1、 高壓噴射注漿（灌漿）技術高壓噴射注漿（灌漿）技術14 高壓噴射注漿（灌漿）技術高壓噴射注漿（灌漿）技術v14.1 概述概述v14.2 高壓噴射注漿加固原理高壓噴射注漿加固原理14.2.1 加固機理加固機理14.2.2 加固地基作用加固地基作用v14.3 高壓噴射注漿漿液材料高壓噴射注漿漿液材料v14.4 高壓噴射注漿設計高壓噴射注漿設計14.4.1 噴射范圍噴射范圍14.4.2 單樁承載力單樁承載力14.4.3 孔位布量孔位布量14.4.4 漿液用量漿液用量v14.5 高壓噴射注漿施工高壓噴射注漿施工v14.6 高噴固結體的質量檢測高噴固結體的質量檢測14.1 概概 述述v高噴法：高噴法：就

2、是利用工程鉆機鉆孔至設計處理深度后，用高就是利用工程鉆機鉆孔至設計處理深度后，用高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置，通過安裝在鉆桿壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置，通過安裝在鉆桿 （噴桿）桿端（噴桿）桿端置于孔底的特殊噴嘴，向周圍土體高壓噴射能固化漿液置于孔底的特殊噴嘴，向周圍土體高壓噴射能固化漿液（一般使用水泥漿液），同時鉆桿（噴桿）以一定的速度（一般使用水泥漿液），同時鉆桿（噴桿）以一定的速度邊旋轉邊提升，高壓射流使一定范圍內的土體結構破壞，邊旋轉邊提升，高壓射流使一定范圍內的土體結構破壞，并強制與漿液混合，漿液凝固后便在土體中形成具有一定并強制與漿液混合，漿液凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結體。

3、性能和形狀的固結體。14.1 概概 述述14.1 概概 述述v高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法（簡稱（簡稱高噴法，高噴法，Jet Grouting）20世紀世紀60年代年代末始創(chuàng)于日本（日本末始創(chuàng)于日本（日本N. I. T公司），它是在化學注漿法的基礎上，公司），它是在化學注漿法的基礎上，應用應用高壓水射流切割技術高壓水射流切割技術而發(fā)展起來的。而發(fā)展起來的。它以它以水泥水泥為主要原料，因而徹底改變了化學注漿法的漿液配方為主要原料，因而徹底改變了化學注漿法的漿液配方和工藝措施復雜的問題。和工藝措施復雜的問題。這種方法加固土體的質量高，可靠性好。這種方法加固土體的質量高，可靠性好。具有增加地基強度，

4、提高地基承載力，止水防滲，減少支擋結具有增加地基強度，提高地基承載力，止水防滲，減少支擋結構物的土壓力，防止砂土液化和降低土的含水量等構物的土壓力，防止砂土液化和降低土的含水量等多種功能多種功能。14.1 概概 述述v固結體形狀固結體形狀和噴射流的移動方式有關。一般分為：旋轉噴射（簡稱和噴射流的移動方式有關。一般分為：旋轉噴射（簡稱旋噴旋噴），），定向噴射（簡稱定向噴射（簡稱定噴定噴）和擺動噴射（簡稱）和擺動噴射（簡稱擺噴擺噴）。）。旋噴旋噴時，噴嘴一邊噴射一邊旋轉和提升，固結體呈圓柱狀，稱為時，噴嘴一邊噴射一邊旋轉和提升，固結體呈圓柱狀，稱為旋噴旋噴樁樁，主要用于加固地基，提高地基的抗剪強度

5、，改善地基土的變形性，主要用于加固地基，提高地基的抗剪強度，改善地基土的變形性能。使其在上部結構荷載作用下，不至破壞或產生過大的變形。能。使其在上部結構荷載作用下，不至破壞或產生過大的變形。定噴定噴時，噴嘴一邊噴射時，噴嘴一邊噴射邊提升，噴射的方向不變，固結體呈壁狀。邊提升，噴射的方向不變，固結體呈壁狀。擺噴擺噴時，噴嘴以一定的角度擺動，邊擺動邊提升，形成扇狀固結體，時，噴嘴以一定的角度擺動，邊擺動邊提升，形成扇狀固結體，其厚度較大。其厚度較大。定噴定噴和和擺噴擺噴常用于地基防滲、改善地基土的水力條件及邊坡穩(wěn)定等。常用于地基防滲、改善地基土的水力條件及邊坡穩(wěn)定等。14.1 概述概述v按噴射介質

6、及其管路多少，高噴法又分為按噴射介質及其管路多少，高噴法又分為單管法單管法、二二管法管法、三管法三管法和和多重管法多重管法等。等。v各有特點，可根據工程需要和土質條件選用不同方法。各有特點，可根據工程需要和土質條件選用不同方法。14.1 概述概述單管旋噴法單管旋噴法是通過單根管路，利用高壓漿液（是通過單根管路，利用高壓漿液（2030 MPa )，噴射沖切破壞土體，借助于注漿管的提升和旋轉，使?jié){液和被噴射沖切破壞土體，借助于注漿管的提升和旋轉，使?jié){液和被沖切破壞的土體攪拌混合，固結后在地基中形成圓柱狀的固結沖切破壞的土體攪拌混合，固結后在地基中形成圓柱狀的固結體，體，成柱直徑成柱直徑為為4050

