1、高壓旋噴樁施工工法高壓旋噴法是20世紀70年代初期最先由日本開發的地基加固技術，它是在靜 壓灌漿的基礎上，引進水力采煤技術而發展起來的，是利用射流作用切割摻攪地層, 改變原地層的結構和組成，同時灌入水泥漿或復合漿形成凝結體，借以達到加固地 基和防滲的目的。第一章工法特點（1）施工機具設備簡單，振動小，施工速度快，機械化程度高，使用成本低。（2）水泥漿與原地基軟土就地攪拌混合，可最大限度地利用原土。（2）樁體固結強度高，單樁承教力較高，軟土地基加固效果好；且料源廣闊。（3）噪聲小，無污染。第二章適用圍（1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時間影響小，可 廣泛應用于淤泥、淤泥質土

2、、粘性土、粉質粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土、 黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。（2）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作為基礎防滲之用；可 作為施工中的臨時措施（如深基坑側壁擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建 筑物的地基加固、防滲處理。（3）當用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過大和已涌水的地基 工程時，宜通過試驗確定其適用性。第三章工法原理及設計要求第一節加理高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，以高 壓設備使漿液或水、（空氣）成為2040Mpa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、 擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐

3、漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿 液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結體（即旋噴樁），以達到加固地基或止水防滲 的目的。根據噴射方法的不同，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。單管法：單層噴射管，僅噴射水泥漿。二重管法：乂稱漿液氣體噴射法，是用二重注漿管同時將高壓水泥漿和空氣兩 種介質噴射流橫向噴射出，沖擊破壞土體。在高壓漿液和它外圈環繞氣流的共同作 用下，破壞土體的能量顯著增大，最后在土中形成較大的固結體。三重管法：是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質 的三重注漿管，在以高壓泵等高壓發生裝置產生高壓水流的周圍環繞一股圓筒狀氣流，進行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖

4、切土體，形成較大的空隙，再由泥漿泵 將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的地基中，噴嘴作旋轉和提升運動，使水 泥漿與土混合，在土中凝固，形成較大的固結體，其加固體直徑可達2m。噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關，其中包括噴射壓力P、提升速度S、被 加固土的抗剪強度工、噴咀直徑d和漿液稠度B。加固圍與噴射壓力P、噴咀直徑d 成正比，與提升速度S、土的抗剪強度t和漿液稠度B成反比。加固體強度與單位加 固體中的水泥摻入量和土質有關。單管、二重管、三重管旋噴樁機注漿施工示意參見圖1、圖2、圖3。圖1單管旋噴注漿示意圖水箱授的I水泥倉圖2二重管旋噴注漿示意圖圖3三重管旋噴注漿示意圖漿桶水箱睜幾第二節成樁

5、機理高壓噴射注漿的成樁機理包括以下五種作用：（1）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動壓以脈沖形式沖擊破壞土體，使 土體出現空穴，土體裂隙擴。（2）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉提升過程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓 力下，迫使土粒向著與噴咀移動方向相反的方向（即阻力小的方向）移動位置，與 漿液攪拌混合形成新的結構。（3）升揚置換作用（三重管法）。高速水射流切割土體的同時.，由于通入壓縮 氣體而把一部分切下的土粒排出地上，土粒排出后所留空隙由水泥漿液補充。（4）充填、滲透固結作用。高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙，析 水固結，還可滲入砂層一定厚度而形成固結體。（5）壓密作用。高壓噴射流在切

6、割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余 壓力，并對土層可產生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強度高于中心部 分。圖4旋噴樁體固結情況圖333設計承載力O. oo QGGG w單樁 加固地星 排樁整體加固的分感樁擺噴作樁 間防水水平封閉班防濠板結圖5 一般樁的平面布置形式圖(1)按樁身強度計算容許承載力。P =a o A式中 P樁的容許承載力(kN)；a樁體材料的強度折減系數，a=0.40.5；a樁體材料7cmx7cmx7cm試件的室平均抗壓強度(kPa)；A樁的橫斷面積。(2)按土體強度計算樁身容許承載力。P= 牙/,+A R式中 P樁的容許承載力(kN)；u樁身截面周長，按樁的直徑計

7、算(m)；/各土層的容許摩阻力(kPa)；li各土層的厚度(m)；A樁底支承面積，按樁的直徑計算(m)；R 樁尖處的地基容許承載力(kPa)o(3)復合地基承載力。匕=；例+困”式中 匕m 復合地基的容許承載力(kPa)；P單樁承載力(kPa)：RJ 樁間土天然地基承載力(kPa)；A,一根樁分擔的荷載面積；AP一根樁的斷面積；A 天然地基承載力折減系數，當不考慮樁間土作用時為Oo3.3.4漿量計算漿量計算有兩種方法，即體積法和噴量法，取大者作為設計噴射漿量。體積法：Q = -j KJ1（1 + 戶）+ 寸-K 2b噴量法： =+尸）式中Q需要的噴漿量（m3）；De旋噴固結體直徑（m）；Do注

