高壓噴射注漿法地基處理工藝（25頁）

1、定義及種類 高壓噴射注漿法是60年代后期創(chuàng)始于日本，它是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為2040MPa左右的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度漸漸向上提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)固結(jié)體。固結(jié)體的形狀和噴射流移動(dòng)方向有關(guān)。13章 高壓噴射注漿法 一般分為：旋噴、定噴和擺噴高壓噴射注漿法的分類（按注漿管的類型） 1）單管法(CCP)：利用鉆機(jī)等設(shè)備將安裝在注漿管底部側(cè)面的特殊噴嘴置入土層預(yù)定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以20MPa左右的壓力，把漿液從噴嘴噴射出去沖擊破壞土體，同時(shí)借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)

2、，使?jié){液與土體混合，形成水泥土固體，其直徑一般為0.3 0.8m，如圖所示。2）二重管法(JSG)：使用雙通道的二重注漿管，同時(shí)噴出高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)的射流沖擊破壞土體。即以高壓泥漿泵等發(fā)生裝置噴射出20MPa左右的漿液，從內(nèi)噴嘴中高速?zèng)_出，并用0.7MPa左右的壓力把壓縮空氣從外噴嘴噴出。在高壓漿液流和外環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著增大，形成固結(jié)體的直徑顯然大于單管法。一般為1.0 2.0m。3）三重管法(CJG)：使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三通道注漿管。在20 40MPa的水射流，并外環(huán)繞0.7MPa空氣流組成高壓水與氣的復(fù)合噴射流，沖切土體，以形成較大的孔隙，另外再

3、由泥漿泵注入壓力為2MPa 5MPa的漿液填充，形成固結(jié)體。國(guó)內(nèi)主要采用這種三重管法。另一種三重管法是水泥漿采用高壓噴射，并在其外圍環(huán)繞空氣流進(jìn)行第二次沖擊切削土體，此中方法形成的固結(jié)體直徑大于前一種方法。4. 多重管法（3s法） 這種施工方法需要先打一個(gè)導(dǎo)孔置入多重管，利用大于或等于40MPa的高壓水流，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削破壞土體，被沖刷下來的土、砂和礫石等，立即用真空泵從管中抽到地面，如此反復(fù)沖切土體和抽泥，并以自身的泥漿護(hù)壁，邊在土中沖出一個(gè)較大的空洞，裝在噴頭上的超升波傳感器，及時(shí)測(cè)出空洞的直徑和形狀。當(dāng)空洞的形狀、大小和高度符合要求后，立即通過多重管充填洞穴。充填的材料根據(jù)工程需要隨意選擇

4、，水泥漿、水泥砂漿、混凝土、等均可，于是在地層中形成一個(gè)大直徑的柱狀固結(jié)體。在砂層中，最大直徑可達(dá)4.0m。這種方法可做到信息管理，施工人員完全掌握固結(jié)體的直徑和質(zhì)量。5) 多孔管法（MJS工法） MJS是Metro Jet System的縮寫，即地下噴射注漿系統(tǒng)，亦稱全方位高壓噴射工法，是日本最新開發(fā)出的。 MJS工法分別以高壓水噴射流和高壓水泥漿加四周環(huán)繞空氣流的復(fù)合噴射流，兩次沖刷破壞土體，固結(jié)體直徑較大。漿液凝固時(shí)間可通過速凝劑噴嘴注入速凝劑量調(diào)控，凝固時(shí)間可做到瞬間凝固。施工時(shí)可根據(jù)地壓的變化，調(diào)整噴射壓力、噴射量、空氣壓力和空氣量，就可增大固結(jié)效果。6）攪拌噴射（超長(zhǎng)噴嘴）法 SW

5、ING最新地基加固工法是臺(tái)灣高仕工程公司與日本大成建設(shè)技術(shù)合作的成果。它的技術(shù)特點(diǎn)是：鉆頭是一個(gè)可以做90度轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌翼，攪拌翼一端裝有噴嘴。鉆進(jìn)時(shí)攪拌翼豎立在支架內(nèi)起鉆頭作用，當(dāng)開始噴射時(shí)油壓缸和鏈條把攪拌翼推成水平狀進(jìn)行攪拌噴射注漿。固結(jié)體為復(fù)合體，有攪拌樁和旋噴樁兩部分組成，最大攪拌旋噴直徑3m，最大鉆深60m。 以上幾種高壓噴射注漿法中，只有多重管法（SSS-MAN）屬于全置換法，即高壓水（漿）沖下來的土，全部被抽出地面而在地層中形成一個(gè)空洞（空間），以噴射材料充填之，成為全置換狀態(tài)。其余的方法都屬于半置換法，即高壓水（漿）攜帶一部分土顆粒流出地面余下的土和漿液攪拌混合凝固，形成半置換

