旋噴樁施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用

1、學(xué)位論文旋噴樁施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用申請人：康長彗學(xué)科（專業(yè)）：土木工程指導(dǎo)教師：趙楠教授2011年01月網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文） 任 務(wù) 書專業(yè)班級土木工程層次 專升本 姓名康長彗學(xué)號001一、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目旋噴樁施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作自 年 月 日起至 年 月 日止三、畢業(yè)設(shè)計（論文）基本要求： 指導(dǎo)教師： 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）考核評議書指導(dǎo)教師評語：建議成績： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯小組意見：負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日答辯小組成員 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會意見： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日論文題目：旋噴樁施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用學(xué)科（

2、專業(yè)）：土木工程申請人：康長彗指導(dǎo)教師：趙楠教授摘 要樁是伴隨著建筑工程的產(chǎn)生而產(chǎn)生，伴隨著建筑工程的發(fā)展而發(fā)展。柔性樁主要是樁土共同作用組成復(fù)合地基以達(dá)到傳遞上部建筑物荷載的目的。高壓噴射灌漿技術(shù)是通過在地層中的鉆孔內(nèi)下入噴射管，用高速射流（水、漿液或空氣）直接沖擊、切割、破壞、剝蝕原地基材料，受到破壞、擾動后的土石料與同時灌注的水泥漿或其它漿液發(fā)生充分的摻攪混合、充填擠壓、移動包裹，至凝結(jié)硬化，從而構(gòu)成堅固的凝結(jié)體，成為結(jié)構(gòu)較密實(shí)、強(qiáng)度較高、有足夠防滲性能的構(gòu)筑物，以滿足工程需要的一種技術(shù)措施。同時，由于用噴射流形成的加固體形狀靈活，適合多種加固要求，因此這種方法開發(fā)成功后，也就是自20世

3、紀(jì)70年代中期以后，在世界范圍內(nèi)得到很快的傳播。20世紀(jì)70年代，該法在我國的基礎(chǔ)托換工程、隧道工程、水利工程、港口工程中均有應(yīng)用。我國也是世界上噴射注漿法應(yīng)用量最大的國家之一。旋噴樁加固地基的功能：強(qiáng)度特性的改變，即提高抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度；降低土體壓縮性；改善透水性；改善動力特性。噴射注漿法施工分為單管法、二重管法、三重管法。論文類型：應(yīng)用研究關(guān) 鍵 詞：加固地基的作用；旋噴樁設(shè)計；旋噴樁施工；工程實(shí)例Title：Churning Pile in EngineeringSpeciality：Civil EngineeringApplicant：Kang long comaSupervisor

4、：Prof. Zhao NanABSTRACTPile construction is accompanied by the generation and production, along with the development and construction development. Flexible pile is mainly composed of composite pile foundation-soil interaction in order to achieve the purpose of passing the upper part of the building

5、load. Jet grouting technology in the formation of holes through the inner tube down into the jet, high-speed jet (water, slurry or air) direct impact, cutting, destruction, erosion of the original foundation material, damage, disturbance of soil, stone and at the same time infusion of grout or other

6、 grout mixing occurs sufficiently mixed with stirring, filling extruded, mobile package, to condensation sclerosis, which constitutes a solid condensed body, a structure is more dense, high strength, adequate performance of the structures impervious to meet the engineering needs of a technical measu

7、re. Also, because the jet stream with the formation of additional solid shape flexibility for a variety of reinforcement requirements, successful development of this approach, that is, since the mid-1970s, the world has been quickly spread. 1970s, the law underpinning the countrys engineering, tunne

8、l engineering, hydraulic engineering, port engineering in both applications. China is the worlds largest jet grouting applications one of the countries. Churning pile foundation features: intensity feature changes that improve the shear strength and compressive strength; reduce soil compression; imp