7、 cm。其加固質量好，施工速度快，成。其加固質量好，施工速度快，成本低，但固結體直徑較小。日本稱之為本低，但固結體直徑較小。日本稱之為 CCP 工法（工法（Chemical Churning Pile ）。14.1 概述概述v二管旋噴法：二管旋噴法：是在單管法基礎上加以壓縮空氣或水，并使用雙通道是在單管法基礎上加以壓縮空氣或水，并使用雙通道的二重注漿管。日本稱之為的二重注漿管。日本稱之為JSG工法（工法（Jumbo Special Grouting）。在注漿管的底部側面有一個在注漿管的底部側面有一個同軸雙重噴嘴同軸雙重噴嘴，高壓漿液以，高壓漿液以20 MPa左右的壓力從內噴嘴中高速噴出，在射流

8、的外圍加以左右的壓力從內噴嘴中高速噴出，在射流的外圍加以0.7 MPa左左右的壓縮空氣噴出。右的壓縮空氣噴出。在高壓漿液射流和它外圍環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體能在高壓漿液射流和它外圍環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體能量顯著增大，噴嘴一邊噴射一邊旋轉和提升，最后在土體中形量顯著增大，噴嘴一邊噴射一邊旋轉和提升，最后在土體中形成直徑明顯增加的柱狀固結體，達成直徑明顯增加的柱狀固結體，達80150 cm。14.1 概述概述v三管旋噴法三管旋噴法使用分別輸送水、氣、漿三種介質的三重注漿管。日本稱之使用分別輸送水、氣、漿三種介質的三重注漿管。日本稱之為為CJG工法（工法（Column Jet Grou

9、ting）。高壓水射流和外圍環(huán)繞氣流同軸噴射沖切破壞土體，在高壓水射流的高壓水射流和外圍環(huán)繞氣流同軸噴射沖切破壞土體，在高壓水射流的噴嘴周圍加上圓筒狀的空氣射流，進行水、氣同軸噴射，可以減少水噴嘴周圍加上圓筒狀的空氣射流，進行水、氣同軸噴射，可以減少水射流與周圍介質的摩擦，避免水射流過早霧化，增強水射流的切割能射流與周圍介質的摩擦，避免水射流過早霧化，增強水射流的切割能力。力。由于使用的高壓水壓力較高，在高壓水射流和壓縮空氣的共同作用下，由于使用的高壓水壓力較高，在高壓水射流和壓縮空氣的共同作用下，噴射流破壞土體的有效射程顯著增大。噴射流破壞土體的有效射程顯著增大。噴嘴邊旋轉噴射，邊提升，在地

10、基中形成較大的噴嘴邊旋轉噴射，邊提升，在地基中形成較大的負壓區(qū)負壓區(qū)，攜帶同時壓，攜帶同時壓入的漿液充填空隙，就會在地基中形成直徑較大、強度較高的固結體，入的漿液充填空隙，就會在地基中形成直徑較大、強度較高的固結體，起到加固地基的作用。起到加固地基的作用。14.1 概述概述v近幾年，在上述三種基本的噴射注漿工法的基礎上，日本、近幾年，在上述三種基本的噴射注漿工法的基礎上，日本、意大利等國又先后開發(fā)出了兩次切割的意大利等國又先后開發(fā)出了兩次切割的RJP工法工法、全方位噴、全方位噴射灌漿的射灌漿的MJS工法（工法（Metio Jet System）、交叉射流工法（交叉射流工法（X-JET）、多重管

11、法（多重管法（SSS-MAN）、以及改變技術參數的不同、以及改變技術參數的不同工法。它們各有特色，多處于初始階段。工法。它們各有特色，多處于初始階段。v目前目前RJP和大流量、大壓力的兩管法，已成功地應用于三峽和大流量、大壓力的兩管法，已成功地應用于三峽防滲工程等。防滲工程等。14.1 概述概述v機械泵抽吸工法機械泵抽吸工法日本一種較新的地基處理方法，即3S(SSS-MAW)工法。它是利用射水流以回轉方式切削土體，并利用泵將其排出地面，從而在地下形成一個充滿了泥漿的空洞。在工作中利用地下自動掃描(MASV)系流的超聲波傳感器，對空洞進行監(jiān)測。同時可向需要處理的范圍填充各種材料，將其改造成任意的

12、形體。根據改造目的不同，本施工法可填充混凝土、灰漿砂、礫砂粘土及特殊材料等。14.1 概述概述vRJP 工法工法半置換式高噴灌漿工法半置換式高噴灌漿工法90 年代初，日本的中西涉博士發(fā)明了RJP 工法，并于1996 年與我國著名高噴專家朱慶麟在北京成功地完成了一項試驗工程。RJP 工法的基本原理與國內三管法高壓噴射注漿一樣，均以超高壓噴射流體的功能，將土層的組織結構破壞，被破壞的土體與漿液混合、攪拌，凝固后在地層中形成固結體。但RJP 工法的加固機理卻與之不同，主要是進行兩次切削破壞。v第一次是上段的超高壓水和空氣的復合噴射流體切削土層。v第二次是下段的超高壓漿液和空氣的復合噴射流體，在第一次

