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。

由于上述3种喷射流的结构和喷射的介质不同，有效处理长度也不同，以三重管法最长，二重管法次之，单管法最短。实践表明，旋喷注浆形式可采用单管法、二重管法和三重管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆宜用三重管法。

第10.1.4条    在制定高压喷射注浆方案时，应搜集和掌握各种基本资料。主要是：工程地质和水文地质（土层和基岩的性状，标准贯入击数，土的物理力学性质，地下水的埋藏条件、渗透性和水质成分等）资料；建筑物结构受力特性资料；施工现场和邻近建筑的四周环境资料；地下管道和其它埋设物资料等。

第二节    设    计

第10.2.1条    由于旋喷桩系土与水泥的混合固结体，其强度较低，受力之后桩身的变形量大，同时考虑到经济性，因此，通常视作复合地基，即由桩和承台下的桩间土共同承担基础荷载。但用作挡土结构时，由于土层与桩相比抗剪、抗压强度差别很大，在作挡土结构计算时，仅仅考虑桩的作用。

第10.2.2条    旋喷桩的强度受到许多因素影响，其强度在粘性土中一般可达1～5Mpa，砂土中可达4～10Mpa，根据国内外的施工经验，其设计直径可按表10.2.2选用。定喷及摆喷的有效长度约为旋喷桩直径的1.0～1.5倍。

旋喷桩的设计直径(m)        表10.2.2

        方   法

第10.2.3条    旋喷桩单桩承载力的确定，基本出发点与钻孔灌注桩相同。但在下列方面有所差异。

一、桩径与桩的面积。由于旋喷桩的桩径与土层及喷射压力有关，而这两个因素并非固定不变，所以旋喷桩的桩径是有变化的。因此，在计算中规定选用平均值。

二、关于折减系数。由于旋喷桩桩身的均匀性较差，因此选用比灌注桩更高的安全系数。

三、桩身强度。规定按28d强度计算。试验证明，在粘性土中，由于水泥水化物与粘土中矿物继续作用，后期强度（28d后）将会继续增长。这种强度的增长作为安全储备。

四、由于影响旋喷单桩承载力的因素较多，因此，在根据本条款进行设计计算时，除了依据现场试验和本规范提供的数据外，尚需结合本地区或相似土质条件下的经验作出综合判断。

采用复合地基的模式进行承载力计算的出发点是考虑到旋喷桩的强度较低（与混凝土桩相比）和经济性两方面。如果桩的强度较高，并接近于混凝土桩身强度，以及当建筑物对沉降要求很严格时，则可以不计桩间土的承载力，全部外荷载由旋喷桩承受，即β=0。在这种状态下，则与混凝土桩计算相同。

第10.2.4条    由于旋喷桩迄今积累的沉降观测及分析资料很少，因此，复合地基变形计算的模式均以土力学和混凝土材料性质的有关理论和成熟经验为基础，待今后积累更多经验之后，再进行补充和修正。

由于旋喷桩的强度远远高于土的强度，因此确定旋喷桩压缩模量采用混凝土的确定割线弹性模量的方法，就是在试块的应力～应变关系曲线σ～ε中（图10.2.4），连续0点至某一点应力σh处割线的正切值。

Ep=tga      （10.2.4）

σh值取0.4倍破坏强度σa，做割线弹性模量的试块边长为100mm的立方体。

    σ                  σa

    σh

            a

●ε

图10.2.4   σ～ε曲线

上述方法是当前确定混凝土割线弹性模量的规范规定的方法,由于旋喷桩体的性质接近混凝土的性质，同时采用0.4的折减系数与旋喷桩强度折减值也相近，因此在本规范中采用了这种方法。

第10.2.5条    在圆弧法计算中目前假定旋喷桩的抗剪强度与土的抗剪强度能够共同工作。根据工程经验，在选取适当安全系数的情况下，是可以保证基坑稳定的。

在砂性土地基或者存在承压水的条件下，旋喷处理尚应考虑进行浮力及管涌的计算。

第10.2.6条    当旋喷桩用作挡土结构时，除了重力式挡墙的形式外，国内已有采用带动性骨架的旋喷桩挡墙。在这种情况下，应按非重力式挡土壁进行相应的计算，包括埋入土的深度、挡土壁抗弯计算等。

第三节    施    工

第10.3.1条    施工前，应对照设计图纸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、下水道、电缆线、煤气管、人防工程、旧建筑基础和其它地下埋设物等障碍物影响施工时，则应与有关单位协商搬移障碍物或更改设计孔位。

第10.3.2条    由于高压喷射注浆的压力愈大，处理地基的效果愈好，因此单管法、二重管法及三重管法的高压水泥浆液流或高压射水流的压力宜大于20Mpa，气流的压力以空气压缩机的最大压力为限，通常在0.7Mpa左右,低压水泥浆的灌注压力,宜在1.0Mpa左右,提升速度为0.1～0.25m/min，旋转速度可取10～20rpm。