9、rove water permeability; improve the dynamic characteristics. Jet grouting construction into a single tube, double tube, triple tube.TYPE OF THESIS： Applied ResearchKEY WORDS：Strengthening the role of the foundation; Churning Pile design; jet grouting piles; Project目 錄1 旋噴樁加固的作用11.1 旋噴樁加固地基的功能11.2 旋

10、噴樁設(shè)計分類12 旋噴樁設(shè)計32.1 旋噴樁設(shè)計的一般程序32.2 加固體直徑的設(shè)定42.3 單樁豎向承載力特征值42.4 復(fù)合地基承載力計算52.5 樁的布置52.6 不同方法的選擇53 旋噴樁的施工63.1 單管法和二重管法63.2 RJP工法63.3 多管SSS-MAN工法63.4 多孔管MJS工法73.5 施工工藝73.5.1 施工組織設(shè)計的內(nèi)容73.5.2 施工順序73.5.3 施工工藝73.6 質(zhì)量檢驗(yàn)84 國內(nèi)開發(fā)的工藝94.1 新二管法高壓旋噴技術(shù)94.2 新單管法高壓旋噴技術(shù)104.3 新三管法高壓旋噴技術(shù)105 工程實(shí)例115.1 高壓擺噴截滲技術(shù)在蚌埠復(fù)線船閘工程中的應(yīng)用

11、115.1.1 工程概況115.1.2 施工工藝115.1.3 高壓擺噴灌漿施工135.1.4 特殊情況處理145.2 高壓旋噴樁與鉆孔灌注樁相結(jié)合進(jìn)行基坑圍封155.3 在砂砂、塊石和孤石地層圍堰中定噴防滲墻156 結(jié)論與展望17致 謝18參考文獻(xiàn)19附 錄20攻讀學(xué)位期間取得的研究成果21 印預(yù)覽中看不見即可）：1 旋噴樁加固的作用1.1 旋噴樁加固地基的功能（1）強(qiáng)度特性的改良，即提高抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。通過土體強(qiáng)度的改良，以提高地基承載力，提高斜坡穩(wěn)定性，防止基坑涌土。（2）降低土體壓縮性。主要是減少土體壓縮變形，或減少土體側(cè)向位移引起的地基上抬。（3）改善透水性。通過加固，減少土的透

12、水性以形成防水帷幕，阻止?jié)B水或防止流砂、管涌的發(fā)生。（4）改善動力特性。對松散砂進(jìn)行地基加固，可防止地基土液化，改善抵抗振動荷載的功能。1.2 旋噴樁設(shè)計分類根據(jù)加固所起的作用，旋噴樁的設(shè)計分為下列幾種：（1）止水，形成防水帷幕，隔斷地下水的滲流；（2）防止坑底部黏性土涌土或砂性土管涌以及被動土壓力區(qū)的加固；（3）對相鄰構(gòu)筑物或地下埋設(shè)物的保護(hù)；（4）舊有構(gòu)筑物地基的補(bǔ)強(qiáng)；（5）樁基礎(chǔ)的防護(hù)補(bǔ)強(qiáng)或托換；（6）地下盾構(gòu)、頂管等施工始末端的加固；（7）減少基礎(chǔ)沉降和既有建筑物的沉降。2 旋噴樁設(shè)計2.1 旋噴樁設(shè)計的一般程序旋噴樁設(shè)計的一般程序見圖2.1。（1）加固目的（2）地質(zhì)條件（3）假定旋噴

13、樁直徑（4）設(shè)計漿液量（5）旋噴樁設(shè)置和工藝設(shè)計（6）穩(wěn)定性加固或防滲等計算分析（7）施工合格 格格不合格圖2.1 旋噴樁設(shè)計程序圖圖中所示的地質(zhì)條件，是指土的性質(zhì)。一般而言，對松散、軟弱的土層，其加固范圍大，即樁徑大或噴射距離長；反之，對堅硬的土質(zhì)其切割的范圍小，樁徑也小。砂性土易于分散，故易于硬化劑混合均勻、充分，而黏性土較難分離，則攪拌均勻程度較差。一般來說，下列土質(zhì)的加固效果較佳：砂性土 N30；黏性土 N10；填土 不含或少含砂石。高壓噴射注漿單管法和二重管法的高壓水泥漿液和三重管法高壓水射流的壓力一般大于20MPa，氣流壓力一般為0.7MPa，三重管使用的低壓水泥漿液流壓力大于1M

