【文章內(nèi)容簡介】 boSi）ecialGrouting 工作法，我國現(xiàn)稱二重管法），其旋噴柱直徑 0．5—，繼而又開發(fā)出 CJG 工作法（ColumnJetGrouting 工法，我國現(xiàn)稱三重管法）；從 20 世紀(jì)；80 年代開始，開發(fā)出的都是較大直徑旋噴柱或者能夠控制樁形的 SSS—MAN 工作法、RJP 工作法、MJS（九重管）工作法和有攪拌作用的噴射注漿的工作法，如 CCP—V 工作法、CCP—H 工作法和 JMM；工作法，形成了純噴射注漿和攪拌注漿兩大并列體系。；其中+以 RJP 工作法技術(shù)先進(jìn)且設(shè)備較少，易于操作。日本始終保持著高壓噴射注漿的世界領(lǐng)先地位，先后向歐美和亞洲許多國家作了技術(shù)輸出，帶動(dòng)了意大利、法國、德國、美國、瑞典、俄羅斯、泰國、新加坡、韓國等國家高壓噴射注漿技術(shù)的發(fā)展，雖然這些國家起步晚于我國，但發(fā)展較快在生產(chǎn)建設(shè)中效果很好。6 / 49我國是在日本之后，研究開發(fā)和應(yīng)用都較早的國家。1972 年開始試驗(yàn)研究，70 年代中期開始施工了。自 1972 年以來，我國近幾百項(xiàng)工程實(shí)踐均取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效果，高壓旋噴地基處理技術(shù)已列入我國現(xiàn)行的《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 （11GJ792022）。高壓噴射注漿法的概況所謂高壓噴射注漿，就是利用鉆機(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 20MPa 左右的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體。當(dāng)能量大、速度快和呈脈動(dòng)狀的噴射流的動(dòng)壓超過土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，土粒便從土體剝落下來。一部分細(xì)小的土粒隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿上比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列。漿液凝固后，便在土中形成一個(gè)固結(jié)體。固結(jié)體形狀和噴射移動(dòng)方向有關(guān)，一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡稱旋噴）和定向噴射（簡稱定噴），兩種注漿形式，旋噴時(shí)，噴嘴面噴射面旋轉(zhuǎn)和提升，固結(jié)體呈圓柱狀，如圖 21 所示 旋噴主要用于加固地基、提高地基的抗剪強(qiáng)度、改善土的變形性質(zhì)，使其在上部結(jié)構(gòu)荷載直接作用下不產(chǎn)生破壞或過大的變形；也可以組成閉合的帷幕，用于截阻地卜水流和治理流砂。定噴寸，噴嘴一面噴射一面提升，噴射的方向固定不變，岡結(jié)體形如壁狀，通常用于基礎(chǔ)防滲、改善地基上的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。我國的絕大多數(shù)單位擁有 CJG 三重管的技術(shù)，擁有 CCP 單管和 JSO 二重管的單位較少。高壓噴射注漿在我國垃用較廣，解決了一批其他施工方法難以奏效的困難地基和復(fù)雜的工程問題，已成為我國常用的施工方法之一，列入了我，國國家標(biāo)準(zhǔn)《地基與基礎(chǔ)工程及驗(yàn)收規(guī)范》（CB2021983）和國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79—2022）和部分省市的地基處理規(guī)范中。 高壓噴射注漿法分類作為地基加固，通常采用旋噴注漿形式，使加固體在土中成為均勻的圓柱體或異形圓柱體。當(dāng)前，高壓噴射注漿法的基本種類有：單管法、二重管法、三重管法和多重管法等四種方法。它們各有特點(diǎn)，可根據(jù)工程要求和土質(zhì)條件選用。