第10.3.3条    喷射注浆的主要材料为水泥,对于无特殊要求的工程宜采用325号或425号普通硅酸盐水泥。根据需要，可在水泥浆中分别加入适量的外加剂和掺合料，以改善水泥浆液的性能。常用的速凝早强剂有水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等。悬浮剂有膨润土，膨润土加碱等。防冻剂有沸石粉、三乙醇胺和亚钠等。掺合料多用粉煤灰（粉煤灰需磨细）。所用外加剂或掺合剂的数量，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。

喷射注浆的材料还可以选用化学浆液，因费用昂贵，我国只有少数工程应用。

第10.3.4条    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。在生产中因注浆设备的原因，水灰比小于0.8时,喷射有困难，故水灰比取1.0～1.5,生产实践中常用1.0。

由于生产，运输和保存等原因，有些水泥厂的水泥成分不够稳定，质量波动较大，可导致高压喷射水泥浆液凝固时间过长，固结强度降低。因此事先应对各批水泥进行检验，鉴定合格后才能使用。对拌制水泥浆的用水，只要符合混凝土拌合标准即可使用。

第10.3.5条    高压喷射注浆的全过程为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拨出注浆管等基本工序。施工结束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，如能用震动或锤击机械直接把注浆管打入土层预定深度，则钻孔和置入注浆管的两道工序合并为一道工序。

第10.3.6条    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，势必要增加高压橡胶软管的长度，使高压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，如不能减少沿程损失，则应搬动高压泵保持与钻机的距离。

实际施工孔位与设计孔位偏差过大时，会影响加固效果。故规定孔位偏差值应小于50mm。土层的结构和土质种类对加固质量关系更为密切，只有通过钻孔和打管过程详细记录地质情况并了解地下特殊情况后，施工时才能因地制宜及时调整工艺和变更喷射参数，达到处理效果良好的目的。

第10.3.7条    各种形式的高压喷射注浆，均自下而上进行。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。

第10.3.    在不改变喷射参数的条件下,对同一标高的土层作重复喷射时,能使土体破碎性增加,从而加大有效加固长度和提高固结体强度,这是一种获得较大旋喷直径或定喷、摆喷长度的简易有效方法。复喷时可先喷水或喷浆。复喷的次数根据工程要求决定。在实际工作中，通常在底部和顶部进行复喷，以增大承载力和确保处理质量。

第10.3.9条    当喷射注浆过程中出现下列异常现象时，需查明原因采取相应措施：

一、流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄漏情况，必要时拨出注浆管，检查密封性能。

二、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，则应不提升注浆管继续注浆直至冒浆为止或拨出注浆管待浆液凝固后重新注浆。

三、在大量冒浆压力稍有下降时，可能系注浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力降低。此时应拨出注浆管进行检查。

四、压力陡增超过最高限值，流量为零，停机后压力仍不变动时，则可能系喷嘴堵塞。应拨管疏通喷嘴。

第10.3.10条    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（小于或等于浆液初凝时间）内不能继续喷浆时，均应立即拨出注浆管清洗备用，以防浆液凝固后拨不出管来。每孔喷射注浆完毕后可进行封孔。

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，或采取超高旋喷（旋喷处理地基的顶面超过建筑基础底面，其超高量大于收缩高度）、回灌冒浆捣实或第二次注浆等措施。

第10.3.11.条    高压喷射注浆处理地基时，在浆液未硬化前，有效喷射范围内的地基因受到扰动而强度降低，容易产生附加变形，因此在处理既有建筑物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、顺序和加快浆液凝固时间等方法防止或减小附加变形。

第10.3.12条    应在专门的记录表格上，如实记录下施工的各项参数和详细描述喷射注浆时的各种现象，以便判断加固效果并为质量检验提供资料。

第四节    质量检验

第10.4.1条    选定质量检验方法时,应根据机具设备条件,因地制宜。开挖检查法虽简单易行，通常在浅层进行，但难以对整个固结体的质量作全面检查。钻孔取芯和标准贯入法是检验单孔固结体质量的常用方法，选用时需以不破坏固结体为前提。载荷试验是检验建筑地基处理质量的良好方法，有条件的地方应尽量采用。压水试验通常在取芯困难或工程有防渗要求时采用。

建筑物的沉降观测是全面检验建筑地基处理质量的不可缺少的重要方法。

第10.4.2条    检验点的位置应重点布置在建筑工程的关键地方，如承重大、帷幕中心线等部位。对喷射注浆时出现过异常现象和地质复杂的地段亦应检验。

第10.4.3条    每个建筑工程喷射注浆处理后，不论其大小，均应进行检验。检验量为施工总数的2%～5%。少于20孔的工程，至少要检验2个点。

检验不合格者，应在不合格的点位附近进行补喷或采用有效补救措施，然后再进行质量检验。

第10.4.4条    高压喷射注浆处理地基的强度较低，28d的强度在2～10Mpa之间，强度增长速度较慢。检验时间应在喷射注浆后4周进行，以防止由于固结体强度不高时，因检验而受到破坏，影响检验的可能性。