14、Pa，提升速度一般為0.10.25m/min。2.2 加固體直徑的設(shè)定加固體的直徑與土質(zhì)、施工方法等有密切的關(guān)系，除淺層開挖確定方法外，一般根據(jù)以往的試驗(yàn)和工程實(shí)例加以確定，可參照表2.1選用。表2.1 旋噴樁的設(shè)計直徑方法土質(zhì)單管法（M）雙管法（M）三管法（M）黏性土0N50.50.60.81.21.21.85N100.40.50.71.11.21.6砂土0N100.61.01.01.41.52.010N200.50.90.91.31.21.820N300.40.80.81.20.91.5注：N為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)；定噴和擺噴的有效長度為旋噴機(jī)直徑的1.01.5倍。2.3 單樁豎向承載力特征值可通

15、過現(xiàn)場單樁載荷試驗(yàn)確定，也可按下式估算，取其中較小值： （2.1） （2.2）式中：Ra單樁豎向承載力（KN）；fcu與旋噴樁樁身水泥土配比相同的室內(nèi)加固土試塊（邊長為70.7mm的立方體）在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28d齡期的立方體抗壓強(qiáng)度平均值（KPa）；樁身強(qiáng)度折減系數(shù)，可取0.330.35；n樁長范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；li樁周第i層土的厚度（m）；qsi樁周第i層土的側(cè)阻力特征值（KPa），可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB500072002）有關(guān)規(guī)定或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定；qp樁端地基土未經(jīng)修正的承載力特征值（KPa），可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB500072002）有關(guān)規(guī)定或地

16、區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定；Ap樁的截面積（m2）；Up樁的周長（m）。當(dāng)旋噴樁處理范圍以下存在軟弱下臥層時，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）有關(guān)規(guī)定進(jìn)行下臥層承載力驗(yàn)算。2.4 復(fù)合地基承載力計算旋噴樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計時，按下式計算或結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r及與其土質(zhì)相似工程的經(jīng)驗(yàn)確定。 （2.3）式中：Fspk復(fù)合地基承載力特征值（KPa）；Ra單樁豎向承載力特征值（KN），通過現(xiàn)場試驗(yàn)或按式（2.1）、式（2.2）計算得出；m面積置換率m=Ap/A；Ap樁的截面積；A一根樁承擔(dān)的處理面積；fsk樁間天然地基土承載力特征值（KPa）；樁間天然

17、地基土承載力折減系數(shù)，可根據(jù)試驗(yàn)確定，在無試驗(yàn)資料時，可取00.6，當(dāng)不考慮樁間軟土的作用時，可取零。豎向承載旋噴樁復(fù)合地基宜在基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置褥墊層。褥墊層厚度可取200300mm，其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜不宜大于30MM。豎向承載旋噴樁的平面布置可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)特點(diǎn)確定。2.5 樁的布置樁的平面布置根據(jù)加固的目的設(shè)計。分離布置的單樁可用于基礎(chǔ)的承重，排樁、板墻可用作防水帷幕，整體加固則常明用于防止基坑底部的涌土或提高土體的穩(wěn)定性，水平封閉樁可用于形成地基中的水平隔水層。在水利工程中，重要的、復(fù)雜的或深度大的防滲工程，在設(shè)計前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。為確定有效樁徑、樁距噴射

