高压喷射注浆法

第13章 高压喷射注浆法13.1概述高压喷射注浆法(Jet Grouting)是用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出，形成喷射流，以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法。

我国简称为高喷法或旋喷法。

20世纪60年代末期，日本NIT公司在承建日本国大阪市地下铁道建设冻结法施工中，由于冰冻融化，造成严重事故，后改为灌浆法施工。

在灌浆过程中，浆液沿着土层交界面溢走很多，不能完全达到加固地基和止水目的。

在这关键时刻，中西涉博士急中生智，大胆引用了水力采煤技术，将高压水射流技术应用到灌浆工程中，创造出一种全新的施工法——高压喷射注浆法。

它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，用高压设备使浆液或水以20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定的速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个均匀的固结体，其地基加固和防水止渗效果良好。

不但解决了大阪地下铁道建设的难题，而且划时代地创造出一种全新的施工法——高压喷射注浆法，当时定名为CCP工法（Chemical Churning Pile or Pattern，我国现称单管法）。

在1973年莫斯科举行的第八届国际土力学学会（ISSMFE）会议上，这一发明得到各国岩土工程专家的称赞与重视。

我国是在日本之后研究开发较早和应用范围较广的国家。

1972年铁道部科学研究院率先开发高压喷射注浆法。

1975年，我国冶金、水电、煤炭、建工等部门和部分高等院校，也相继进行了试验和施工。

至今，高压喷射注浆法已成功应用于已有建筑和新建工程的地基处理、深基坑地下工程的支挡和护底、构造地下防水帷幕防止砂土液化、增大土的摩擦力和粘聚力以及防止基础冲刷等方面。

据不完全统计，我国已有近千项工程应用了高压喷射注浆技术。

经过多年的实践和发展，高压喷射注浆法已成为我国常用的一种施工方法。

它已列入国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ 202－2002和国家行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79－2002中。

高压喷射注浆法第一节一般规定第10.1.1条高压喷射注浆法包括旋喷注浆、定喷注浆和摆喷注浆三种方法。

本法欧美国家称为Jet Grouting，日本称作高压喷射注浆法或CCP工作，JSG工法等。

由于高压喷射注浆法使用的压力大，因而喷射流的能量大、速度快。

当它连续和集中地作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到颗粒直径很小的卵石、碎石土，几乎各种土质，无论其软硬，均有巨大的冲击破碎和搅动作用，使注入的浆液和土拌合均匀凝固为新的固结体。

实践表明，本法对淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、碎石土和人工填土等地基都有良好的处理效果。

但对于含有较多的大粒径块石或有大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，影响处理效果。

而对于含有过多有机质的土层，则其处理效果取决于固结体的化学稳定性。

鉴于上述几种土的组成复杂、差异悬殊，高压喷射注浆处理的效果差别较大，不能一概而论，故应根据现场试验结果确定其适应程度。

对于湿陷性黄土地基，因当前试验资料和施工实例较少，亦应预先进行现场试验。

高压喷射注浆处理深度较大，我国建筑地基高压喷射注浆处理深度目前已达到30m以上。

第10.1.2条高压喷射注浆有强化地基和防水止渗的作用，可卓有成效地用于已有建筑和新建工程的地基处理，深基坑地下工程的支挡和护底、筑造地下防水帷幕、减振防止砂土液化、增大土的磨擦力和粘聚力，以及防止基础冲刷等方面。

对地下水流速过大和已涌水的防水工程，由于工艺、机具和瞬时速凝材料等方面的原因，应慎重使用。

必要时应通过现场试验确定。

第10.1.3条高压喷射有旋喷注浆（固结体为圆柱状或圆盘状）定喷注浆（固结体为墙壁状）和摆喷注浆（固结体为扇状）等3种基本形式，它们均可用于下列方法实现：一、单管法：喷射高压水泥浆液1种介质：二、二重管法：喷射高压水泥浆液和气流复合流或分别喷射高压水流和灌注水泥浆液等两种介质：三、三重管法：喷射高压水流和气流复合流并灌注水泥浆液等3种介质。