13、切削土層的基礎上再次對土體進行切削。v這樣便增加了切削深度，加大了固結體直徑，屬于半置換類型。14.1 概述概述14.1 概述概述v高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法具有成本較低、施工速度較快、固結體強度大、可靠性具有成本較低、施工速度較快、固結體強度大、可靠性高等優(yōu)點，與普通注漿法相比又具有以下高等優(yōu)點，與普通注漿法相比又具有以下持點持點：高噴法是利用高速水流強制性地破壞土體形成固結體，在覆蓋層中一高噴法是利用高速水流強制性地破壞土體形成固結體，在覆蓋層中一般不存在般不存在可注性可注性問題；問題；由于高速射流被限制在土體破碎范圍內，因此，由于高速射流被限制在土體破碎范圍內，因此，漿液不易流失漿液不

14、易流失，能保，能保證預期的加固范圍和控制固結體的形狀；證預期的加固范圍和控制固結體的形狀；改變注漿材料和施工方法，可以使土體達到不同的改變注漿材料和施工方法，可以使土體達到不同的強度或抗?jié)B性能強度或抗?jié)B性能的的要求；要求；高噴法通常采用水泥漿液，不會造成環(huán)境和地下水的高噴法通常采用水泥漿液，不會造成環(huán)境和地下水的污染污染，且耐久性，且耐久性較好；較好；能在鉆孔中能在鉆孔中任何一段內施工任何一段內施工，也可以在孔底或中部噴射，此外，也可，也可以在孔底或中部噴射，此外，也可以水平方向噴射和傾斜方向噴射施工；以水平方向噴射和傾斜方向噴射施工；施工噪音較小，單管和二管法施工噪音較小，單管和二管法施工較

15、簡便施工較簡便。14.1 概述概述v適用條件：適用條件：高壓噴射注漿加固地基技術主要高壓噴射注漿加固地基技術主要適用于適用于軟弱土層軟弱土層，如第四紀沖積層、，如第四紀沖積層、殘積層及人工填土等，對砂類土、粘性土、黃土和淤泥等都能加固，殘積層及人工填土等，對砂類土、粘性土、黃土和淤泥等都能加固，解決了小顆粒土不易注漿加固的難題。解決了小顆粒土不易注漿加固的難題。v不適用條件：不適用條件：對礫石直徑過大、含量過多及有大量纖維質的腐殖土噴射質量稍差，對礫石直徑過大、含量過多及有大量纖維質的腐殖土噴射質量稍差，有時甚至不如靜壓注漿的效果。有時甚至不如靜壓注漿的效果。對地下水流速過大，噴射的漿液無法在

16、注漿管周圍凝結，無填充物的對地下水流速過大，噴射的漿液無法在注漿管周圍凝結，無填充物的巖溶地段、永凍土和對水泥有嚴重腐蝕的地基等情況，均不宜采用高巖溶地段、永凍土和對水泥有嚴重腐蝕的地基等情況，均不宜采用高壓噴射注漿法。壓噴射注漿法。v由于高壓噴射注漿能解決其它技術難以解決的疑難工程問題，加之見效由于高壓噴射注漿能解決其它技術難以解決的疑難工程問題，加之見效快、固結體穩(wěn)定性好等優(yōu)點，快、固結體穩(wěn)定性好等優(yōu)點，使用范圍正在不斷擴大使用范圍正在不斷擴大。14.1 概述概述v應用范圍應用范圍主要有：主要有：地基加固工程地基加固工程v提高建筑物地基的強度，基坑開挖時鄰近建筑物的防護，橋墩基提高建筑物地

17、基的強度，基坑開挖時鄰近建筑物的防護，橋墩基礎的防護，加固盾構法及頂管法的后座，穩(wěn)定礦山、地鐵、隧道礎的防護，加固盾構法及頂管法的后座，穩(wěn)定礦山、地鐵、隧道及管道溝的開挖面，防止土體滑坡，保護碼頭及堤岸，糾偏等。及管道溝的開挖面，防止土體滑坡，保護碼頭及堤岸，糾偏等。防滲止漏工程防滲止漏工程v堤、壩、閘、橋等基礎滲漏的防治，各種基坑、地下構筑物的防堤、壩、閘、橋等基礎滲漏的防治，各種基坑、地下構筑物的防滲治理，防治砂土液化，減少基礎震動，整治路基翻漿，地下防滲治理，防治砂土液化，減少基礎震動，整治路基翻漿，地下防滲墻的補救，防止噴砂冒水等。滲墻的補救，防止噴砂冒水等。v14.2 高壓噴射注漿加