6、狀態(tài)。高壓噴射注漿法的特點(diǎn)1 適用范圍廣2 施工簡(jiǎn)便3 可控制固結(jié)體形狀4 可垂直、傾斜、水平噴射5 耐久性好6 料源廣闊7 設(shè)備簡(jiǎn)單高壓噴射注漿法的適用范圍土質(zhì)條件適用范圍主要適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土素填土和碎石土地基。高壓噴射注漿法的適用范圍工程適用范圍1、增加地基強(qiáng)度2、擋土圍堰及地下工程建設(shè)3、增大土的摩擦力和黏聚力4、減少振動(dòng)、防止液化 5、降低土的含水量 6、防滲帷幕7、防止洪水沖刷高壓噴射注漿法的成樁機(jī)理 1. 旋噴成樁機(jī)理 在噴射動(dòng)壓、離心力和重力的共同作用下，在橫斷面上土粒按其質(zhì)量的大小有規(guī)律的排列起來，小顆粒土在中部居多，大顆粒土多

7、在外側(cè)和邊緣部分，四周未被剝落的土粒則被擠密壓縮，形成漿液主體、攪拌混合、壓縮和滲透層等部分，成為一種新型的水泥土網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。固結(jié)體各部分的水泥含量和強(qiáng)度不同。 經(jīng)實(shí)測(cè)資料表明，旋噴樁的平均抗壓強(qiáng)度為半徑的0.8倍處的強(qiáng)度。 在粘性土中和砂類土中所形成的固結(jié)體橫斷面結(jié)構(gòu)不盡相同。在砂土中，旋噴樁外圈有一漿液滲透層，在粘性土中的旋噴樁沒有滲透層。 在縱斷面上，當(dāng)?shù)貙硬痪鶆虺识鄬臃植紩r(shí)，部分質(zhì)量大的土粒在固化之前，受重力影響而下沉，部分小土粒會(huì)上浮作垂直交換。2.定噴成樁機(jī)理 定噴時(shí)，高壓噴射注漿的噴嘴不旋轉(zhuǎn)只作固定方向噴射，并逐漸提升，在土中沖成一條溝槽把漿液灌進(jìn)槽中，形成一個(gè)板狀固結(jié)體。固結(jié)體在

8、砂質(zhì)土中有一部分滲透層，粘土中則沒有。 3. 高壓噴射注漿法在礫石層中的成樁機(jī)理 在大礫石中，噴射流因礫石的體大量重，不能切削顆?；蚴蛊湟苿?dòng)和重新排列，噴射流只能通過其空隙，充滿四周。漿液向四周擠壓，其固化機(jī)理接近靜壓灌漿理論中的滲透理論。2. 噴射孔距及布孔形式 1）加固地基噴射注漿孔布設(shè) （1）正方形布孔 ，各旋噴樁相切； （2）三角形布孔 ，各旋噴樁相切； （3）分散群樁布孔，一般用作復(fù)合地基， l1=23D； 2）堵水防滲帷幕基本孔位布置 （1）旋噴堵水防滲布孔 堵水防滲工程設(shè)計(jì)時(shí)，最后按雙排或三排布孔形成帷幕，孔距應(yīng)為1.73R0，排距為1.5R0最經(jīng)濟(jì)。 若想增加每一排旋噴樁的交圈

9、厚度，可適當(dāng)縮小孔距，按下式計(jì)算孔距：交聯(lián)寬度可按下式計(jì)算（2）擺噴堵水防滲布孔 1）交聯(lián)半圓形布孔：各孔擺動(dòng)噴成半圓形交聯(lián)，其有效厚度t0與重疊寬度h用下式計(jì)算 2）單向擺動(dòng)交聯(lián)形布孔：用一個(gè)噴嘴定向擺動(dòng)噴射注漿，單孔成扇形，重疊寬度r0和有效厚度t0用下式計(jì)算： t0 = 2r0sin /2 r0= (D/2) lB 3) 雙向擺動(dòng)交聯(lián)形布孔：孔距 lc= 1.8lB (3)定噴堵水防水布孔：(a)一字形定噴要求定向準(zhǔn)確；（b）菱形定噴防水墻可靠性較高；（c）折線形定噴和V形定噴防水性能高于一字形定噴。 3）堵水防滲組合式孔位布置 高壓噴射注漿法可分別與灌注樁、鋼板樁、混凝土預(yù)制樁等組合為一體，構(gòu)成防水帷幕，它們整體效果好，防水效果亦佳，是目前我國(guó)建筑工程深基坑防水常采用的一種形式。 3. 漿液使用量的計(jì)算 漿液使用量計(jì)算有兩種方法，體積法和噴量法，取大者作為噴射漿量。 1）體積法式中 Q需要的用漿量（m3）； De 、 D0旋噴體直徑、注漿管直徑（m）； K1 K2旋噴范圍土的填充率（0.75 0.90），未旋噴范圍土的填充