18、范圍和墻體的防滲性能等技術(shù)參數(shù)，宜分別采用不同的結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。一般的或地層簡單的防滲工程可對比類似工程，并結(jié)合本工程的具體情況，初步確定板墻結(jié)構(gòu)形式、孔距和噴射注漿技術(shù)參數(shù)。注漿鉆孔底部入巖深度不宜小于0.5m。2.6 不同方法的選擇單管法、雙管法、三管法施工在同樣土質(zhì)條件下，加固體的直徑和強(qiáng)度有所不同。單管和雙管直徑較小，但強(qiáng)度較高，而三管法加固直徑大于前兩者，但加固體的強(qiáng)度小于前兩者。因此對于工程要求單樁加固范圍大，而強(qiáng)度也能滿足要求的（如基坑大體積加固或作擋水帷幕）則適合選用三管法。而小型基礎(chǔ)托換，為滿足加固體強(qiáng)度要求，或施工場地狹窄，則選用單管法。3 旋噴樁的施工噴射注漿

19、法施工可分為單管法、二重管法、三重管法，其加固原理基本是一致的。3.1 單管法和二重管法單管法和二重管法中的噴射管較細(xì)，因此，當(dāng)?shù)谝浑A段貫入土中時，可借助噴射管本身的噴射或振動貫入，只是在必要時，才在地基中預(yù)先成孔（孔徑610cm），然后放入噴射管進(jìn)行噴射加固。成孔可采用一般鉆探機(jī)械，也可采用振動機(jī)械等。單管法是用高壓泥漿泵以2025MPa或更高的壓力，從噴嘴中噴射出水泥漿液射流，沖擊破壞土體，同時提升或旋轉(zhuǎn)噴射管，使?jié){液與被剝落下來的土石顆粒摻攪混合，經(jīng)一定時間后凝固，在土中形成凝結(jié)體。這種方法形成凝結(jié)體的范圍（樁徑或延伸長度）較小。一般樁徑為0.50.9m，板狀凝結(jié)體的延伸長度可達(dá)12m。

20、加固質(zhì)量較好，施工速度較快，成本較低。二管法1是用高壓泥漿泵產(chǎn)生2025MPa或更高壓力的漿液，用壓縮空氣機(jī)產(chǎn)生0.70.8MPa壓力的壓縮空氣，漿液和壓縮空氣通過具有兩個通道的噴射管，在噴射管底部側(cè)面的同軸雙重噴嘴中同時噴射出高壓漿液和空氣兩種射流，沖擊破壞土體，在高壓漿液射流和它外圍環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量比單管法顯著增大，噴嘴一邊噴射一邊旋轉(zhuǎn)和提升，最后在土體中形成直徑明顯增加的柱狀固結(jié)體，其直徑達(dá)80150cm。除上述情況外，二管法也有采用高壓水和低壓漿液兩種介質(zhì)的。二管法使用的噴射管初期都是一種同軸的雙重鋼管，內(nèi)管內(nèi)輸漿，內(nèi)管和外管之間的環(huán)形通道輸氣，故又稱為二重管法，至

21、今工業(yè)民用建筑行業(yè)仍沿用此名。主要旋噴設(shè)備一般包括：高壓泥漿泵、高壓水泵、鉆機(jī)、泥漿泵、空壓機(jī)、砂漿攪拌機(jī)等。3.2 RJP工法是在三重管工法基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。它仍是用三重管，分另輸送水、氣、漿，與三重管法不同的地方是，水泥漿用高壓噴射，并在其外圍環(huán)繞空氣流，進(jìn)行第二次沖擊切削土體。RJP工法固積體直徑大于三重管工法。3.3 多管SSS-MAN工法簡稱3S管法，需要先打一個導(dǎo)孔置入多重管，利用壓力大于或等于40MPa的高壓水射流，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動切削破壞土體，然后被沖下來的土、砂和礫石等，立即用真空泵從管中抽出到地面，如此反復(fù)切削土體和抽泥，并以自身的泥漿護(hù)壁，便在土中沖出一個較大的空洞。依靠土中自身

