【文章內(nèi)容簡介】 機具設備簡單，施工簡便。 （ 2）具有較好的耐久性，且料源廣闊，價格低廉。 （ 3）噪 聲小，無污染。 2 適用范圍 （ 1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時間影響小，可廣泛應用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉質粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。 （ 2）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作為基礎防滲之用；可作為施工中的臨時措施（如深基坑側壁擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理。 （ 3）當用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過大和已涌水的地基工程時，宜通過試驗確定其適用性。 3 工藝原理及 設計要求 加固原理 高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，以高壓設備使?jié){液或水、（空氣）成為 20～ 40MPa 的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結體（即旋噴樁），以達到加固地基或止水防滲的目的。 根據(jù)噴射方法的不同，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。 單管法：單層噴射管，僅噴射水泥漿。 二重管法：又稱漿液氣體噴射法，是用二重注漿管同時將高壓水泥漿和空氣兩種介質噴射流橫 向噴射出，沖擊破壞土體。在高壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著增大，最后在土中形成較大的固結體。 三重管法：是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質的三重注漿管，在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的地基中，噴嘴作旋轉和提升運動，使水泥漿與土混合，在土中凝固，形成較大的固結體，其加固 體直徑可達 2m。 噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關，其 中包括噴射壓力 P、提升速度 S、被加固土的抗剪強度 τ、噴咀直徑 d 和漿液稠度 B。加固范圍與噴射壓力 P、噴咀直徑 d 成正比，與提升速度 S、土的抗剪強度 τ 和漿液稠度 B 成反比。加固體強度與單位加固體中的水泥摻入量和土質有關。 單管、二重管、三重管旋噴樁機注漿施工示意參見圖 圖 圖 3。 成樁機理 高壓噴射注漿的成樁機理包括以下五種作用： （ 1）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴張。 （ 2）混合攪拌作用。 鉆桿在旋轉提升過程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴咀移動方向相反的方向（即阻力小的方向）移動位置，與漿液攪拌混合形成新的結構。 （ 3）升揚置換作用（三重管法）。高速水射流切割土體的同時，由于通入壓縮氣體而把一部分切下的土粒排出地上，土粒排出后所留空隙由水泥漿液補充。 （ 4）充填、滲透固結作用。高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙，析水固結，還漿桶 水箱 攪拌 機 水泥 倉 旋噴固結體 注漿管 鉆 機 噴頭 圖 2 二重管旋噴注漿示意圖 空壓機 高壓泥漿泵 漿桶 水箱 攪拌 機 水泥 倉 旋噴固結體 注漿管 鉆 機 噴頭 圖 3 三重管旋噴注漿示意圖 空壓機 高壓泥漿泵 高壓清水泵 高壓泥漿泵 漿桶 水箱 攪拌機 水泥倉 旋噴固結體 注漿 管 鉆機 噴 頭 圖 1 單管旋噴注漿 示意圖 可滲入砂層一定厚度而形成固結體。 （ 5）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋 噴樁體邊緣部分的抗壓強度高于中心部分。旋噴樁固結體情況圖 4 所示。 工藝設計要求 加固體直徑的確定 旋噴樁直徑與現(xiàn)場土質、土體強度和噴射壓力、流量、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關，應通過現(xiàn)場試驗確定。當無試驗資料時可參考表 1 選用。 