建筑物地基加固處理高壓噴射注漿法施工技術(shù)

高壓噴射注漿法HighPressureJetGrouting地基處理GroundImprovement高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法（HighPressureJetGrouting）一般是利用鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)處理深度形成導(dǎo)孔，再將帶有特殊噴嘴的噴射管插入至設(shè)計(jì)的土層深度，以高壓設(shè)備使?jié){液或水和氣成為20~40MPa左右甚至更高的高壓流從噴嘴中噴射出來(lái)，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，經(jīng)過(guò)凝結(jié)固化，便在土中形成固結(jié)體。固結(jié)體的形狀和噴射流移動(dòng)的方向有關(guān)，一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡(jiǎn)稱旋噴）、定向噴射（簡(jiǎn)稱定噴）和擺動(dòng)噴射（簡(jiǎn)稱擺噴）三種注漿形式下圖。高壓噴射注漿的三種基本形式（1）工藝類型單管法工藝類型二重管法工藝類型三重管法工藝類型多重管法（2）高壓噴射注漿法的特征1．適用范圍較廣該法即可用于工程新建之前，又可用于工程竣工后的托換工程，而且能保證施工時(shí)已有建筑物的正常使用。2．施工簡(jiǎn)便施工時(shí)只需在土層中鉆一小孔，便可在土體中噴射形成較大直徑的固結(jié)體，故而可貼近已有建筑物，成型靈活。3．可控制固結(jié)體形狀通過(guò)施工中旋噴速度、提升速度、噴射壓力或噴嘴直徑的調(diào)整，使固結(jié)體形成設(shè)計(jì)所需要的形狀。4．可垂直、水平和傾斜噴射在地面上常進(jìn)行垂直噴射，在地下工程等施工中，可采用水平和傾斜噴射。5．耐久性較好由于能得到穩(wěn)定的加固效果和較好的耐久性，故可用于永久性工程。6．廣闊的材料，價(jià)格低廉以水泥為主體的漿液，在地下水流速較大、土的含水量較高等情況下，可摻加適量外摻劑。以達(dá)到速凝、高強(qiáng)、抗凍、耐腐蝕和漿液不沉淀等效果。7．漿液集中，流失較少8.設(shè)備簡(jiǎn)便，管理方便高壓射注漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，機(jī)動(dòng)靈活，可在狹窄和低矮的空間施工。

（3）高壓噴射注漿法的適用范圍1．土質(zhì)適用條件主要適用于軟弱土層，如淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土、碎石土和殘積層等地基。當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅(jiān)硬粘性土、大量植物根莖或大量有機(jī)質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度，若地下水流速過(guò)大，漿液無(wú)法在注漿管周圍凝固時(shí)以及在無(wú)填充物的巖溶地段、永凍土及對(duì)水泥有嚴(yán)重腐蝕性的地基中，均不宜采用高壓噴射注漿法。2．工程適用范圍（1）提高地基強(qiáng)度提高地基承載力，加固地基，減少建筑物的沉降和不均勻沉降；（2）擋土圍堰及地下工程建設(shè)，保護(hù)地下工程，防止基坑底部隆起。（3）增大土的粘聚力和摩擦力，防止小型坍方滑坡。（4）防滲帷幕工程。（5）防止地基土液化，增強(qiáng)設(shè)備基礎(chǔ)下地基土的抗振動(dòng)性能。（6）隆低土的含水量，防止路基翻漿冒泥和地基凍脹。（7）其它，如防止地下管道漏水漏氣等。二、加固機(jī)理

（一）高壓噴射流對(duì)土體的破壞作用通過(guò)高壓發(fā)生設(shè)備，使高壓噴射流獲得巨大能量后，從一定形狀的噴嘴中以很高的速度連續(xù)噴射出來(lái)，形成能量高度集中的一股液流。在高壓高速條件下，噴射流具有很大的功率。一般要求高壓脈沖泵的工作壓力在20MPa以上，這樣就使射流象剛體一樣，沖擊破壞土體，使土體與漿液攪拌混合，凝固成柱狀固結(jié)體。（二）水（漿）、氣同軸噴射流對(duì)土體的破壞作用噴射嘴出口的高壓噴流的周圍加上筒狀空氣射流，進(jìn)行水、氣同軸噴射，空氣流使水或漿的高壓噴射流從破壞的土體上將土粒迅速吹散，使高壓噴射流的噴射破壞條件得到改善，阻力大大減小，能量消耗降低。因而增大了高壓噴射流的破壞能力，形成的固結(jié)體直徑較大。（三）水泥與土的固結(jié)機(jī)理1）膠凝體增大并吸收水分，使凝固加速，結(jié)合更密。2）產(chǎn)生結(jié)晶體，結(jié)晶體與膠凝體相互包圍滲透并達(dá)到一種穩(wěn)定狀態(tài)，這就是硬化的開(kāi)始。3）水化作用繼續(xù)深入到水泥微粒內(nèi)部，使未水化部分參與以上的化學(xué)反應(yīng)，直到完全沒(méi)有水分和膠質(zhì)凝固結(jié)晶充盈為止。三、加固土的基本形狀1）直徑較大；2）固結(jié)體形狀可變；3）質(zhì)量輕；4）滲透性差；5）固結(jié)強(qiáng)度高；6）單樁承載力。四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（一）旋噴直徑的確定由于單管、二重管和三重管等的噴射方法不同，所形成的固結(jié)體的直徑大小也不相同。通常根據(jù)估計(jì)直徑來(lái)選用噴射注漿的種類和噴射方式。對(duì)于大型的或重要的工程，估計(jì)直徑應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)確定。可采用矩形或梅花形布樁方式。四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）地基承載力計(jì)算經(jīng)旋噴加固的地基，一般應(yīng)按復(fù)合地基設(shè)計(jì)。旋噴樁復(fù)合地基載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)確定，也可按下式計(jì)算或結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。