8、漿管直徑（m）；Ki填充率，0.750.9；力/旋噴長度（m）；K2未旋噴圍土的填充率，0.50.75：力2未旋噴長度（m）；P損失系數，0.10.2；V-提升速度（m/min）：H噴射長度（m）；q單位噴漿量（m3/m）o根據計算所需的噴漿量和設計的水灰比，即可確定水泥的使用數量。33.5質量檢驗旋噴樁可采用開挖檢查、鉆孔取芯、標準貫入試驗、動力觸探和靜載荷試驗等 方法進行檢驗。檢測點布置應符合下列規定：1）有代表性的樁位；2）施工中出現異常情況的部位；3）地基情況復雜，可能對旋噴樁質量產生影響的部位。成樁質量檢驗點的數量不小于施工孔數的2%,并不應少于6點；復合地基承載力檢驗應采用復合地基

9、靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗。檢驗數量 不得少于總樁數的1%,且每個單體工程復合地基靜載荷試驗的數量不得小于3臺。高壓旋噴樁施工工法示意圖高壓度管鉆機就位鉆孔（9鉆子玉設計高袈（8旋噴開始邊旋噴也提升）淀嘖姑未成世圖7高壓旋噴樁施工方法示意圖第五章操作要點第四節施工前準備工作（1）在設計文件提供的各種技術資料的基礎上作補充工程地質勘探，進一步了 解各施工工點地基土的性質、埋藏條件。（2）準備充足的水泥加固料和水。水泥的品種、規格、出廠時間經試驗室檢驗 符合國家規及設計要求，并有質量合格證。嚴禁使用過期、受潮、結板、變質的加固 料。一般水泥為425號普通硅酸鹽水泥。水要干凈，酸堿度適中，pH值在5

10、10之 間。（3）根據補充勘探資料，在選擇的試驗工點加固固的各代表性地層用薄壁取土 器采取必需數量的原狀上送試驗室，對取得的土樣在進行試驗之前應妥善保存，使 土樣的物理和化學性能盡可能保持不變。（4）室配合比試驗。根據設計要求的噴漿量或現場土樣的情況，按不同含水量 設計并調整幾種配合比，通過在室將現場采取的土樣進行風（烘）干、碾碎，過2 5mm篩的粉狀土樣，按設計噴漿量、水灰比攪拌、養護、力學試驗，確定施工噴漿 量、水灰比。一般水灰比可取L01.5。為改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高強 度，可適當摻入木質素磺硫鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、土、 堿等外摻劑。若試驗之前土樣的含水

11、量發生了變化，應調整為天然含水量。（5）試樁試驗。根據室試驗確定的施工噴漿量、水灰比制備水泥漿液在試驗工 點打設數根試樁，并根據試樁結果，調整加固料的噴漿量，確定攪拌樁攪拌機提升 速度、攪拌軸回轉速度、噴入壓力、停漿面等施工工法參數。（6）推土機、挖掘機配合自卸汽車清除地表0.3m厚的種植土，雜物，并將原 地面按設計要求整平，填出路拱。根據施工現場實際情況，施作臨時排、截水設施, 并在施工圍以外開挖廢泥漿池以及施工孔位至泥漿池間的排漿溝。（7）按設計要求完成施工放樣，用木樁定出樁位，用白石灰作出明顯標識。第五節施工工法（1）鉆機定位。移動旋噴樁機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時整平鉆 機，

12、放置平穩、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%1.5%。就位后，首先進行低壓 （0.5MPa）射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。（2）制備水泥漿。樁機移位時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿。首先 將水加入桶中，再將水泥和外摻劑倒入，開動攪拌機攪拌1020分鐘，而后擰開攪 拌桶底部閥門，放入第一道篩網（孔徑為0.8mm）,過濾后流入漿液池，然后通過泥 漿泵抽進笫二道過濾網（孔徑為0.8mm）,第二次過濾后流入漿液桶中，待壓漿時備 用。（3）鉆孔。當采用地質鉆機鉆孔時，鉆頭在預定樁位鉆孔至設計標高（預鉆孔 孔徑為15cm） o（4）插管（單重管法、二重管法）。當采用旋噴注漿管進行鉆孔作