18、固原理高壓噴射注漿加固原理14.2.1 加固機理加固機理v（1）高壓噴射流結構）高壓噴射流結構v（2）高壓噴射流的破壞力）高壓噴射流的破壞力14.2.2 加固地基作用加固地基作用v（1）高壓噴射流結構）高壓噴射流結構單管高噴注漿所使用的高壓噴射水泥漿流和多管所使用的高壓水射單管高噴注漿所使用的高壓噴射水泥漿流和多管所使用的高壓水射流，其流，其射流構造射流構造可用高速水連續(xù)射流在空氣中的模式予以說明：可用高速水連續(xù)射流在空氣中的模式予以說明：v假定噴射流不與四周空氣混合，射流邊界各處是大氣壓力，忽略假定噴射流不與四周空氣混合，射流邊界各處是大氣壓力，忽略摩擦力，噴嘴上無外力作用，噴嘴出口處流量是

19、均勻的，則高壓摩擦力，噴嘴上無外力作用，噴嘴出口處流量是均勻的，則高壓射流結構可分成射流結構可分成三個區(qū)域三個區(qū)域：初期區(qū)域、主要區(qū)域、終了區(qū)域。初期區(qū)域、主要區(qū)域、終了區(qū)域。 14.2.1 加固機理加固機理v1）初期區(qū)域）初期區(qū)域 ：包括保持噴嘴出口壓力的：包括保持噴嘴出口壓力的噴流核噴流核和和遷移段遷移段。噴流核噴流核軸向動壓是常數，速度均勻。在整個噴射流中，速度分布保持均勻的軸向動壓是常數，速度均勻。在整個噴射流中，速度分布保持均勻的部分稱為噴射核，由于邊界氣流的滲入，噴射核越來越小乃至消失。部分稱為噴射核，由于邊界氣流的滲入，噴射核越來越小乃至消失。在噴射核末端有一過渡階段，稱在噴射核

20、末端有一過渡階段，稱遷移段遷移段。此段噴射流的擴散寬度稍有增加，。此段噴射流的擴散寬度稍有增加，軸向動壓有所減小。軸向動壓有所減小。（1）高壓噴射流結構）高壓噴射流結構根據試驗資料：在根據試驗資料：在空氣中空氣中噴射，初期區(qū)域為噴射，初期區(qū)域為 xc（75100）d0 ，在，在水水中中噴射噴射 xc （66.5） d0 （ d0為噴嘴直徑）。為噴嘴直徑）。在空氣中射流的初期區(qū)域的長度比在水中約大在空氣中射流的初期區(qū)域的長度比在水中約大10倍。倍。v2）主要區(qū)域：）主要區(qū)域：軸向動壓陡然減弱，噴射流速度進一步降低，它的擴散率軸向動壓陡然減弱，噴射流速度進一步降低，它的擴散率為常數。為常數。擴散寬

21、度和距離的平方根呈正比擴散寬度和距離的平方根呈正比。在土中噴射時，噴射流與土在本區(qū)域內攪拌混合。在土中噴射時，噴射流與土在本區(qū)域內攪拌混合。v3）終了區(qū)域）終了區(qū)域 ：軸向動壓陡然減弱，噴射流能量處于衰竭狀態(tài)，噴射流成：軸向動壓陡然減弱，噴射流能量處于衰竭狀態(tài)，噴射流成為斷續(xù)流，末端呈霧化狀并與空氣混合在一起最后消散在大氣中。為斷續(xù)流，末端呈霧化狀并與空氣混合在一起最后消散在大氣中。（1）高壓噴射流結構）高壓噴射流結構（1）高壓噴射流結構）高壓噴射流結構v高噴加固的高噴加固的有效長度：有效長度：為初期區(qū)域和主要區(qū)域長度之和。為初期區(qū)域和主要區(qū)域長度之和。有效長度越長，則攪拌土的距離越大，高噴樁

22、的直徑也越大。有效長度越長，則攪拌土的距離越大，高噴樁的直徑也越大。v介質不同，有效射程也不同：介質不同，有效射程也不同：如如在空氣中在空氣中阻力小，射程遠；阻力小，射程遠；在水中在水中射流擴散快，動壓驟減，有效射程近；射流擴散快，動壓驟減，有效射程近；在土中在土中射流，由于有地下水和破碎土體合成的粘度高的泥漿，阻力更射流，由于有地下水和破碎土體合成的粘度高的泥漿，阻力更大，有效射程更近。大，有效射程更近。v當射流壓力為當射流壓力為1040 MPa時，噴射流在土中的壓力衰減規(guī)律為：時，噴射流在土中的壓力衰減規(guī)律為：25 . 00/ LKHdh （1）高壓噴射流結構）高壓噴射流結構v日本研究人員

23、日本研究人員在空氣、水和泥漿中進行的射流特性研究發(fā)現(xiàn)：在空氣、水和泥漿中進行的射流特性研究發(fā)現(xiàn)：如果在噴嘴周圍設一如果在噴嘴周圍設一環(huán)狀縫隙環(huán)狀縫隙，在射水的同時噴氣，射流的破壞能力，在射水的同時噴氣，射流的破壞能力和作用距離將增大。和作用距離將增大。如果空氣射流速度接近音速，氣流不會迅速擴散，而保持在水射流周如果空氣射流速度接近音速，氣流不會迅速擴散，而保持在水射流周圍，兩種物質像一種致密的射流噴出去，直至速度減小為止。圍，兩種物質像一種致密的射流噴出去，直至速度減小為止。v二管和三管高噴法二管和三管高噴法就是根據上述理論和試驗而發(fā)展起來的。氣、就是根據上述理論和試驗而發(fā)展起來的。氣、水、漿