（1）單管法，單管旋噴注漿是利用鉆機(jī)等設(shè)備，把安裝在注漿管（單管 j 底部側(cè)面的特殊噴嘴，置人土層預(yù)定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以 320MPa 左右的壓力，把漿液從噴嘴中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)，使?jié){液與從土體上崩落下來的土攪拌混合，經(jīng)過一定時(shí)間凝固，便在土中形成圓柱狀的固結(jié)體，如圖 22 所示。日本稱之為圖 21 旋噴固結(jié)體圖 22 單管旋噴注漿示意圖7 / 49CCP 工作法。（2）二重管法，使用雙通道的二重注漿管。當(dāng)二重注漿管鉆進(jìn)到土層的預(yù)定深度后，通過在管底部側(cè)面的一個(gè)同軸雙重噴嘴；同時(shí)噴射出高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)的噴射流沖擊破壞土體，即以高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置噴射出 20MPa 左右壓力的漿液，從內(nèi)噴嘴中高速噴出，并用 0，7MPa 左右壓力把壓縮空氣從外噴嘴中噴出，在高壓漿液流和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著增大，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，最后在土中形成圓柱狀固結(jié)體。固結(jié)體的直徑明顯增加，如圖 23 所示，日本稱這種方法為 JSG 工作法。 （3）三重管法，使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重注漿管。在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生 20MPa 左右的高壓水噴射流的周圍，環(huán)繞一股 左右的圓筒狀氣流，進(jìn)行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，再另由泥漿泵注入壓力為 2～5MPa 的漿液填充，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，最后便在土中凝固為直徑較大的圓柱狀固結(jié)體，如圖 24，日本稱這種方法為 CJP工作法。（4）多重管法,這種方法首先需要在地面鉆一個(gè)導(dǎo)孔，然后置人多重管，用逐漸向下運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)超高壓水射流（壓力約 40MPa）切削破壞四周的土體，經(jīng)高壓水沖擊下來的土和石，隨著泥漿立即用真空泵從多重管中抽出。如此反復(fù)的沖和抽，便在地層中形成一個(gè)較大的空間。裝在噴嘴附近的超聲波傳感器及時(shí)測出空間的直徑和形狀，最后根據(jù)工程要求選用漿液、砂漿、礫石等材料填充之。于是在地層中形成一個(gè)大直徑的柱狀固結(jié)體，在砂性上中最大直徑可達(dá) 4m，如圖25 所示，日本稱之為 SSS—MAN工作法。以上四種高壓噴射注漿法中，前三種屬于半置換法，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，成為置換狀態(tài)；后一種屬于全置換法，即高壓水沖擊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），以圖 2—3 二重管旋噴注漿示意圖圖 2—4 三重管旋噴注漿示意圖圖 25 多重管旋噴示意圖8 / 49其他材料充填之，成為全置換狀態(tài)。高壓噴射注漿固結(jié)體的形狀及作用見圖 21。表 21 高壓噴射注漿固結(jié)體的形狀及作用加固方法 噴射方法 形狀垂直墻狀（縱向截水墻）截水墻法（定噴）水平板狀（橫向截水墻）柱列狀（截水墻、擋土墻）高壓噴射注漿法樁法（旋噴）群狀（地基加固） 高壓噴射注漿加固基本原理高壓水噴射流的性質(zhì)高壓冰噴射流是通過高壓發(fā)生設(shè)備，使它獲得巨大能量后，從一定形狀的噴嘴，用一種特定的流體運(yùn)動(dòng)方式，以很高的速度連續(xù)噴射出來的、能量高度集中的一股液流。