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摘要：高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
关键词：建筑物喷射灌浆 施工
Abstract: The high-pressure spray destroy the soil structure within certain scope, and forces to mix it with curing slurry. After concreting, it form induration whit some performance and shapes.
Keywords: buildings; jet grouting; construction
中圖分类号： TU433文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
尚书水库于2009年进行全面除险加固，工程试运行期间发现溢洪道侧墙产生不均匀沉降，导致局部侧墙产生开裂，影响正常运行，通过工程地质勘察，查明在溢洪道下卧地层存在土洞，同时该地基土为湿陷性黄土，水库蓄水后，随着地基土含水量的增加，其承载力下降，导致溢洪道侧墙产生不均匀沉降，为确保溢洪道闸门等工程安全，采用了单管旋喷灌浆加固技术。
一、高压喷射灌浆技术
高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液，同时钻杆以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
高压喷射灌浆分为旋喷、定喷、摆喷，其主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。
（一）基本种类
按喷射介质及其管路多少可分为单管法、二管法、三管法等，见下图。
高压喷射灌浆示意图
1.单管旋喷法 通过单根管路，利用高压浆液（20～30MPa），喷射冲切破坏土体，成桩直径为40～50cm。其加固质量好，施工速度快和成本低，但固结体直径较小。
2.二管旋喷法 在单管法的基础上又加以压缩空气，并使用双通道的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴，高压浆液以20MPa左右的压力从内喷嘴中高速喷出，在射流的外围加以0.7MPa左右的压缩空气喷出。在土体中形成直径明显增加的柱状固结体，达80～150cm。
3.三管旋喷法 使用分别输送水、气、浆三种介质的三重灌浆管。高压水射流和外围环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体，在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流，进行水、气同轴喷射，可以减少水射流与周围介质的摩擦，避免水射流过早雾化，增强水射流的切割能力。喷嘴边旋转喷射，边提升，在地基中形成较大的负压区，携带同时压入的浆液充填空隙，就会在地基中形成直径较大、强度较高的固结体，起到加固地基的作用。
尚书水库溢洪道地基加固采用单管旋喷法，孔排距均为200cm，桩径60cm，桩长9m—15m，总进尺1632m，设计强度不小于3MPa,实测最小强度6.4MPa、最大强度25.4MPa。
（二）浆液材料
水泥是喷射灌浆的基本材料，水泥类浆液可分为以下几种类型。
1.普通型浆液 一般采用普通硅酸盐水泥，水灰比一般为0.8：1～1.5:1，固结体的抗压强度(28d)最大可达1.0～20MPa。
2.速凝－早强型 适于地下水位较高或要求早期承担荷载的工程，需在水泥浆中加入氯化钙、三乙醇胺等速凝早强剂，掺入2%氯化钙的水泥－土的固结体的抗压强度为1.6MPa，掺入4%氯化钙后为2.4MPa。
3.高强型 喷射固结体的平均抗压强度在20MPa以上。可以选择高标号的水泥，或选择高效能的扩散剂和无机盐组成的复合配方等。
尚书水库溢洪道地基加固采用普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1，泵压25MPa，转数28r/min，升速23 cm/min，喷嘴1*2.8。
（三）单管旋喷桩施工工艺
施工准备—测量定位—钻机就位—开孔检查—钻进至设计标高—旋喷开始—提升旋喷注浆—旋喷结束—转入下一桩位。
（四）单管旋喷桩质量标准
钻孔垂直度允许偏差：≤1.5%；钻孔位置允许偏差：20mm；钻孔深度允许偏差：+200mm；
桩体直径允许偏差：≤50mm；桩身中心允许偏差：≤0.2D；通过实测钻孔垂直度、孔位、孔深、桩体直径均符合设计要求。
（五）固结体的质量检测
1）开挖检验：待浆液凝结具有一定的强度后，即可开挖检查固结体垂直度、形状和质量；
2）钻孔检查：从固结体中钻取岩芯，进行室内物理力学性能试验。在钻孔中做压水或抽水试验，测定其抗渗能力；
3）标准贯入试验：在旋喷固结体的中部可进行标准贯入试验。
4）载荷试验：静载荷试验分垂直和水平静载荷试验两种。试验时，需在受力部位浇筑0.2～0.3m厚的混凝土层。
二、单管旋喷桩灌浆效果
旋喷桩施工期间容易产生较大的附加沉降，尚书水库溢洪道地基加固在施工中采用间隔跳跃施工工序，通过施工期间的沉降监控，附加沉降得到有效控制，建筑物没有产生新的开裂及变形。竣工验收后当年蓄水运行，建筑物没有产生沉降变形。
三、施工注意事项
1.在旋喷桩施工区最外围的一排桩采用1， 5， 9…，间隔跳打的方法进行施工，围内部采用不跳桩按次序施工。
2.钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。
3.喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。
4.喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其它钻孔排出的泥上或杂物进入。
5.为了加人固结体尺寸，或对深层硬上，为了避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：第一次喷射（初喷）时，不注水泥浆液，初喷完毕后，将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第一次喷射（复喷）。
6.在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。
7.对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣，在粘土层、淤泥层旋喷时，因冒浆中掺入粘上或清水，故不宜利用冒浆回灌。
8.在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时，如用清水或普通泥浆作冲洗液，会加剧沉降，此时宜用空气洗孔。
关键词：建筑物喷射灌浆 施工
Abstract: The high-pressure spray destroy the soil structure within certain scope, and forces to mix it with curing slurry. After concreting, it form induration whit some performance and shapes.