24、同軸噴射將獲得更大的噴射距離。水、漿同軸噴射將獲得更大的噴射距離。（2）高壓噴射流的破壞力）高壓噴射流的破壞力v射流的射流的破壞力破壞力為：為：上式表明，當上式表明，當和和A不變時，破壞力與流速的平方成正比，要獲得較不變時，破壞力與流速的平方成正比，要獲得較大的破壞力，形成較大的成樁直徑，需增大大的破壞力，形成較大的成樁直徑，需增大流速流速，即提高噴射壓力。，即提高噴射壓力。但實踐表明，在噴嘴一定的情況下噴射壓力過高，水流但實踐表明，在噴嘴一定的情況下噴射壓力過高，水流霧化現(xiàn)象霧化現(xiàn)象增增強，破壞力會降低，成樁直徑反而減小了，即壓力和噴嘴之間有個強，破壞力會降低，成樁直徑反而減小了，即壓力和噴

25、嘴之間有個最最佳配合佳配合的問題。的問題。2AvF14.2.2 加固地基作用加固地基作用v單管高噴法：單管高噴法：就是用噴頭和高壓脈沖注漿泵把漿液以高壓力噴出，用就是用噴頭和高壓脈沖注漿泵把漿液以高壓力噴出，用液流的沖擊力破壞攪動土體，同時使噴頭以一定的速度旋轉并上升，液流的沖擊力破壞攪動土體，同時使噴頭以一定的速度旋轉并上升，使土體和硬化劑混合并凝固，形成一圓柱狀固結體。使土體和硬化劑混合并凝固，形成一圓柱狀固結體。v三管高噴法：三管高噴法：用壓縮空氣包裹高壓噴射水流沖擊破壞攪動土體，同時用壓縮空氣包裹高壓噴射水流沖擊破壞攪動土體，同時用低壓注漿泵注入漿液，漿液被高壓水、氣射流卷吸帶人，同時

26、與被用低壓注漿泵注入漿液，漿液被高壓水、氣射流卷吸帶人，同時與被攪動土體混合形成圓柱狀固結體。攪動土體混合形成圓柱狀固結體。14.2.2 加固地基作用加固地基作用加固地基形成樁、板、墻的機理可通過五種作用來說明：加固地基形成樁、板、墻的機理可通過五種作用來說明：（1）高壓噴射流切割破壞土體作用）高壓噴射流切割破壞土體作用v噴流動壓以脈沖形式沖擊土體，使土體結構破壞出現(xiàn)空洞。噴流動壓以脈沖形式沖擊土體，使土體結構破壞出現(xiàn)空洞。（2）混合攪拌作用）混合攪拌作用v鉆桿在旋轉和提升的過程中，在射流后面形成空隙，在噴射壓力鉆桿在旋轉和提升的過程中，在射流后面形成空隙，在噴射壓力作用下，迫使土粒向與噴嘴移

27、動相反的方向（即阻力小的方向）作用下，迫使土粒向與噴嘴移動相反的方向（即阻力小的方向）移動，與漿液攪拌混合后形成固結體。移動，與漿液攪拌混合后形成固結體。14.2.2 加固地基作用加固地基作用v（3）置換作用）置換作用三重管高噴法又稱三重管高噴法又稱置換法置換法，高速水射流切割土體的同時，由于通入壓，高速水射流切割土體的同時，由于通入壓縮空氣而把一部分切割下的土粒排出注漿孔，土粒排出后所空下的體縮空氣而把一部分切割下的土粒排出注漿孔，土粒排出后所空下的體積由注入的漿液補充進去。積由注入的漿液補充進去。v（4）充填、滲透固結作用）充填、滲透固結作用高壓漿液充填沖開的和原有的土體空隙，析水固結，還

28、可滲入一定厚高壓漿液充填沖開的和原有的土體空隙，析水固結，還可滲入一定厚度的度的砂層砂層而形成固結體。而形成固結體。v（5）壓密作用）壓密作用高壓噴射流在切割破碎土體的過程中，在破碎帶邊緣還有剩余壓力，高壓噴射流在切割破碎土體的過程中，在破碎帶邊緣還有剩余壓力，這種壓力對土層可產生一定的這種壓力對土層可產生一定的壓密作用壓密作用，使高噴樁體邊緣部分的抗壓，使高噴樁體邊緣部分的抗壓強度高于中心部分。強度高于中心部分。14.3 高壓噴射注漿漿液材料高壓噴射注漿漿液材料v水泥水泥是最便宜的注漿材料，取材也比較容易，是噴射注漿的是最便宜的注漿材料，取材也比較容易，是噴射注漿的基本材料。一般采用基本材料