fsp,k=m（Ra/Ap）+β（1-m）fsk

單樁豎向承載力的計(jì)算

：與攪拌樁樁身水泥土配比相同的室內(nèi)加固土試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，28天齡期的立方體抗壓強(qiáng)度平均值，kPa；：樁身強(qiáng)度折減系數(shù)，可取0.33。（三）地基變形計(jì)算旋噴樁沉降計(jì)算值應(yīng)視為樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的復(fù)合地基和下臥層地基土的變形之和。其中復(fù)合地基的壓縮模量由下式確定:（四）集漿量炕計(jì)算漿液用量列有二種計(jì)頁(yè)算方法，菊即按體積愉法和噴量戚法計(jì)算，磨并取其中輔的大值作糾為設(shè)計(jì)噴仍射漿量。（五）欣防滲堵水嚼設(shè)計(jì)（六）凱漿液材料劃與配方水泥是最毀便宜且取年材容易的償漿液材料。園是噴射箱注漿的患基本漿搜材。國(guó)鋼內(nèi)只有菜少數(shù)工事程使用容過(guò)丙凝左和尿醛據(jù)樹(shù)脂等素漿材。四、施壞工工藝（一）預(yù)施工機(jī)具高壓噴射薦注漿的施充工機(jī)具，桿主要由鉆稻機(jī)和高壓類發(fā)生設(shè)備螞兩部分組豆成。（二）血施工蠢順序1．鉆機(jī)桑就位將鉆機(jī)謙安放在脅設(shè)計(jì)的門孔位上苦并保持脾垂直。撲施工時(shí)稿旋噴管牙的允許料傾斜度喉不得大批于1．5％。2．鉆孔單管旋噴曾常用76型旋轉(zhuǎn)途振動(dòng)鉆旺機(jī)，鉆俯進(jìn)深度腿可達(dá)30m以上，適德用于標(biāo)準(zhǔn)怠貫入度小減于40的砂土和甩粘性土。窩當(dāng)遇到比桶較堅(jiān)硬的攤地層時(shí)宜距采用地質(zhì)縫鉆機(jī)。鉆撿孔位置與鞭設(shè)計(jì)位置遷的偏差不鼻得大于50m忌m。3．插管將噴管插撞入地層預(yù)扣定的深度能。使用76型振動(dòng)鉆微機(jī)鉆孔時(shí)盆，插管與運(yùn)鉆孔兩道穩(wěn)工序合二墨為一，鉆御孔完畢，刃插管作業(yè)屋即完成．茂使用地質(zhì)起鉆機(jī)鉆孔貌完畢，須析拔出巖芯中管，再換議上旋噴管赴插入到頂榆定深度。需插管過(guò)程恐中可邊射幼水、邊插報(bào)管，以防告泥砂堵塞費(fèi)噴嘴。若晨射水壓力屯過(guò)高，如旗大于1MP畫a，則容捐易射塌露孔壁。4．噴射作猶業(yè)當(dāng)噴管插金入預(yù)定深筒度后，立拖即按設(shè)計(jì)廈配合比攪偏拌漿液，院開(kāi)始由下幼而上進(jìn)行質(zhì)噴射作業(yè)使。技術(shù)人乞員必須時(shí)威刻檢查漿漫液初凝時(shí)處間、注漿幸量、風(fēng)量嶄、壓力、我旋轉(zhuǎn)提升效速度等參扯數(shù)是否符今合設(shè)計(jì)要殿求，隨時(shí)豪記錄并繪盯制作業(yè)過(guò)綿程曲線。5.沖洗。6.移動(dòng)機(jī)具董。五、質(zhì)員量檢驗(yàn)（一）杠檢驗(yàn)倒內(nèi)容1．固結(jié)債體的整仰體性和挺均勻性貫；2．固結(jié)體有的有效直葡徑；3．固結(jié)體逗的垂直度鋸；4．固結(jié)體橫的強(qiáng)度特烤性（樁的竊軸向抗壓離強(qiáng)度及抗檢剪強(qiáng)度、械水平承載尋力、抗?jié)B兆性、抗凍住性和抗酸帳堿性等）挪；5．固結(jié)汁體的溶崗蝕和耐振久性能黨。（二）檢如驗(yàn)方法1．開(kāi)挖掠檢驗(yàn)待漿液章凝固具墳有一定云強(qiáng)度后馳（不少華于28天），琴即可開(kāi)億挖檢查懲固結(jié)體霞的垂直捎度和固爽結(jié)體的峽形狀。2．鉆孔順取芯在已旋厘噴好的云固結(jié)體扒中鉆取陳巖芯，猶將巖芯吵做成標(biāo)治準(zhǔn)試件撫進(jìn)行室陪內(nèi)物理蛾力學(xué)性蟻能試驗(yàn)續(xù)，鑒定技其是否切符合設(shè)云計(jì)要求襲。3．滲透盾試驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)錢場(chǎng)滲透跳試驗(yàn)，媽測(cè)定其嫌抗?jié)B能底力，一彼般有鉆津孔壓力號(hào)注水和猜鉆孔抽駝水兩種仇滲透試舒驗(yàn)。4．標(biāo)準(zhǔn)貫腹入試驗(yàn)在旋噴固魯結(jié)