般为旋喷桩径的3-4倍。 防渗堵水工程 ：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 旋喷桩形成堵水帷幕。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。防渗 效果一般可达10-5～10-6cm/s。
加固土的基本性状 3.固结体密度
固结体内部的土粒少并含有一定量的气泡，所以固结体的重量较轻， 和原状土的密度接近。粘性土固结体比原状土约轻10%左右，但砂类 土固结体可能比原状土重10%左右。
加固土的基本性状 4.固结体强度
固结体强度的大小取决土质和旋喷浆液材料，软黏土的固结体强度成 倍小于砂类土固结体强度。旋喷固结体的强度在横断面上，中心较低、 外侧较高。与土交界的边缘处有一圈坚硬的外壳。固结体的抗拉强度 较低，一般是抗压强度的1/10~1/5。
软土地基处理是指通过换填、压实、挤密、排水、胶结、 加筋和热化学等方法对地基土进行加固，改良地基土的工 程特性的方法。
高压喷射注浆简称为高喷法或旋喷法，它具有加固体强度高、加固质量 均匀、加固体形状可控的特点，已成为国内工程界普遍接受的、多用途、 高效的地基处理方法。
高压喷射注浆简称为高喷法或旋喷法，它具有加固体强度高、加固质量 均匀、加固体形状可控的特点，已成为国内工程界普遍接受的、多用途、 高效的地基处理方法。
在均质土中，旋喷的圆柱体比较匀称。在非均质土或裂隙土中，圆柱 体的表面可能长出翼片。由于旋喷的脉动和提升速度不均匀，固结体 外表很粗糙。三重管旋喷的固结体受气流影响，在黏土中外表比较粗 糙。固结体的形状可以通过喷射参数来加以控制。在深度大的土中如 果不采用其他的措施，旋喷固结体可能出现上粗下细的形状。
（1）高压缩性：软土由于孔隙比大于1，含水量大，容重较小，且土中含大量微生
物、腐植质和可燃气体，故压缩性高，且长期不易达到固结稳定。
（2）抗剪强度低：一般由淤泥、泥炭、有机质组成，因此，抗剪强度低。所以软土
的抗剪强度最好在现场作原位试验。
（3）透水性小：软土的透水性能很低，垂直层面几乎是不透水的，对排水固结不利，
五、地基变形计算：
旋喷桩的沉降计算应为桩长范围内复合土层以及下卧层地基 变形值之和，计算时应按国家标准建筑地基基础设计规范的 有关规定进行计算。
Esi 旋喷桩复合土层压缩模量 kPa Es 桩间土的压缩模量，可用天 然地基土的压缩模量代替； Ep 桩体的压缩模量，可采用测 定混凝土割线模量的方法确定。
软土地基处理
注浆法
01 软土地基处理概述 02 高压喷射注浆法
软土地基处理是指通过换填、压实、挤密、排水、胶结、 加筋和热化学等方法对地基土进行加固，改良地基土的工 程特性的方法。
由软弱土层构成的地基就是软土地基。 软弱土： （1）从性质上理解：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水 量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。 （2）从具体土层上理解：由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂 填土，或其他高压缩性软弱土层。
根据喷射工艺要求, 浆液应具备以下特性。
( 1) 良好的可喷性 目前, 国内基本上采用以水泥浆为主剂, 掺入少 量外加剂的喷射方法。水灰比一般采用1∶1 到1. 5∶ 1 就能保证较好的喷射效果。