29、。一般采用32.5級或級或42.5級硅酸鹽水泥。級硅酸鹽水泥。v化學漿液化學漿液還未在國內大規(guī)模地使用，僅在少數工程中應用過還未在國內大規(guī)模地使用，僅在少數工程中應用過丙凝、脲醛樹脂等作為噴射漿液。丙凝、脲醛樹脂等作為噴射漿液。v為提高水泥漿液的流動性和穩(wěn)定性，改變漿液的凝膠時間，為提高水泥漿液的流動性和穩(wěn)定性，改變漿液的凝膠時間，或提高固結體的抗壓強度，可在水泥漿液中加入或提高固結體的抗壓強度，可在水泥漿液中加入外加劑外加劑。14.3 高壓噴射注漿漿液材料高壓噴射注漿漿液材料根據加入根據加入外加劑外加劑及及注漿目的注漿目的的不同，水泥類漿液可分為以下幾類：的不同，水泥類漿液可分為以下幾類：v

30、（1）普通型）普通型普通型漿液一般采用普通型漿液一般采用32.5級或級或42.5硅酸鹽水泥，不加任何外加劑，硅酸鹽水泥，不加任何外加劑，水灰比一般為水灰比一般為0.81.5，固結體的抗壓強度（，固結體的抗壓強度（28d）最大可達）最大可達1.020 MPa，對于無特殊要求的工程宜采用普通型漿液。，對于無特殊要求的工程宜采用普通型漿液。v（2）速凝一早強型）速凝一早強型對地下水位較高或要求早期承擔荷載的工程，需在水泥漿中加入氯對地下水位較高或要求早期承擔荷載的工程，需在水泥漿中加入氯化鈣、三乙醇胺等化鈣、三乙醇胺等速凝早強劑速凝早強劑。其用量為水泥用量的。其用量為水泥用量的24，純水，純水泥漿與

31、土的固結體抗壓強度（泥漿與土的固結體抗壓強度（1d）為）為1.0 MPa，而摻入，而摻入2氯化鈣的氯化鈣的水泥水泥土固結體抗壓強度為土固結體抗壓強度為1.6 MPa，摻入，摻入4氯化鈣后為氯化鈣后為2.4 MPa。v（3）高強型）高強型凡噴射固結體的平均抗壓強度在凡噴射固結體的平均抗壓強度在20 MPa以上的稱為高強型。若想提以上的稱為高強型。若想提高固結體的抗壓強度，可以選擇高標號的水泥，或選擇高效能的擴高固結體的抗壓強度，可以選擇高標號的水泥，或選擇高效能的擴散劑和無機鹽組成的復合配方等。散劑和無機鹽組成的復合配方等。v14.4 高壓噴射注漿設計高壓噴射注漿設計14.4.1 噴射范圍噴射范

32、圍14.4.2 單樁承載力單樁承載力14.4.3 孔位布量孔位布量14.4.4 漿液用量漿液用量14.4.1 噴射范圍噴射范圍v噴射范圍噴射范圍（長短尺寸）設計的正確與否，不僅關系到工程的（長短尺寸）設計的正確與否，不僅關系到工程的經濟效益，而且還關系到工程的成敗。經濟效益，而且還關系到工程的成敗。v在工程實踐中，應根據估計固結體的范圍來選用噴射注漿的在工程實踐中，應根據估計固結體的范圍來選用噴射注漿的種類和噴射方式。種類和噴射方式。對于大型或重要的工程，估計范圍應在現(xiàn)場通過試驗確定。對于大型或重要的工程，估計范圍應在現(xiàn)場通過試驗確定。高噴固結體的范圍大小與土的種類和其密實程度有較密切的關系，

33、高噴固結體的范圍大小與土的種類和其密實程度有較密切的關系，不同的噴射種類和噴射方式所形成的固結體大小也不相同。不同的噴射種類和噴射方式所形成的固結體大小也不相同。14.4.1 噴射范圍的設計噴射范圍的設計v單管噴射單管噴射是以水泥漿作為噴流的載能介質，它的稠度和粘滯力較大，形是以水泥漿作為噴流的載能介質，它的稠度和粘滯力較大，形成的固結體直徑較小。成的固結體直徑較小。v而而三管噴射三管噴射是以水作為噴流的載能介質，水的流動阻力比水泥漿小，在是以水作為噴流的載能介質，水的流動阻力比水泥漿小，在同樣的壓力作用下，以水作為噴流介質對土體的破壞力要大，所以形成同樣的壓力作用下，以水作為噴流介質對土體的

34、破壞力要大，所以形成的固結體的直徑較大。的固結體的直徑較大。v二管噴射二管噴射注漿的固結體直徑介于二者之間。注漿的固結體直徑介于二者之間。v定噴定噴的噴射能量集中，噴射范圍較大；的噴射能量集中，噴射范圍較大；旋噴旋噴的噴射能量分散于的噴射能量分散于360的周的周圈上，噴射范圍（直徑）相對定噴較??；而圈上，噴射范圍（直徑）相對定噴較?。欢鴶[噴擺噴隨擺噴角度而異，其噴隨擺噴角度而異，其噴射范圍介于定噴和旋噴之間。射范圍介于定噴和旋噴之間。14.4.2 單樁承載力單樁承載力v旋噴固結體強度較高，一般情況下，粘性土固結強度為旋噴固結體強度較高，一般情況下，粘性土固結強度為0.36.0 MPa，無粘性土