布置形式 樁的平面布置形式需根據(jù)加固的目的給予考慮，分離布置的單樁可用于基礎的承重，排樁、板墻可用作防水帷幕，整體加固則常用于防止基坑底部的涌土或提高土體的穩(wěn)定性，水平封閉樁可用于形成地基中的水平隔水層。圖 5 為一般樁的平面布置形式 。 鐵路、公路路基基底一般采用梅花形加固地基的分離樁形式。樁間距一般采用 ～ 。公路設計規(guī)范規(guī)定，相鄰樁的凈距不應大于 4 倍樁徑。 表 1 旋噴樁直徑參考值（ m） 噴注種類 土的類別 單管法 二重管法 三重管法 粘性土 0＜ N＜ 5 177。 177。 177。 10＜ N＜ 20 177。 177。 177。 20＜ N＜ 30 177。 177。 177。 砂土 0＜ N＜ 10 177。 177。 177。 10＜ N＜ 20 177。 177。 177。 20＜ N＜ 30 177。 177。 177。 砂礫 20＜ N＜ 30 177。 177。 177。 注：表中 N 為標準貫入實測錘擊數(shù)。 滲透部分 攪拌混合部分 硬化劑主體部分 圖 4 旋噴樁體固結情況圖 壓縮部分 設計承載力 圖 （ 1）按樁身強度計算容許承載力。 ［ P］ = a［ σ］ A 式中 ［ P］ ——樁的容許承載力 （ kN） ； a ——樁體材料的強度折減系數(shù)， a=～ ； ［ σ］ ——樁體材料 7cm7cm7cm 試件的室內(nèi)平均抗壓強度 （ kPa） ； A ——樁的橫斷面積。 （ 2）按土體強度計算樁身容許承載力。 ［ P］ = ｕ Σfi li + A［ R］ 式中 ［ P］ ——樁的容許承載力 （ kN） ； ｕ ——樁身截面周長，按樁的直徑計算 （ m） ； fi——各土層的容許摩阻力 （ kPa） ； li ——各土層的厚度 （ m） ； A——樁底支承面積，按樁的直徑計算 （ m） ； ［ R］ ——樁尖處的地基容許承載力 （ kPa） 。 （ 3）復合地基承載力。 ? ? ? ?? ?1 ePeP P a R A AA ??? ? ??? 式中 P ——復合地基的容許承載力 （ kPa） ； ［ P］ ——單樁承載力 （ kPa） ； ［ R］ ——樁間土天然地基承載力 （ kPa） ； Ae ——一根樁分擔的荷載面積； Ap ——一根樁的斷面積； A ——天然地基承載力折減系數(shù)，當不考慮樁間土作用時為 0。 漿量計算 漿量計算有兩種方法，即體積法和噴量法，取大者作為設計噴射漿量。 體積法： 圖 5 一般樁的平面布置形式圖 22 01 1 2 2(1 )44 DDeQ K h K h?? ?? ? ? 噴量法： (1 )HQqV ??? 式中 Q ——需要的 噴漿量 （ m3） ； De——旋噴固結體直徑 （ m） ； D0——注漿管直徑 （ m） ； K1——填充率， ～ ； h1——旋噴長度 （ m） ； K2——未旋噴范圍土的填充率， ～ ； h2——未旋噴長度 （ m） ； β——損失系數(shù)， ～ ； ν——提升速度 （ m/min） ； H——噴射長度 （ m） ； q——單位噴漿量 （ m3/m） 。 根據(jù)計算所需的噴漿量和設計的水灰比，即可確定水泥的使用數(shù)量。 強度要求 旋噴樁設計要求，成樁 28 天后抽芯取樣進行無側限抗壓強度試驗，抽檢數(shù)為 2%，并 不小于 2 根，其無側限抗壓強度不得小于設計要求；地基加固后，復合地基承載力不得小于設計要求。 4 工藝流程 高壓旋噴樁 施工工藝流程圖見圖 6。 泥漿排放處理 鉆機就位 調整鉆架角度 鉆 孔 插 管 試 噴 高壓噴射注漿作 業(yè) 噴射結束 拔 管 樁機移位 機具清理 準備工作 制 漿 一級過濾 二級過濾 高壓泵對漿液加壓 啟動高壓清水泵、空壓機供水、風 圖 6 施工工藝流程圖 5 操作要點 施工前準備工作 （ 1）在設計文件提供的各種技術資料的基礎上作補充工程地質勘探，進一步了解各施工工點地基土的性質、埋藏條件。 （ 2）準備充足的水泥加固料和水。水泥的品種、規(guī)格、出廠時間經(jīng)試驗室檢驗符合國家規(guī)范及設計要求 ,并有質量合格證。嚴禁使用過期、受潮、結板、變質的加固料。一般水泥為425 號普通硅酸 鹽水泥。水要干凈，酸堿度適中， pH 值在 5～ 10 之間。 （ 3）根據(jù)補充勘探資料，在選擇的試驗工點加固范圍內(nèi)的各代表性地層用薄壁取土器采取必需數(shù)量的原狀土送試驗室，對取得的土樣在進行試驗之前應妥善保存，使土樣的物理和化學性能盡可能保持不變。 （ 4）室內(nèi)配合比試驗。根據(jù)設計要求的噴漿量或現(xiàn)場土樣的情況，按不同含水量設計并調整幾種配合比，通過在室內(nèi)將現(xiàn)場采取的土樣進行風（烘）干、碾碎，過 2～ 5mm 篩的粉狀土樣，按設計噴漿量、水灰比攪拌、養(yǎng)護、力學試驗，確定施工噴漿量、水灰比。