22、的泥漿的重力和噴射余壓使空洞不坍塌。裝在噴頭上的超聲波傳感器，可及時測出空洞的直徑和形狀，并由電腦繪出空洞圖形。當(dāng)測出的空洞開狀、大小和高低均符合設(shè)計要求后，可立即通過多重管充填穴洞。填充材料可根據(jù)工程需要隨時選用，如水泥漿、水泥砂漿、混凝土等均可。本工法提升速度很慢，固積體的直徑大，在砂層中可達(dá)4.0m，并做到信息化管理，施工人員完全掌握固積體的直徑和質(zhì)量。3.4 多孔管MJS工法MJS工法又稱全方位高壓噴射工法，此法由日本開法。多孔管MJS工法以高壓水泥漿加四周環(huán)繞空氣流的復(fù)合噴射流，來沖擊切削破壞土體，其生成固結(jié)體的形狀可做成圓形，還可做成半圓形，直徑較大。該法漿液凝結(jié)時間的長短可通過速

23、凝劑噴嘴注入速凝液量調(diào)控，最短凝固時間可做到瞬時凝固。多孔管MJS工法可將孔內(nèi)的廢漿通過噴射管導(dǎo)出，減少施工過程土體位移，這是其他高壓噴射注漿法難以達(dá)到的。施工過程應(yīng)根據(jù)地壓的變化，調(diào)整噴射壓力、噴射量、空氣壓力和空氣量，可減少周邊的影響。3.5 施工工藝施工前要做好施工現(xiàn)場復(fù)查和編制施工組織設(shè)計等準(zhǔn)備工作。首先要按照設(shè)計圖紙核實(shí)設(shè)計孔位處有無妨礙施工和影響安全的障礙物，其次是核對地質(zhì)資料，第三是編制施工組織設(shè)計。3.5.1 施工組織設(shè)計的內(nèi)容施工組織的內(nèi)容有2：（1）工程概況；（2）主要施工程序及要求；（3）高壓噴射注漿施工注意事項(xiàng)；（4）施工現(xiàn)場平面布置并作出圖示；（5）工程量及施工進(jìn)度計

24、劃；（6）主要機(jī)械；（7）用水用電計劃；（8）勞動力配置計劃；（9）領(lǐng)導(dǎo)班子及人員安排；（10）施工前的備料安排；（11）施工控制標(biāo)準(zhǔn)；（12）質(zhì)量保證體系；（13）質(zhì)量檢驗(yàn)及工程驗(yàn)收。3.5.2 施工順序單管、二重管和三重管等噴射注漿法所注入的介質(zhì)數(shù)量和種類是不同的，但他們的施工步驟大體一致，都是先把注漿管插入預(yù)定地層中，自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)。施工程序?yàn)殂@機(jī)就位、鉆孔、插管、噴射注漿作業(yè)、沖洗等。3.5.3 施工工藝高壓噴射注漿法固積體的質(zhì)量影響因素較多，當(dāng)某個工程確定采用一定形式的高壓噴射注漿法之后，注漿工藝則是影響固積體的主要因素之一。（1）噴射搭接各種高壓噴射注漿，均自下而上連續(xù)進(jìn)行。

25、當(dāng)注漿管不能一次提升完成，需分成數(shù)次卸管時，卸管后再噴射注漿的搭接長度不應(yīng)小于100mm，以保證固積體的整體性。（2）長樁的噴射由于天然地基的地質(zhì)情況比較復(fù)雜，沿深度變化大，往往有多種多層，其密實(shí)度、含水率、土粒組成和地下水狀態(tài)等有很大差異和不同。若采用單一的技術(shù)參數(shù)來噴射長樁或帷幕墻，則會形成直徑大小極不勻稱的固積體，導(dǎo)致旋噴樁直徑不一，旋噴樁之間交聯(lián)不上或防滲幕墻出現(xiàn)缺口，防水效果不良等問題。因此長樁對硬土、深部土層和土粒大的卵石要多噴些時間，適當(dāng)放慢提升速度和旋轉(zhuǎn)速度或提高噴射壓力。（3）復(fù)噴在不改變噴射技術(shù)參數(shù)的條件下，對同一土層進(jìn)行重復(fù)噴射（噴到頂再放下重噴該部位），能增加土體破壞有