13、業時，鉆孔 和插管二道工序可合而為一。當第一階段貫入土中時.,可借助噴射管本身的噴射或 振動貫入。其過程為：啟動鉆機，同時開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液，使鉆桿 沿導向架振動、射流成孔下沉；直到樁底設計標高，觀察工作電流不應大于額定值。 三重管法鉆機鉆孔后，拔出鉆桿，再插入旋噴管。在插管過程中，為防止泥砂堵塞 噴嘴，可用較小壓力（0.5l.OMPa）邊下管邊射水。（5）提升噴漿管、攪拌。噴漿管下沉到達設計深度后，停止鉆進，旋轉不停， 高壓泥漿泵壓力增到施工設計值（2040Mpa）,坐底噴漿30s后，邊噴漿，邊旋轉, 同時嚴格按照設計和試樁確定的提升速度提升鉆桿。若為二重管法或三重管法施工, 在

14、達到設計深度后，接通高壓水管、空壓管，開動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和 鉆機進行旋轉，并用儀表控制壓力、流量和風量，分別達到預定數值時開始提升， 繼續旋噴和提升，直至達到預期的加固高度后停止。（6）樁頭部分處理。當旋噴管提升接近樁頂時，應從樁頂以下1.0m開始，慢 速提升旋噴，旋噴數秒，再向上慢速提升0.5m,直至樁頂停漿面。（7）若遇礫石地層，為保證樁徑，可重復噴漿、攪拌：按上述46步驟重復 噴漿、攪拌，直至噴漿管提升至停漿面，關閉高壓泥漿泵（清水泵、空壓機），停止 水泥漿（水、風）的輸送，將旋噴漿管旋轉提升出地面，關閉鉆機。（8）清洗。向漿液罐中注入適量清水，開啟高壓泵，清洗全部管路中殘存

15、的水 泥漿，直至基本干凈。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。（9）移位。移動樁機進行下一根樁的施工。（10）補漿。噴射注漿作業完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度 的收縮，使固結體頂部出現凹穴，要及時用水灰比為L0的水泥漿補灌。第六節主要施工技術參數（1）單重管法。漿液壓力2040MPa,漿液比重1.301.49,旋噴速度20r/min, 提升速度0.20.25m/min,噴嘴直徑23mm,漿液流量80100L/min （視樁徑流量 可加大）。（2）二重管。法漿液壓力2040Mpa,壓縮空氣壓力0.70.8MPa。（3）三重管。法漿液壓力0.20.8MPa,漿液比重1.601.80,壓

16、縮空氣壓力 0.50.8MPa,高壓水壓力3050MPa。第六章主要機具設備 主要機具設備見表2。表2 主要機具設備表設備名稱型號規格所用機具單管法二重管 法三重管 法高壓泥漿 泵XPB-90D20MPa-50MPa高壓水泵BW-15020MPa鉆機MGJ-50V泥漿泵BW-150 型7MPaV空氣壓縮 機0.8MPa, 3mmin47泥漿攪拌 罐200Umin747注漿管747高壓膠管 1922mm 1： 作壓力7V7第七章勞動力組織單機作業每班人員組織分工見表3o表3單機作業每班人員組織分工表序職務人職責1班長1全面掌握施工進度、質量和安全2鉆機司1操作鉆機，卸接鉆桿，維修保養和排除故障3

17、泵工1操作泥漿泵、清水泵及維修保養4空壓機1操作空壓機及維修保養（單重管法不需要）5電工1負責鉆機、電源、電路、工地照明及電氣故障排除6鉗：1全面維修保養機具設備7普工2倒運水泥，操作泥漿攪拌罐及倒灰和過濾8普工2協助鉆機工作（卸接鉆桿、沖洗等）9技術人1掌握施工技術、質量，填寫工程日志和記錄合計11第八章 質量要求及質量控制要點第七節旋噴樁施工質量要求旋噴樁施工質量要求應滿足表4要求。表4旋噴樁施工質量標準表序 號項目允許偏差檢查數量檢查方法及說明1固結體位置（縱橫 方向）50mm抽檢2%,但 不少于2根用經緯儀檢查（或鋼尺丈 量）2固結體垂直度1.5%用經緯儀檢查噴漿管3固結體有效直徑50

18、mm開挖0.51m深后尺量4樁體無側限抗壓強 度不小于設計 規定鉆芯取樣，做無側限抗壓強 度試驗5復合地基承載力不小于設計 規定抽檢2%）,但 不少于1處平板荷載試驗6滲透系數不小于設計 規定按設計要求 數M加固體或圍井鉆孔注（壓） 水試驗注：鉆芯取樣做樁體無側限抗壓強度試驗、復合地基平板荷載試驗和滲透系數試驗應在成樁28天后進行z若設計有其他要求z按設計要求的時間進行檢查。第八節質量控制要點(1)正式開工前應認真作好試樁工作，確定合理的施工技術參數和漿液配比。(2)旋噴過程中，冒漿量小于注漿量的20%為正常現象，若超過20%或完全不 冒漿時，應查明原因，調整旋噴參數或改變噴嘴直徑。(3)鉆桿

