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1、地基处理-第13章--高压喷射注浆法13.1概述13.1Introduction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。20世纪60年代末期,日本NIT公司在日本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的目的。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。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
2、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1、定义高压喷射注浆法,就是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后,以20～40MPa压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快、脉动状的射流动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来。一部分细颗粒随浆液或水冒出地面,其余土粒在射流的冲击力、离心力和
3、重力等的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列。浆液凝固后,便在土层中形成一个水泥土固结体。13.2定义及其种类13.2DefinitionandTypes高压喷射注浆法所形成的固结体的形态与高压喷射流的作用方向、移动轨迹和持续喷射时间有密切关系。按喷射流移动轨迹分为旋喷、定喷和摆喷三种。旋喷法施工时,喷嘴一面喷射一面旋转并提升,固结体呈圆柱状。主要用于加固地基,提高土的抗剪强度,改善地基的变形性质,也可组成闭合的帷幕,用于截阻地下水流和治理流砂。喷射法施工后,在地基中形成的圆柱体,称为旋喷桩。定喷法施工时,喷嘴一面喷射一面提升,喷射的方向固定不变,固结体形
4、如板状或壁状。摆喷法施工时喷嘴一面喷射一面提升,喷射的方向呈较小角度来回摆动,固结体形如较厚墙状或扇状。定喷及摆喷两种方法通常用于基坑防渗、改善地基土的渗流性质和稳定边坡等工程。2、工艺类型当前,高压喷射注浆法的基本工艺类型有:单管旋喷注浆法(简称单管法)、双管法、三管法和多管法等四种方法。单管法：利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定形状的固结体，日本称为CCP工法。单管法二重管法:使用双通道的二重注浆管。
5、当二重注浆管钻进到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20MPa左右压力的浆液，从内喷嘴中高速喷出，并用0.7MPa左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，最后在土中形成较大的固结体。固结体的范围明显增加，日本称为JSG工法。二重管法三重管法:使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置产生20-30MPa左右的高压水喷射流的周围，环绕一股0.5-0.7MPa左右的圆筒状气流，进行高压水喷射流和气流同轴喷
6、射冲切土体，形成较大的空隙，再另由泥浆泵注入压力为0.5-3MPa的浆液填充，喷嘴作旋转和提升运动，最后便在土中凝固为较大的固结体.日本称CJP工法。三重管法多重管法:这种方法首先需要在地面钻—个导孔，然后置入多重管，用逐渐向下运动的旋转超高压力水射流(压力约40MPa)，切削破坏四周的土体，经高压水冲击下来的土和石成为泥浆后，立即用真空泵从多重管中抽出。如此反复地冲和抽，便在地层中形成一个较大的空间。装在喷嘴附近的超声波传感器及时测出空间的直径和形状，最后根据工程要求选用浆液、砂浆、砾石等材料进行填充：于是在地层中形成一个大直径的柱状固结体，在砂性土中最大可达4m，日本称为SSS-MAN
7、工法。多重管法1、高压喷射注浆法的特点1.适用范围广，可以用于既有和新建工程由于固结体的质量明显提高,它既可用于工程新建之前,又可用于竣工后的托换工程,可以不损坏建(构)筑物的上部结构,且能使已有建(构)筑物在施工时不影响使用功能。2.施工简便施工时只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔,便可在土中喷射成直径为0.4～4.0m的固结体,因而施工时能贴近已有建(构)筑物,成型灵活,既可在钻孔的全长范围形成柱形固