26、效長度，從而加大固結(jié)體的直徑或長度并提高固化強(qiáng)度。復(fù)噴時可先噴水最后一次噴漿或全總噴漿。（4）在高壓噴射注漿過程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或冒漿異常時，應(yīng)查明原因并及時采取措施。高壓噴射注漿完畢，應(yīng)迅速拔出噴射管。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂高程，必要時可在原孔位采用冒漿回灌或第二次注漿等措施。當(dāng)處理自有建筑物地基時，應(yīng)采用速凝漿液或跳孔噴射和冒漿回灌等措施，以防止噴射過程中地基產(chǎn)生附加變形和地基間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。同時，應(yīng)對建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測。施工中應(yīng)做好泥漿處理，及時將泥漿或在現(xiàn)場短期堆放后將土方運(yùn)出。施工中應(yīng)嚴(yán)格按照施工參數(shù)和材料用量施工，并如實(shí)做好各項(xiàng)記錄。3.6 質(zhì)量檢驗(yàn)高壓噴射注漿3可根據(jù)

27、要求和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)采用開挖檢查、取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)或圍井注水試驗(yàn)等方法進(jìn)行檢驗(yàn)，并結(jié)合工程測試、觀測資料及實(shí)際效果綜合評價加固效果。檢驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)布置在下列部位：（1）有代表性的樁位；（2）施工中出現(xiàn)異常形狀的部位；（3）地基情況復(fù)雜，可能對高壓噴射注漿質(zhì)量產(chǎn)生影響的部位。檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量為施工孔數(shù)的1%，并不應(yīng)少于3點(diǎn)。質(zhì)量檢驗(yàn)宜在高壓噴射注漿結(jié)束28d后進(jìn)行。豎向承載旋噴樁地基竣工驗(yàn)收時，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)條件時，并宜在成樁28d后進(jìn)行。檢驗(yàn)數(shù)量為樁總數(shù)的0.51%，且每項(xiàng)單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn)。4 國內(nèi)開發(fā)的工藝4.1 新二管法高壓旋

28、噴技術(shù)新二管法是利用高壓水泥漿在壓縮氣保護(hù)下對土體進(jìn)行高壓旋噴，使水泥漿與土體充分進(jìn)行摻攪形成混凝土樁或混凝土板墻。新二管法的主要機(jī)器設(shè)備包括：鉆機(jī)、PP-120型高壓水泥漿泵、高噴臺車、攪拌機(jī)、空壓機(jī)、電焊機(jī)、潛水泵等。新二管法高壓旋噴施工工藝如下：定位孔造孔下噴射管噴射旋噴提升回灌成樁結(jié)束高壓水泥漿與壓縮氣新二管法噴射施工時先用150型或300型液壓鉆機(jī)鉆孔，鉆孔直徑為13cm，鉆至樁底高程時，下噴射管高壓噴射水泥漿。噴射管直徑為89mm。里面密封著兩根鋼管，稱為二通管，用高壓膠管分別與高壓水泥漿泵及空壓機(jī)連接，噴嘴孔徑為23mm。新二管法高壓旋噴樁樁徑為90140cm，樁徑大小與噴射管提