35、固結強度為無粘性土固結強度為410 MPa。v對于重要工程或要求承載力較大的工程，可選用高標號硅酸鹽水泥，對于重要工程或要求承載力較大的工程，可選用高標號硅酸鹽水泥，通過室內試驗確定漿液的水灰比或需添加的外加劑。通過室內試驗確定漿液的水灰比或需添加的外加劑。v由于高噴樁直徑不一致，且外表凹凸不平，因此，具有較大的承載力，由于高噴樁直徑不一致，且外表凹凸不平，因此，具有較大的承載力，固結體直徑越大，其承載力越高。固結體直徑越大，其承載力越高。v但單樁承載力的變化較大一般必須經過現(xiàn)場試驗確定。但單樁承載力的變化較大一般必須經過現(xiàn)場試驗確定。14.4.3 孔位布量孔位布量v（1）堵水防滲工程）堵水防

36、滲工程對于堵水防滲工程多采用對于堵水防滲工程多采用定噴定噴、擺噴擺噴，地層含的粒徑較粗，地層含的粒徑較粗時，多采用時，多采用擺噴或旋噴擺噴或旋噴。對處理深度大于對處理深度大于20 m的復雜地層最好按雙排或三排布孔，的復雜地層最好按雙排或三排布孔，使高噴樁形成堵水惟幕?？拙酁槭垢邍姌缎纬啥滤┠弧？拙酁長1.73 R（R 為旋噴固為旋噴固結體半徑），排距結體半徑），排距 L1.5 R時最為經濟。時最為經濟。一般定噴、擺噴孔距為一般定噴、擺噴孔距為1.22.5 m，旋噴為，旋噴為0.81.2 m。高噴防滲效果一般可達高噴防滲效果一般可達 K n(10-510-6）cm/s。14.4.3 孔位布量孔

37、位布量v（2）地基加固）地基加固 在上部結構荷載在上部結構荷載W，承臺及承臺上覆土的自重，承臺及承臺上覆土的自重G，以及單樁承載力設，以及單樁承載力設計值計值R為已知的情況下，所需樁數為為已知的情況下，所需樁數為RGWn/ )(RGWn/ )(當承受偏心荷載作用時，承臺下各樁受力不均勻，樁數應適當增加，當承受偏心荷載作用時，承臺下各樁受力不均勻，樁數應適當增加，即即式中，式中，為偏心荷載下樁數增加系數，一般取為偏心荷載下樁數增加系數，一般取 1.11.2。 高噴樁高噴樁樁距樁距應根據上部結構荷載、單樁承載力及土質情況而定。一般應根據上部結構荷載、單樁承載力及土質情況而定。一般取樁距取樁距S=（

38、34）d（d為旋噴樁直徑），樁的布置方式可選用矩形或梅為旋噴樁直徑），樁的布置方式可選用矩形或梅花形布置?；ㄐ尾贾谩?4.4.4 漿液用量漿液用量v漿液用量有兩種計算方法，按漿液用量有兩種計算方法，按固結體體積需漿量計算固結體體積需漿量計算和和按旋噴工藝按旋噴工藝參數計算參數計算，取其大者作為漿液用量計算值。，取其大者作為漿液用量計算值。 （1）按固結體體積計算漿液用量）按固結體體積計算漿液用量 式中：式中： Q為漿液需用量，為漿液需用量，m3； R為旋噴固結體半徑，為旋噴固結體半徑，m； H為旋噴樁長度，為旋噴樁長度，m； 為漿液損失系數，根據施工經驗取為漿液損失系數，根據施工經驗取 0.1

39、0.3； 為折減系數。為折減系數。)1 (2HRQ14.4.4 漿液用量漿液用量v折減系數的取值：折減系數的取值：三管法的折減系數可參照二管法的折減系數選用；三管法的折減系數可參照二管法的折減系數選用；可根據噴射方式查規(guī)范中圖示參數。可根據噴射方式查規(guī)范中圖示參數。14.4.4 漿液用量漿液用量 （2）按單位時間的噴漿量和噴射持續(xù)時間計算漿液用量）按單位時間的噴漿量和噴射持續(xù)時間計算漿液用量式中：式中：Q為漿液用量，為漿液用量，m3； v為注漿管的提升速度，為注漿管的提升速度，m/min； H為旋噴樁長度，為旋噴樁長度，m； q為單位時間內的噴漿量，為單位時間內的噴漿量，m3/min； 為漿液

40、損失系數，通常為為漿液損失系數，通常為0.10.3。vHqQ/ )1 (14.5 高壓噴射注漿施工高壓噴射注漿施工v為搞好高噴注漿施工，首先要了解工程的技術要求，針對具為搞好高噴注漿施工，首先要了解工程的技術要求，針對具體工程進行體工程進行現(xiàn)場調查現(xiàn)場調查，搜集工程地質資料；依據工程設計，搜集工程地質資料；依據工程設計，編寫施工組織設計編寫施工組織設計，經主管部門審批后進行施工。，經主管部門審批后進行施工。施工組織設計施工組織設計包括：包括：v機械設備配套和布置、勞動組織、工程進度、材料計機械設備配套和布置、勞動組織、工程進度、材料計劃、技術和安全措施及工程質量檢查等。劃、技術和安全措施及工程