一般水灰比可取 ～ 。為改善水泥 土的性能、防沉淀性能和提高強度，可適當摻入木質素磺硫鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、陶土、堿等外摻劑。若試驗之前土樣的含水量發(fā)生了變化，應調整為天然含水量。 （ 5）試樁試驗。根據(jù)室內(nèi)試驗確定的施工噴漿量、水灰比制備水泥漿液在試驗工點打設數(shù)根試樁，并根據(jù)試樁結果，調整加固料的噴漿量，確定攪拌樁攪拌機提升速度、攪拌軸回轉速度、噴入壓力、停漿面等施工工藝參數(shù)。 （ 6）推土機、挖掘機配合自卸汽車清除地表 厚的種植土，雜物，并將原地面按設計要求整平，填出路拱。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，施作臨時排、截水設 施，并在施工范圍以外開挖廢泥漿池以及施工孔位至泥漿池間的排漿溝。 （ 7）按設計要求完成施工放樣，用木樁定出樁位，用白石灰作出明顯標識。 施工工藝 （ 1）鉆機定位。移動旋噴樁機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時整平鉆機，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于 1%～ %。就位后，首先進行低壓（ ）射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。 （ 2）制備水泥漿。樁機移位時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿。首先將水加入桶中，再將水泥和外摻劑倒入，開動攪拌機攪拌 10～ 20 分鐘，而后擰開攪拌 桶底部閥門，放入第一道篩網(wǎng)（孔徑為 ），過濾后流入漿液池，然后通過泥漿泵抽進第二道過濾網(wǎng)（孔徑為 ），第二次過濾后流入漿液桶中，待壓漿時備用。 （ 3）鉆孔（三重管法）。當采用地質鉆機鉆孔時，鉆頭在預定樁位鉆孔至設計標高（預鉆孔孔徑為 15cm）。 （ 4）插管（單重管法、二重管法）。當采用旋噴注漿管進行鉆孔作業(yè)時，鉆孔和插管二道工序可合而為一。當?shù)谝浑A段貫入土中時，可借助噴射管本身的噴射或振動貫入。其過程為：啟動 鉆機，同時開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液，使鉆桿沿導向架振動、射流成孔下沉；直到 樁底設計標高，觀察工作電流不應大于額定值。三重管法鉆機鉆孔后，拔出鉆桿，再插入旋噴管。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可用較小壓力（ ～ ）邊下管邊射水。 （ 5）提升噴漿管、攪拌。噴漿管下沉到達設計深度后，停止鉆進，旋轉不停，高壓泥漿泵壓力增到施工設計值（ 20～ 40MPa），坐底噴漿 30s 后，邊噴漿，邊旋轉，同時嚴格按照設計和試樁確定的提升速度提升鉆桿。若為二重管法或三重管法施工，在達到設計深度后，接通高壓水管、空壓管，開動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和鉆機進行旋轉，并用儀表控制壓力、流量和風 量，分別達到預定數(shù)值時開始提升，繼續(xù)旋噴和提升，直至達到預期的加固高度后停止。 （ 6）樁頭部分處理。當旋噴管提升接近樁頂時，應從樁頂以下 開始，慢速提升旋噴，旋噴數(shù)秒，再向上慢速提升 ，直至樁頂停漿面。 （ 7）若遇礫石地層，為保證樁徑，可重復噴漿、攪拌：按上述 4～ 6 步驟重復噴漿、攪拌，直至噴漿管提升至停漿面，關閉高壓泥漿泵（清水泵、空壓機），停止水泥漿（水、風）的輸送，將旋噴漿管旋轉提升出地面，關閉鉆機。 （ 8）清洗。向漿液罐中注入適量清水，開啟高壓泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。 并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。 （ 9）移位。移動樁機進行下一根樁的施工。 （ 10）補漿。噴射注漿作業(yè)完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固結體頂部出現(xiàn)凹穴，要及時用水灰比為 的水泥漿補灌。 推薦的主要施工技術參數(shù) （ 1）單重管法。漿液壓力 20～ 40MPa，漿液比重 ～ ，旋噴速度 20rmin，提升速度～ ，噴嘴直徑 2～ 3mm，漿液流量 80～ 100L/min（視樁