高压喷射注浆法前言高压喷射注浆技术是日本20世纪60年代末期创造出来的一种全新的施工方法，当时定名为CCP工法，即单管法。

在70年代中期，日本又开发出JPG工法，即二重管法、CJG工法，即三重管法。

70年代末期，高压喷射注浆技术开始在我国得到迅速发展，但主要在铁路、冶金和市政等部门用于提高地基承载力，进行建筑物的地基加固处理。

20世纪80年代初开始，山东省水利科学研究院在土坝静压灌浆和高压旋喷桩的基础上，进行高压喷射注浆防渗技术的研究。

1988年国家科委将其列为重点研究、推广项目后，我国的高压喷射注浆技术有了很大进展。

高压喷射注浆是一种处理软土地基的新技术，适用与建筑物的地基补强、防沉陷、防倾斜、防渗透、防砂基液化及地基隆起。

该技术的原理是利用工程钻机，将灌浆管置与预计的地基加固深度，在灌浆管的下部，装有特制的喷具，可在水平或下倾方向上喷射30MPa 以上的高压水、气细射流。

灌浆管不断缓慢提升，同时还可摆动或旋转，对土体进行切割与搅拌，并充填固化剂，待土体固化后，便可在地下形成符合要求的板墙或桩体。

板墙厚度可为0.07-1.0m，桩体直径最大可达2m多。

数个板或桩相交，便形成地下连续墙。

我国自引进高压喷射注浆技术以来，经过多年的研究、发展及应用，该技术日趋成熟。

高压喷射注浆是通过射流作用强制性破坏原地层结构，不存在一般静压注浆的可灌性问题。

只要高压射流能破坏的细砂层、极细砂层、黏土层等均可处理，对块、卵石层的较大孔隙及集中渗漏的空间，以各种射流机理加之绕流、位移、袱裹等作用，便可将地层颗粒或及配料予以充填、封堵。

高压喷射注浆板墙具有良好的连接性能，板墙自身及它与建筑物在上下、左右、前后能实现三维空间连接；可通过新高压喷射流将老板墙或地下原有构筑物表面冲刷干净并与其凝结为一体。

该工艺对施工场地要求不高，不需要对地层进行开挖，而通过在钻孔内的任何高度上采用不同方向、不同喷射形式，可按设计要求喷射成各种形状的凝结体；可穿过坝体、涵洞等建筑物对数十米下的沙砾层、隐患进行处理；也可在水上对水下隐患进行处理，对高喷形成板墙的物理力学指标也可以人为通过浆液予以调整。

高压喷射注浆法１２．１一般规定１２．１．１高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。

当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高的有机质时，以及地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。

１２．１．２高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑地基加固，深基坑、地铁等工程的土层加固或防水。

１２．１．３高压喷射注浆法分旋喷、定喷和摆喷三种类别。

根据工程需要和土质条件，可分别采用单管法、双管法和三管法。

加固形状可分为柱状、壁状、条状和块状。

１２．１．４对既有建筑物在制定高压喷射注浆方案时应搜集有关的历史和现状资料、邻近建筑物和地下埋设物等资料。

１２．１．５高压喷射注浆方案确定后，应结合工程情况进行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。

１２．２设计１２．２．１高压喷射注浆形成的加固体强度和范围，应通过现场试验确定。

当无现场试验资料时，亦可参照相似土质条件的工程经验。

１２．２．２竖向承载旋喷桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定。

初步设计时，也可按本规范公式（９．２．５）估算，公式中β为桩间土承载力折减系数，可根据试验或类似土质条件工程经验确定，当无试验资料或经验时，可取０～０．５，承载力较低时取低值。

１２．２．３单桩竖向承载力特征值可通过现场单桩载荷试验确定。

也可按式（１２．２．３／１）和（１２．２．３／２）估算，取其中较小值：１２．２．４当旋喷桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》ＧＢ５０００７的有关规定进行下卧层承载力验算。

１２．２．５竖向承载旋喷桩复合地基宜在基础和桩顶之间设置褥垫层。

褥垫层厚度可取２００～３００ｍｍ，其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于３０ｍｍ。

１２．２．６竖向承载旋喷桩的平面布置可根据上部结构和基础特点确定。

独立基础下的桩数一般不应少于４根。