高压喷射注浆法施工工艺

一、工艺类型

当前，高压喷射注浆法的基本工艺类型有∶单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法。

（一）单管法

单管法是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，用高压泵等装置，以大于20MIPa 的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，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，，便在土中形成圆柱状固结体，如图4.7-10所示。

（二）二重管法

二重管法是使用双通道的二重注浆管，将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以上压力的浆液;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，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体，如图4.7-11所示。

（三）三重管法

三重管法是使用分别输送水、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 20MPa 以上的高压水喷射流的周围，环绕一般0.7MPa左右的圆筒状气流，进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，再另由泥浆泵注人压力为2～SMPa的浆液填充，喷嘴作旋转和提升运动，最后便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体，如图4.7-12所示。

二、施工机具

施工机具主要由钻机和高压发生设备两大部分组成。由于喷射种类不同，所使用的机器设备和数量均不同，如表4.7-9所示。

喷嘴是直接明显影响喷射质量的主要因素之一。喷嘴通常有圆柱形、收敛圆锥形和流线形三种，以流线形喷嘴的射流特性最好，它使喷嘴具有聚能的效能，但这种喷嘴极难加工，在实际工作中很少采用。

三、施工顺序

虽然单管、二重管和三重管喷射注浆法所注人的介质种类和数量不同，施工技术参数也不同，但施工顺序基本一致，都是先把钻杆插入或打进预定土层中、自下而上进行喷射注浆作业。

（一）钻机就位

钻机安放在设计的孔位上。并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。

（二）钻孔

单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达∶30m 以上，适用于标准贯人度小于40的砂土和粘性土层。当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。一般在二重管或三重管旋喷法施工中都采用地质钻机钻孔，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于 50mm。

喷射孔与高压注浆泵的距离不宜过远。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。

（二）插管

插管是将喷管插人地层预定的深度。使用 76 型振动钻机钻孔时，插管与钻孔，两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管，并换上旋喷管插人到预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若水压力过高，则易将孔壁射塌。

（四）喷射作业

当喷管插入到预定深度后，由下面上进行喷射作业，常用的参数见表4.7-10。当浆液的初凝时间超过20 小时，应及时停止使用该水泥浆液，因为正常水灰比 1.0的情况下，初凝时间为15小时左右。另外，喷射管分段提升的搭接长度不得小于100rmmL。对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，可采取复喷措施。

在高压喷射注浆过程中如出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时、应查明产生的原因并∶及时采取措施。

当高压喷射注浆完毕，应迅速拔出注浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可在原位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。

当处理既有建筑地基时，应采用速凝浆液或跳孔喷射和冒浆回灌等措施。以防旋喷过程中地基产生附加变形，和地基与基础间出现脱空现象。同时，应对既有建筑物进行沉降观测。

（五）冲洗机具设备

喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内和机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

理

（六）移动机具

将钻机等机具设备移到新孔位上。四、施工操作注意事项

（一）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°。

（二）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。

（三）要预防风、水喷嘴在插管时被泥砂堵塞，可在插管前用一层薄塑料膜包扎好。

（四）喷射注浆时要注意设备开动顺序。以三重管为例，应先空载起动空压机，待运转正常后.再空载起动高压泵，然后同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高至规定值。风、水畅通后，如系旋喷即可旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵量泵压正常后，即可将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估算水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。

（五）喷射注浆中需拆卸注浆管时，应先停止提升和回转，同时停止送浆，然后逐渐减少风量和水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时，开机顺序也要遵守第（四）条规定，同时开始喷射注浆的孔段要与前段搭接0.1m，防止固结体脱节。

（六）喷射注浆达到设计深度后，即可停风、停水。继续用注浆泵注浆;待水泥浆从孔口泛出后，即可停止注浆.然后将注浆泵的吸水管移至清水箱，抽吸定量清水将注浆泵和注浆管路中的水泥浆顶出，然后停泵。

（七）卸下的许浆管，应立即用清水将各通道冲洗于净.并柠上堵头。注浆聚送浆管路和浆液搅拌机等都要用清水清洗干净。压气管路和高压泵管路也要分别送风、送水冲洗于净。

（八）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，使固结体顶部产生凹穴.所以应及时用水灰比为0.6 的水泥浆进行补瀑，并要预防其他钻孔排出的泥土或杂物进入。

（九）为了加大固结体尺寸.或对深层硬土，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，再泵送水泥浆，自下而上进行第二次喷射（复喷）。

（十）采用单管或二重管喷射注浆时，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槽施。 若系地层中有较大空隙所引起的不冒浆，可在浆液中掺加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。采用三重管喷射注浆时，冒浆量则应大予高压水的喷射量.但其超过量应小于注浆量的 20%。

（十一）对既有建筑物的加固工程中，为使桩顶与原基础严密结合，可于旋喷作业结束后24h，在旋喷桩中心钻一小孔，再用小直径（φ30）单层注浆管补喷一次。

（十二）在软弱地层旋喷时，固结体强度低。可以在旋喷后用砂浆泵注入150号砂浆来提高固结体的强度。