從流體力學(xué)知道，高壓連續(xù)射流的速度和功率可按下列公式計(jì)算：式中 v 0—噴嘴出口流速（m/s） p—噴嘴入口壓力(Pa) p0—噴口出口壓力(Pa) r—水的重度（N/m 3） g—重力加速度（） —噴嘴流速系數(shù)，良好的圓錐形噴嘴約 高壓水噴射流的流量計(jì)算公式為式中 Q—流量（m 3/s） u—流量系數(shù) A0—噴嘴出口面積(m 3) p—噴嘴入口壓力（Pa）r—水的重度（N/m 3） g—重力加速度（）在高壓高速的條件下，噴射流具有很大的功率，即在單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴中射出的噴射流具有很大的能量。若某個(gè)力在時(shí)間 t 內(nèi)做的功是 W，則它的功率 P 為 噴射壓力所做的功 A，如圖 26 所示，表示作用在活塞上的總壓力 P 總＝pA（A 為（24）（21）（22）（25）(23)9 / 49活塞承壓面積）推動(dòng)活塞移動(dòng)距離 L，即 W＝p 總 L=pAL=pV，噴射流的功率為 將式（23）代入式（2—5），整理得出噴射功率計(jì)算公式：式中 P—噴射流的功率（kW） d0—噴嘴直徑(cm) p—泵壓（Pa）如果噴射流的壓力分別為 10Χ106Pa、20Χ106pa、30Χ106Pa、40Χ106pa 和50Χ106Pa，噴嘴出口孔徑為 ，噴射壓力為 10MPa、20MPa、30MPa、40MPa 和50MPa，以 136m／s、192m／s、243m／s、280m／s 和 313m／s 的速度連續(xù)不斷地從噴嘴中噴射出來，則它們攜帶了 8．5kW、24kW、44kW、68kW 和 95kW 的巨大能量。 高壓噴射注漿工法適用范圍及特征高壓噴射注漿主要特征以高壓噴射流直接沖擊破壞土體，漿液與土以半置換或全置換凝固為固結(jié)體的高壓噴射注漿法，從施工方法、加固質(zhì)量到適用范圍，不但與靜壓注漿法有所不同，而且與其他地基處理方法相比，亦有獨(dú)到之處。高壓噴射注漿法的主要特征如下： （l）適用的范圍較廣圖 2—6 噴射流做功示意圖（26）10 / 49旋噴注漿法以高壓噴射流直接破壞并加固土體，固結(jié)體的質(zhì)量明顯提高。它既可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特別是用于工程落成之后，；顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運(yùn)營使用的長處。高壓旋噴注漿加固地基技術(shù)，主要適用于軟弱土層，如第四紀(jì)的沖（洪）積層、殘積層及人工填土等。這些正是建筑物地基常出現(xiàn)病害需要進(jìn)行處理的地層。我國的實(shí)踐證明，砂類土、粘性土、黃土和淤泥都能進(jìn)行噴射加固，效果較好，解決了小顆粒土不易注漿加固的難題。但對(duì)于礫石直徑過大、礫石含量過多及有大量纖維質(zhì)的腐植土，噴射質(zhì)量稍差，有時(shí)甚至還不如靜壓注漿的效果。對(duì)于地下水流速過大噴射漿液無法在漿管周圍凝固、無填充物的巖溶地段、永凍土和對(duì)水泥有嚴(yán)重腐蝕的地基，均宜采用高壓噴射注漿法。從固結(jié)體的目前性質(zhì)來看，噴射注漿法宜作為地基加固和基礎(chǔ)防滲之用。按用途，可分為增加地基強(qiáng)度、擋土圍堰及地下工程建設(shè)、增大土的摩擦力及粘聚力、減小振動(dòng)防止砂土液化、降低土的含水量、防滲帷幕、防止洪水沖刷等七類工程二十個(gè)方面，實(shí)用旋噴的工程種類見表 22。表 22 旋噴的工程種類用途噴射注漿法用途 效果提高地基承載力整治局部地表下沉樁基礎(chǔ)增加地基強(qiáng)度應(yīng)力擴(kuò)散保護(hù)臨近構(gòu)筑物地下工程建設(shè)市政排水管道工程擋土圍堰及底下工程防止基坑底部隆起防止小型坍方滑坡增大土的摩擦力錨固基礎(chǔ)減小設(shè)備基礎(chǔ)振動(dòng)減小振動(dòng)防止液化防止砂土液化整治路基翻漿冒泥降低土的含水率防止地基凍脹水庫壩基防滲礦山井巷帷幕防止管道漏氣地下連續(xù)墻的補(bǔ)缺防滲帷幕防止涌砂冒水防止洪水沖刷 防止橋渡、河堤及水工建筑物基礎(chǔ)的沖刷（2）施工簡便旋噴施工時(shí)，只需在土層中鉆一個(gè)孔徑為 50mm 或 300mm 的小孔，便可在土中噴射11 / 49成直徑為 — 的固結(jié)體，因而能貼近已有建筑物基礎(chǔ)建設(shè)新建筑物。此外能靈活地成型，它既可在鉆孔的全長成柱型固結(jié)體，也可僅作其中一段，如在鉆孔的中間任何部位。