( 2) 足够的稳定性 浆液的稳定性好坏直接影响到固结体质量。以 水泥浆液为例, 其稳定性好系指浆液在初凝前 析水率小、水泥的沉降速度慢、分散性好以及 浆液混合后经高压喷射而不改变其物理化学性 质。掺入少量外加剂能明显地提高浆液的稳定 性, 常用的外加剂有膨润土、纯碱、三乙醇胺 等。浆液的稳定性可用浆液的析水率来评定。
加固土的基本性状 5.浆液凝结时间
影响制品浆液凝结时间的主要因素有水泥品种、环境温度、水灰比及 外加剂。不同种类水泥的凝结时间差别很大，它和水泥的化学组成有 关，如高铝水泥和硫铝酸盐水泥是速凝的，而矿渣水泥比一般的硅酸 盐水泥凝结要慢，不同厂家生产的水泥凝结时间相差也很大。
加固土的基本性状 6.透气透水性
加固机理 2.高压喷射注浆的成桩机理 单管喷射注浆使浆液作为喷射流；二重管喷射注浆也使浆液作为喷射流， 但在其四周又包裹了一层空气，成为复合喷射流；三重管以水汽为复合 喷射流并注浆填空。三者使用的浆液都随时间凝固硬化，其加固的范围 就是喷射距离加上渗透距离加上渗流部分或挤压部分。 加固过程中一部分细小的土颗粒被浆液所置换，随着浆液被带到地面上 （即冒浆），其余的土粒与浆液混合。在喷射动压、离心力和重力的作 用下，在横断面上按土粒质量的大小，有规律地排列起来，小颗粒在中 部居多，大颗粒中部居多，大颗粒在外侧或边缘部分，形成了浆液主体、 搅拌混合、压缩和渗透等部分，经过一定时间便凝固成强度较高、渗透 系数较小的固结体。通常，中心部分强度低，边缘部分强度高。
加固土的基本性状 1.直径 2.固结体形状 3.固结体的密度 4.固结体强度 5.浆液凝结时间 6.透气透水性
加固土的基本性状 1.直径
旋喷加固体的直径与土的种类和密实程度有着密切的关系，也与喷射 工艺有关。下表为旋喷加固体直径的经验值。定喷及摆喷的有效长度 约为旋喷桩的1.0~1.5倍。
加固土的基本性状 2.固结体形状
最常使用的材料是泥浆。一般 使用425号普通硅酸盐水泥或 425号矿渣硅酸盐水泥。在特殊 情况下，在水泥浆中掺加水泥 质量30%的粉煤灰。有时在水泥 浆中添加水泥质量0. 05%的三乙 醇胺和0. 5%的氯化钠作复合早 强剂。水泥浆的浓度：一般情 况下使用水灰比为1，特别软弱 地层中，高喷注浆加固后需开 挖，应提高加固强度，使用水 泥浆的水灰比为0. 7一0. 8。
九、注浆材料及浆量计算
浆量计算方法有体积法和喷量法两种。取其大者作为设计喷射浆量。
体积法计算
喷量法计算
Q：需要用的浆量(m3) De：旋喷体直径(m) Do：注浆管直径(m) K1：填充率, 0.75-0.9 h1：旋喷长度(m)
K2：未旋喷范围土的填充率, 0.5-0.75 H2：未旋喷长度，m； β：损失系数, 取5％。 H ：喷射长度(m) q ：单位时间喷射量(m3/min) v ：提升速度（m/min)
加固土的基本性状 4.固结体强度
加固土的基本性状 4.固结体强度
固结体强度的大小取决土质和旋喷浆液材料，软黏土的固结体强度成 倍小于砂类土固结体强度。旋喷固结体的强度在横断面上，中心较低、 外侧较高。与土交界的边缘处有一圈坚硬的外壳。固结体的抗拉强度 较低，一般是抗压强度的1/10~1/5。 固结体强度是不均匀的，其不均匀性主要来自以下几个方面：固结体 内土的干重度和水泥重量之比称为土灰比。旋喷桩体不同部位的固结 体内的土灰比不同，一般桩的顶部1~3m的范围内的土灰比较大，可 达到2~3，向下土灰比趋于稳定，为0.5~0.8。从桩中心到桩边缘，土 灰比的值也是由大变小。水灰比是另一个影响强度的主要因素，施工 方法、土层内的含水量均可影响到总水灰比值。水泥浆液的泌水沉降 对水灰比影响很大，泌水会使桩顶部的水灰比远高于桩下部。在冬季 施工时，还可能存在因环境温度的影响，导致桩顶部区域的温度较低， 造成桩身强度的不均匀。