高压喷射灌浆防渗技术.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．02．085高压喷射灌浆防渗技术王素勤，韩瑞峰(河南省昊鼎建筑基础工程有限公司，河南郑州450008)摘要：本文详细阐述了高压喷射灌浆技术的分类、特点、作用机理及施工。关键词i高压喷射；灌浆；防渗；技术中图分类号：TU755．6+5文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)02—0182—020前言高压喷射灌浆技术由日本子20世纪60年代末期创造出来的一种新的施工方法。我国在日本之后，对高喷技术研究开发较早和应用范围较广的国家。铁道部科学研究院于1972年率先开

2、始试验旋喷桩并获得成功。80年代初，山东水利科学研究所运用该项技术原理，经过研制改进和多年的实验探索，提出了一整套较为完善的高喷灌浆防渗技术。特别是近年来，为适应众多防渗工程的需要，我国的高喷技术有了很大进展，尤其是在堤坝防渗加固方面更为突出。高压喷射灌浆是利用钻机造孔，然后把带有喷头的灌浆管下至土层的预定位置，以高压把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层，土粒从土体上剥落下来后，一部分细小土粒随着浆液冒出地面，其余部分与灌人的浆液混合掺搅，在土体中形成凝结体。其基本原理是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌

3、入水泥浆或混合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。1高喷灌浆的分类按型式高喷灌浆分为旋喷、摆喷和定喷三种。旋喷喷射时，喷嘴一面提升一面旋转，形成桩凝结体；摆喷喷射时，喷嘴一面提升一面摆动，形成亚铃状凝结体；定喷喷射时，喷嘴一面提升一面喷射，喷射方向始终固定不变，形成板状凝结体。按工法高喷灌浆可分为单管法、二管法、三管法等几种方法，它们各有特点，可根据工程要求和土质条件选用。2高喷灌浆技术的特点(1)可灌性好。高压喷射灌浆是强制破坏原土层结构，不存在一般注浆的可灌性问题。只要高压射流能破坏的地层均可灌入浆液并与原土层土粒混合搅拌成防渗

4、墙体。(2)连接可靠。高压喷射灌浆板墙自身只要灌浆孔距设计合理，连接即可得到保证，且高喷墙体与原土体亦能很好结合。不仅如此，高喷灌浆板墙与地下各种原有构筑作者简介：王素勤(1985一)，女，本科，助理工程师，主要从事建筑工程技术工作。物之间，亦可借助新喷射流将原构筑物表面冲刷干净并与其凝结，牢固地溶为一体。(3)适应地层广深度较大。高压喷射灌浆所适应的地层，从80年代中细砂扩展到目前包括块球体在内的所有第四系地层，均可构筑高压喷射灌浆板墙或桩。基础处理的深度，在1992年处理深度达63m，目前已达80余m。关键是钻孔垂直度问题，现在可控制在

5、3％02兰右。(4)机动灵活、对施工场地要求不高。高压喷射灌浆的设备较为简单、占地面积小、易于搬迁；在纵向上可在钻孔内的任何高度、不同方向进行高压喷射灌浆，对堤坝加固处理。因为高压喷射灌浆具有上述诸多优势，在我国的防渗工程中得到了较普遍的应用。3高压喷射灌浆作用机理高压喷射灌浆是借助于高压射流冲切掺搅地层，浆液只是在高压射流作用范围内扩散充填，有着较好的可灌性和可控性。它形成凝结体是多种因素综合作用的结果，其中工作条件、地层因素起主导作用，其作用机理主要有以下几个方面。(1)冲切掺搅作用。强大的射流作用于土体，将直接产生冲切土层的作用，造成

6、土体结构破坏。在射流产生的卷吸扩散作用下，使浆液与被冲切下来的土体掺搅混合。(2)升扬转换作用。射流冲切过程中沿孔壁产生的升扬作用，能从孔底将冲切下来的土体细颗粒沿孔壁向上升扬流出孔口。(3)充填挤压作用。射流束末端虽不能冲切土体，但对周围土体产生侧向挤压力。同时，喷射过程中及喷射结束后，静压灌浆作用仍在进行。在灌人浆体的静压作用下，对周围土体及灌入浆液将不断产生挤压作用，促使凝结体与两侧的土体结合更为紧密。(4)渗透凝结作用。喷射灌浆过程除在冲切范围内形成凝结体外，还可以向冲切范围以外产生浆液渗透作用，形成渗透凝结层。其层厚与被灌地层中的

7、级配及渗透性有关，在渗透性较强的砾卵石地层可达lO～15cm厚；在渗透性较弱的地层，如细砂层或粘土层，厚度则很薄，甚至不产生渗透凝结层。(5)位移袱裹作用。在射流冲切掺搅过程中，若遇有大颗粒如卵漂石等，则随着自下而上冲切掺搅，在强大的冲击振动力作用下，大颗粒将产生位移，被浆液袱裹；浆液也可沿着大颗粒周围直接产生袱裹充填凝结作用，此即该法应用于卵漂石地层及堆石体的原因。2013年第2期第39卷总第172期4高压喷射灌浆施工于IIJ适材SichuanBuildingM口terials(1)施工设备。高压喷射灌浆施工设备是按照高压喷射灌浆工艺的要

8、求，由多种设备组装而成的成套设备，共分造孔、供水、供气、供浆、喷灌等五大系统和其他配套设备等六个部分。(2)施工及工艺。用高压喷射灌浆进行防渗加固，首先要全面了解各项工程的技术要