Keywords: buildings; jet grouting; construction
中圖分类号： TU433文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
尚书水库于2009年进行全面除险加固，工程试运行期间发现溢洪道侧墙产生不均匀沉降，导致局部侧墙产生开裂，影响正常运行，通过工程地质勘察，查明在溢洪道下卧地层存在土洞，同时该地基土为湿陷性黄土，水库蓄水后，随着地基土含水量的增加，其承载力下降，导致溢洪道侧墙产生不均匀沉降，为确保溢洪道闸门等工程安全，采用了单管旋喷灌浆加固技术。
一、高压喷射灌浆技术
高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液，同时钻杆以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
高压喷射灌浆分为旋喷、定喷、摆喷，其主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。
（一）基本种类
按喷射介质及其管路多少可分为单管法、二管法、三管法等，见下图。
高压喷射灌浆示意图
1.单管旋喷法 通过单根管路，利用高压浆液（20～30MPa），喷射冲切破坏土体，成桩直径为40～50cm。其加固质量好，施工速度快和成本低，但固结体直径较小。
2.二管旋喷法 在单管法的基础上又加以压缩空气，并使用双通道的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴，高压浆液以20MPa左右的压力从内喷嘴中高速喷出，在射流的外围加以0.7MPa左右的压缩空气喷出。在土体中形成直径明显增加的柱状固结体，达80～150cm。
3.三管旋喷法 使用分别输送水、气、浆三种介质的三重灌浆管。高压水射流和外围环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体，在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流，进行水、气同轴喷射，可以减少水射流与周围介质的摩擦，避免水射流过早雾化，增强水射流的切割能力。喷嘴边旋转喷射，边提升，在地基中形成较大的负压区，携带同时压入的浆液充填空隙，就会在地基中形成直径较大、强度较高的固结体，起到加固地基的作用。
尚书水库溢洪道地基加固采用单管旋喷法，孔排距均为200cm，桩径60cm，桩长9m—15m，总进尺1632m，设计强度不小于3MPa,实测最小强度6.4MPa、最大强度25.4MPa。
（二）浆液材料
水泥是喷射灌浆的基本材料，水泥类浆液可分为以下几种类型。
1.普通型浆液 一般采用普通硅酸盐水泥，水灰比一般为0.8：1～1.5:1，固结体的抗压强度(28d)最大可达1.0～20MPa。
2.速凝－早强型 适于地下水位较高或要求早期承担荷载的工程，需在水泥浆中加入氯化钙、三乙醇胺等速凝早强剂，掺入2%氯化钙的水泥－土的固结体的抗压强度为1.6MPa，掺入4%氯化钙后为2.4MPa。
3.高强型 喷射固结体的平均抗压强度在20MPa以上。可以选择高标号的水泥，或选择高效能的扩散剂和无机盐组成的复合配方等。
尚书水库溢洪道地基加固采用普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1，泵压25MPa，转数28r/min，升速23 cm/min，喷嘴1*2.8。
（三）单管旋喷桩施工工艺
施工准备—测量定位—钻机就位—开孔检查—钻进至设计标高—旋喷开始—提升旋喷注浆—旋喷结束—转入下一桩位。
（四）单管旋喷桩质量标准
钻孔垂直度允许偏差：≤1.5%；钻孔位置允许偏差：20mm；钻孔深度允许偏差：+200mm；
桩体直径允许偏差：≤50mm；桩身中心允许偏差：≤0.2D；通过实测钻孔垂直度、孔位、孔深、桩体直径均符合设计要求。
（五）固结体的质量检测
1）开挖检验：待浆液凝结具有一定的强度后，即可开挖检查固结体垂直度、形状和质量；
2）钻孔检查：从固结体中钻取岩芯，进行室内物理力学性能试验。在钻孔中做压水或抽水试验，测定其抗渗能力；
3）标准贯入试验：在旋喷固结体的中部可进行标准贯入试验。
4）载荷试验：静载荷试验分垂直和水平静载荷试验两种。试验时，需在受力部位浇筑0.2～0.3m厚的混凝土层。
二、单管旋喷桩灌浆效果
旋喷桩施工期间容易产生较大的附加沉降，尚书水库溢洪道地基加固在施工中采用间隔跳跃施工工序，通过施工期间的沉降监控，附加沉降得到有效控制，建筑物没有产生新的开裂及变形。竣工验收后当年蓄水运行，建筑物没有产生沉降变形。
三、施工注意事项
1.在旋喷桩施工区最外围的一排桩采用1， 5， 9…，间隔跳打的方法进行施工，围内部采用不跳桩按次序施工。
2.钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。
3.喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。
4.喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其它钻孔排出的泥上或杂物进入。
5.为了加人固结体尺寸，或对深层硬上，为了避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：第一次喷射（初喷）时，不注水泥浆液，初喷完毕后，将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第一次喷射（复喷）。
6.在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。
7.对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣，在粘土层、淤泥层旋喷时，因冒浆中掺入粘上或清水，故不宜利用冒浆回灌。
8.在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时，如用清水或普通泥浆作冲洗液，会加剧沉降，此时宜用空气洗孔。