41、質量檢查等。14.5 高壓噴射注漿施工高壓噴射注漿施工v高壓噴射注漿施工工藝流程高壓噴射注漿施工工藝流程高壓噴射注漿高壓噴射注漿, ,按噴射時噴嘴的移動方式分為旋噴、定噴、擺噴；按噴射時噴嘴的移動方式分為旋噴、定噴、擺噴；按注漿管類型分為單管、雙管、三管；按注漿管類型分為單管、雙管、三管；不管哪種類型，工藝流程主要是以下幾個步驟不管哪種類型，工藝流程主要是以下幾個步驟: :v(1) (1) 鉆機就位鉆機就位v(2) (2) 造孔造孔v(3) (3) 下注漿管下注漿管v(4) (4) 噴射注漿噴射注漿v(5) (5) 清洗器具清洗器具v(6) (6) 回填注漿回填注漿14.5 高壓噴射注漿施工高

42、壓噴射注漿施工v（1）鉆機就位）鉆機就位鉆機安放在設計的孔位上。鉆機安放在設計的孔位上。v鉆孔位置與設計位置的偏差應鉆孔位置與設計位置的偏差應50 mm；v鉆桿軸線應對準鉆孔中心；鉆桿軸線應對準鉆孔中心；v漿管傾斜度應漿管傾斜度應1. 5%。14.5 高壓噴射注漿施工高壓噴射注漿施工v（2）造孔）造孔造孔的目的是為了把注漿管置入到預定深度。造孔的目的是為了把注漿管置入到預定深度。造孔方法可根據地層條件、加固深度和機具設備等確定。造孔方法可根據地層條件、加固深度和機具設備等確定。v可用高噴鉆機或其他鉆機造孔；可用高噴鉆機或其他鉆機造孔；v當遇到比較堅硬和復雜地層時宜用地質鉆機成孔；當遇到比較堅硬

43、和復雜地層時宜用地質鉆機成孔；v一般在二重管和三重管施工中為了提高高噴施工效率，都采用一般在二重管和三重管施工中為了提高高噴施工效率，都采用地質鉆機成孔。地質鉆機成孔。14.5 高壓噴射注漿施工高壓噴射注漿施工v（3）下注漿管）下注漿管成孔后即可下入注漿管到預定深度。成孔后即可下入注漿管到預定深度。v在下管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，應采取保護措施，也可邊在下管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，應采取保護措施，也可邊射水、邊下管。射水、邊下管。v但水壓力一般但水壓力一般1.0 MPa，以防射塌孔壁。，以防射塌孔壁。14.5 高壓噴射注漿施工高壓噴射注漿施工v（4）噴射注漿）噴射注漿將注漿管下入到預定

44、深度后將注漿管下入到預定深度后,即可自下而上進行噴射作業(yè)。即可自下而上進行噴射作業(yè)。v（5）清洗器具）清洗器具噴射作業(yè)完成后，應讓注漿泵吸入清水在地面上噴射，以便把泥漿噴射作業(yè)完成后，應讓注漿泵吸入清水在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內漿液全部排除，防止殘存的水泥漿將噴嘴和管泵、注漿管和軟管內漿液全部排除，防止殘存的水泥漿將噴嘴和管路堵塞。路堵塞。14.5 高壓噴射注漿施工高壓噴射注漿施工v（6）回填注漿）回填注漿噴射注漿完成后，由于漿液的析水作用，一般固結體均有不同程度噴射注漿完成后，由于漿液的析水作用，一般固結體均有不同程度的收縮，使固結體頂部出現(xiàn)一個凹穴，容易造成加固地基與建筑基

45、的收縮，使固結體頂部出現(xiàn)一個凹穴，容易造成加固地基與建筑基礎結合不緊密或脫空現(xiàn)象。礎結合不緊密或脫空現(xiàn)象。為防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可采取回灌補漿措施，或用水灰比為為防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可采取回灌補漿措施，或用水灰比為0. 6 的的水泥漿補灌。水泥漿補灌。14.6 高噴固結體的質量檢查高噴固結體的質量檢查v（1）開挖檢驗）開挖檢驗待漿液凝結具有一定的強度后，即可開挖檢查固結體待漿液凝結具有一定的強度后，即可開挖檢查固結體垂直度垂直度、形狀形狀和和質量質量。v（2）鉆孔檢查）鉆孔檢查從固結體中鉆取巖芯，并將巖芯做成標準試塊進行室內從固結體中鉆取巖芯，并將巖芯做成標準試塊進行室內物理力學性能試驗物理力學性能試驗。在現(xiàn)場進行鉆孔，在現(xiàn)場進行鉆孔，做壓水和抽水兩種試驗做壓水和抽水兩種試驗，測定其抗?jié)B能力。，測定其抗?jié)B能力。v（3）標準貫入試驗）標準貫入試驗在旋噴