4.9 高压喷射注浆地基

    ①单管法：喷射高压水泥浆液一种介质；②双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；③三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质。实践中，旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法，定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。

4.9.1  工艺性试桩是为了确定施工参数和施工工艺。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、大量植物根茎、地下障碍物或有过多的有机质时，应通过现场试验确定其适用性。

    高压喷射注浆先采用钻机造孔，带有喷头的喷浆管下至地层预定的位置，用从喷嘴喷出的高压射流(浆或水)冲击破坏地层。剥离的土颗粒的细小部分随着浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与注入的浆液掺搅混合，并按一定的浆土比例和质量大小重新排列，在土中形成固结体。对于硬黏性土，含有较多的块石或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，切削范围小或影响处理效果。而对于含有过多有机质的土层，其处理效果则取决于固结体的化学稳定性。鉴于上述几种土组成复杂、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用程度。

    高压喷射注浆的全过程分为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗。钻孔的目的是为了置入注浆管到预定的土层深度，如能直接把注浆管钻入土层预定深度，则钻孔和置入注浆管的两道工序合并为一道工序。

4.9.2  本条对高压喷射注浆的施工技术参数作出规定。

    1、2  单管、二重管和三重管法常用的施工参数见表4。

表4  单管、二重管和三重管施工参数

    压力应根据土、砂层的情况确定，一般土、砂层控制在20MPa，中密、密实砂层应大于30MPa，极松散的砂土层也可控制在10MPa。水灰比宜为1.0。

    3  双高压旋喷工法(Rod in Jet Pile简称RJP)是将超高压水和压缩空气喷射流，以及超高压水泥浆和压缩空气喷射流，通过安装在多重管前端的喷射器分两个阶段对土体进行切割搅拌，位于上部的高压水刀对土体先行导向切割破碎，位于下部的高压浆刀对土体进行二次扩大切割破碎，同时水泥浆与土体搅拌混合形成加固体。此工法的特点是加固深度大、桩径大、加固直径和强度比较均匀。

    RJP工法喷射管应采用高强度钢管，每根管长度3m，管与管之间采用精密螺纹连接。喷射管由3根管嵌套而成，外径为89mm。中间管的喷射介质为高压水泥浆，中间及外层环状空间喷射介质分别为高压清水和压缩空气。

    RJP工法喷头的作用是使高压介质转化成高能量的射线从喷嘴喷射出来，冲击破坏土体。根据需要喷头上设高压泥浆喷射嘴1个～2个、高压清水喷射嘴1个～2个和空气喷嘴1个～4个，压缩空气的环状喷嘴应围绕在泥浆或高压水喷嘴周围。

    4  双高压旋喷注浆管提升的速度宜为40mm/min～80mm/min，旋转速度宜为6r/min～8r/min，提升过程中卸管后继续喷浆时应复喷100mm。

    施工前，应对照设计图纸进行放线和核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。如遇有上水管、下水管、电缆线、煤气管、人防工程、旧建筑基础和其他地下埋设物等障碍物影响施工时，应与有关单位协商清除或搬移障碍物或更改设计孔位。

4.9.3  水泥在使用前需做质量鉴定，搅拌水泥浆所用水应符合混凝土拌合用水的标准，使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，拌制浆液的筒数、外加剂的用量等应有专人记录。

    外加剂和掺合料的选用及掺量应通过室内配比试验或现场试验确定，当有足够实践经验时，亦可按经验确定，常用外加剂有：

     速凝剂：水玻璃、氧化钙、三乙醇胺、苏打、碳酸钾、硫酸钠等。

    速凝早强剂：三乙醇胺、三异丙醇胺、氯化钠、二水石膏加氯化钙等。

    悬浮剂与塑化剂：亚硫酸盐、食糖、硫酸钠、硫酸亚铁、膨润土、高塑性黏土、纸浆废液等。

    防水剂：沸石粉、三乙醇胺、亚硝酸钠等。

    常用的掺合料：粉煤灰、膨润土或过筛黏土等。

    水泥浆液的水灰比越小，高压喷射注浆处理地基的强度越高。水灰比也不宜过小，以免造成喷射困难。其中双高压旋喷注浆的浆液水灰比宜为0.8～1.0。

4.9.5  高压泵通过高压橡胶软管输送高压浆液至钻机上的注浆管进行喷射注浆。若钻机和高压水泵的距离过远，将使高压水喷射流的沿程损失增大，造成实际喷射压力降低的后果。因此钻机与高压水泵的距离不宜过远，在大面积场地施工时，为了减少沿程损失，应注意调整高压泵与钻机的距离。

    各种形式的高压喷射注浆均宜自下而上进行。当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时，卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm，以保证固结体的整体性。

4.9.6  在不改变喷射参数的条件下，对同一标高的土层做复喷或驻喷时，能加大有效加固长度和提高固结体强度，这是一种局部获得较大旋喷直径或定喷、摆喷范围的简易有效方法。

    当喷射注浆过程中出现下列异常情况时，需查明原因并采取相应措施：

    (1)流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄露情况，必要时拔出注浆管，检查密封性能；

    (2)出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷，若系附近有空洞、通道，则应不断提升注浆管继续注浆直至冒浆为止或拔出注浆管待浆液固定后重新注浆；

    (3)压力稍有下降时，可能系注浆管被击穿或有孔洞使喷射能力降低，此时应拔出注浆管进行检查；

    (4)压力急剧上升、流量微小、停机后压力仍不变动时，则可能系喷嘴堵塞，应拔出管疏通喷嘴。

    当高压喷射注浆完毕后，或在喷射注浆过程中因故中断，短时间(大于或等于浆液初凝时间)内不能继续喷射时，均应立即拔出注浆管清洗备用，以防浆液凝固后拔不出管来。

    为防止因浆液凝固收缩产生加固地基与建筑基础不密贴或脱空现象，可采用超高喷射(旋喷处理地基的顶面大于建筑基础底面，其超高量大于收缩高度)、回灌冒浆或第二次注浆等措施。

4.9.7  高压喷射注浆处理地基时，在浆液硬化前，处理范围内的地基土因受到扰动而强度降低，容易产生附加变形、沉降，因此在处理既有建筑地基或在邻近既有建筑旁施工时，应防止施工过程中，在浆液凝固硬化前导致建筑物的附加下沉。通常采用控制施工速度、顺序，速凝液，大间距隔孔喷射，返浆回灌等方法防止或减少附加变形。

    针对一般旋喷工法存在剩余泥浆大量从孔口涌出污染作业环境、排浆难度随着旋喷孔深度增加而增大且喷射、搅拌效果降低等不足的情况，近年来，国内陆续引进发展了一种旋喷新技术即“全方位高压旋喷技术”，简称MJS工法。此法最大特点是具有排泥机构，即在监控器上设MJS装置，该装置是在喷嘴后方装的排泥浆吸入口，由该吸入口吸入泥浆，施工时根据地压变化还可调整排泥量及对地基的压力，使喷射压力充分运用并减少对周边的影响。该装置不仅用在竖直大深度大直径旋喷上，在水平、倾斜方向也能运用。由于钻管内还装设有大小7根管线，所以又叫七管旋喷法。其最大优点是不污染现场，能保持良好的施工环境且对周边环境变形影响小，不足之处是设备较复杂，占用空间较多，搬运不便。

4.9.8  邻近抽水作业会导致高压旋喷桩施工质量问题，特别是对于砂土，抽水作业会导致浆液流失，注浆固结体不成形或成形质量较差。施工中应做好泥浆处理，及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出。