19、旋轉和提升必須連續不中斷，拆卸接長鉆桿或繼續旋噴時要保持鉆桿 有1020cm的搭接長度，避免出現斷樁。(4)在旋噴過程中，如因機械出現故障中斷旋噴，應重新鉆至樁底設計標高后, 重新旋噴。(5)制作漿液時，水灰比要按設計嚴格控制，不得隨意改變。在旋噴過程中， 應防止泥漿沉淀，濃度降低。不得使用受潮或過期的水泥。漿液攪拌完畢后送至吸 漿桶時，應有篩網進行過濾，過濾篩孔要小于噴嘴直徑1/2為宜。(6)在旋噴過程中，若遇到孤石或大漂石，樁可適當移動位置(根據受力情況, 必要時可加樁)，避免畸形樁或斷樁。(7)旋噴過程中，應按表5的要求作好施工記錄。表5旋噴注漿記錄表工程名稱鉆孔機具高壓泵型號空壓機型

20、號水泵型號注漿管直徑噴嘴孔徑噴嘴個數設計提升速 度設計旋轉 速度設計注漿量漿液配比水泥標號注漿 孔 編號旋噴 深度(m)實際有效長度(m)旋噴時間 (時分)旋轉 速度 (r/s )提升 速度 (nV s)旋噴 壓力(M Pa)注漿 量 (m3)漿及液態 冒量殘狀供水 壓力(MPa)供風 壓力(MPa)旋噴日期開 始結 束現場負責人:記錄人:第九節質量通病的處理（1）不冒漿或冒漿量少。通常原因是加固土層粒徑過大，孔隙較多，可采取以下措施：1）加大漿液濃度，可以從1.1加大到L3左右繼續噴射。2）灌注粘土漿或加細砂、中砂，待孔隙填滿后再繼續正常噴射。3）在漿液中摻加骨料。4）加泥球封閉后繼續正常噴

21、射。5）灌注水泥砂漿后，再將孔水泥漿置換成粘土漿，待孔隙填滿后繼續正常噴射。 （2）冒漿量過大。通常是有效噴射圍與噴漿量不適應有關，可采取以下措施：1）提高噴射壓力。2）適當縮小噴嘴直徑。3）適當加快提升速度。由于冒漿量中含有地層顆粒和漿液的混合體，目前對冒 漿中的水泥的分離回收尚無適宜方法，在施工中多采用過濾、沉淀、回收調整濃度 后再利用。（3）凹穴處理。1）在噴射灌漿完畢時，即連續或間斷地向噴射孔靜壓灌注漿液，直至孔混合液 凝固不在下沉。2）在噴射灌漿完成后，向凝固體與其上部結構之間的空隙進行笫二次靜壓灌漿, 漿液的配比應為不收縮且具有膨脹性的材料。第九章施工安全注意事項第十節安全措施（1

22、）高壓泥漿泵、空壓機、高壓清水泵必須指定專人操作，壓力表應定期檢修 檢定，以保證正常工作。（2）鉆機操作人員應具有熟練操作技能。（3）施工前應檢查高壓設備和管路系統，其壓力和流量（風量）需滿足設計要 求，應檢查管道的耐久性以及管道連接是否可靠，泵體、注漿管及噴嘴不得有任何 雜物，各類密封圈必須良好，無滲漏現象，否則接頭斷開、軟管破裂，將會導致漿 液、高壓水流飛散、軟管甩出等安全事故。安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗（試 壓檢驗到當地壓力容器檢驗所檢驗），必須確保在達到規定壓力時能斷銷卸壓，絕不 能輕易安裝未經試壓檢驗的自制安全銷。（4）噴射漿自噴嘴噴出時，具有很高的能量，因此人體與噴嘴之間的距離

23、不應 小于60cm o（5）噴射注漿的漿液目前一般以水泥漿為主，但有時也加入其他化學填加劑， 一般說漿液硬化后對人畜均無害，但硬化前的液體進到眼睛里時，必須立即進行充 分清洗，并及時到醫院治療。（6）吊、放噴射管路時，嚴禁管下站人。不得將電纜浸泡在水和泥漿中，防止 漏電傷人。第十一節環境保護（1）水泥、石灰細顆粒散體材料，應遮蓋存放；運輸時必須必須封閉覆蓋，不 得沿途撒落。（2）制定灑水防塵措施，指定專人負責現場灑水降塵。（3）采取有效降噪措施。（4）不得隨意排放廢棄的加固料。第十章應用實例高壓旋噴樁在襄陽市濱江路東延段的應用:我公司承建的襄陽市濱江路東延段新 建工程，位于省襄陽市漢江南岸龐公片區，