（3）固結(jié)體形狀可以控制為滿足工程的需要，在旋噴過程中，可調(diào)整旋噴速度和提升速度、增減噴射壓力，可更換噴嘴孔徑改變流量，使固結(jié)體成為設(shè)計(jì)所需要的形狀。高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動(dòng)方向有關(guān)，一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡稱旋噴）、定向噴射（簡稱定噴）和擺動(dòng)噴射（簡稱擺噴）三種型式，如圖 2—7 所示。旋噴法施工時(shí)、噴嘴—面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升，固結(jié)體呈圓柱狀。主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度、改善土的變形性質(zhì)，也可組成閉合的帷幕，用于截阻地下水流和治理流砂。旋噴法施工后，在地基中形成的圓柱體稱為旋噴樁。定噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面提升，噴射方向固定不變，固結(jié)體形如板狀或壁狀。擺噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面提升，噴射的方呈較小角度來回?cái)[動(dòng)，固結(jié)體形如較厚墻狀。定噴及擺噴再種方法通常用于基坑防滲、改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。（4）既可垂直噴射亦可傾斜和水平噴射一般情況下，采用在地面進(jìn)行垂直噴射注漿，而在隧道、礦山井巷工程、地下鐵道等建設(shè)中，亦可采用傾斜和水平噴射注漿。（5）有較好的耐久性在一般的軟弱地基加固中，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)圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的，能預(yù)期得到穩(wěn)定的加固效果并有較好的耐久性能可用于永久性工程。（6） 料源廣闊價(jià)格低廉噴射的漿液是以水泥為主十化學(xué)材料為輔，除了在要求速凝超早強(qiáng)時(shí)使用化學(xué)材料以外，一般釣地基工程的使層材料廣闊，—般使用價(jià)格低廉的 425 號(hào)普通硅酸鹽水泥。若處于地下水流速快或含有腐蝕性元素、土含水量大或固結(jié)強(qiáng)度要求高的場合下，圖 2—7 高壓噴射注漿的三種型式a）圓柱形 b）壁板形 c）扇形1 一樁 2 一射流 3 一冒漿 4 一噴射注漿 5 一板 6 一墻12 / 49則可根據(jù)工程需要，在水泥中摻人適量的外加劑，以達(dá)到速凝、高強(qiáng)、抗凍、耐蝕和漿液不沉淀等效果。此外，還可以在水泥中加入一定數(shù)量的粉煤灰，這不但利用了廢材，又降低了注漿材料的成本。（7）漿液集中，流失較少噴漿時(shí)，除一小部分漿液由于采用的噴射參數(shù)不適用等原因，沿著管壁冒出地面外，大部分漿液均聚集在噴射流的破壞范圍內(nèi)，很少出現(xiàn)在土中流竄到很遠(yuǎn)地方的現(xiàn)象。（8）設(shè)備簡單，管理方便高壓噴射注漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、占地少，能在狹窄和低矮的現(xiàn)場施工。施工管理簡便，在單管、二重管、三重管噴射過程中，通過對(duì)噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測，即可間接地了解旋噴的效果和存在的問題，以便及時(shí)調(diào)整旋噴參數(shù)或改變工藝，保證固結(jié)質(zhì)量。在多重管噴射時(shí)，更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之，施工管理十分有效。（9）生產(chǎn)安全高壓設(shè)備上有安全閥門或自動(dòng)停機(jī)裝置，當(dāng)壓力超過規(guī)定時(shí)，閥門便自動(dòng)開啟泄?jié){降壓或自動(dòng)停機(jī)，不會(huì)因堵孔升壓造成爆破事故。此外高壓膠管（5619mm 的三層鋼絲裹繞高壓膠管安全使；用壓力達(dá) 40MPa，爆破壓力 120MPa）是不易損壞的，只