29、升速度、高壓水泥漿泵壓力、空壓機(jī)壓力、水泥用量以及地質(zhì)情況有關(guān)系，噴射管提升速度慢、高壓水泥漿泵與空壓機(jī)壓力大，水泥用量大，土質(zhì)疏松時樁徑大，反之樁徑就小。為了保證樁體不出現(xiàn)縮徑、斷樁等質(zhì)量問題，應(yīng)對噴射管提升速度、旋轉(zhuǎn)速度、高壓水泥漿與空壓機(jī)的壓力用儀器、儀表進(jìn)行自動控制，并在施工前至少做兩根試驗(yàn)樁，用以了解在該地質(zhì)情況下樁的直徑，如與設(shè)計樁徑不符，則須修正施工參數(shù)，直至達(dá)到設(shè)計樁徑。新二管法高壓旋噴一般采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥漿比重為1.471.52。新二管法高壓噴射施工時，噴射管以360。旋轉(zhuǎn)并以一定速度提升，可以形成旋噴樁，樁截面近似于一個圓，旋噴樁互相搭接起來（搭接2030

30、cm）就形成旋噴防滲墻。如噴射管以30。、60。、120。、180。旋轉(zhuǎn)，則形成扇形截面或半圓形截面混凝土凝結(jié)體，將該混凝土凝結(jié)體起來可形成高壓擺噴防滲板墻，高壓擺噴防滲墻的厚度小于高壓旋噴防滲墻，可節(jié)省水泥。也可以將高壓旋噴與高壓擺噴組合起來，形成組合式的防滲墻。高壓旋噴樁或高壓擺噴混凝土凝結(jié)體可以與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、巖石及鋼板樁焊接式接觸，共同組合防滲體，這是新二管法高壓旋噴技術(shù)的一個突出的優(yōu)點(diǎn)。新二管法高壓旋噴技術(shù)適合于在砂層、砂卵石、黏性土、淤泥質(zhì)土、漂石塊石層中進(jìn)行施工，水泥用量比三管法高壓旋噴少，樁的質(zhì)量比三管法好，新二管法產(chǎn)生冒出的泥漿比三管法要少，所以新二管法很適合于在上海地區(qū)或

31、其他地區(qū)施工。新二管法高壓旋噴混凝土凝結(jié)體28d的抗壓強(qiáng)度為：黏性土中1.7MPa，砂土中4MPa，滲透系數(shù)1X10-6cm/s，滿足防滲要求。新二管法高壓旋噴技術(shù)與上海市政定額中的雙管法高壓旋噴是不同的，其機(jī)械設(shè)備、施工工藝、樁的直徑及材料用量都不同。新二管法的主要機(jī)械設(shè)備是PP-120型高壓水泥漿泵，最大壓力為40MPa，用純水泥漿高壓旋噴形成的樁徑大、強(qiáng)度高，可用于防滲墻。雙管法高壓旋噴用水泥與粉煤灰漿液進(jìn)行噴射時，形成的樁徑小、強(qiáng)度低，可用于加固地基。由于新二管法與新單管法高壓旋噴是個新工藝，國家還未出定額，建議用水利部三管法高壓旋噴定額作參考，用新二管法的實(shí)際水泥用量進(jìn)行單價分析，這

32、樣做出的預(yù)算比較切合實(shí)際。4.2 新單管法高壓旋噴技術(shù)新單管法高壓旋噴機(jī)械設(shè)備與新二管法機(jī)械設(shè)備基本相同，僅不用空壓機(jī)。新單管法高壓旋噴是利用高壓水泥漿對土體高壓噴射，水泥漿與土體充分摻攪形成混凝土樁。新單管法高壓旋噴施工工藝如下：定位孔造孔下噴射管噴射旋擺提升回灌成樁結(jié)束高壓水泥漿新單管法高壓旋噴施工方法與新二管法基本相同。新單管法高壓旋噴形成的樁徑為60 90cm。新單管法施工時冒漿極少，這是新單管法的最大優(yōu)點(diǎn)，適合于鬧市區(qū)施工。新單管法適用于在砂層、砂卵石、黏性土與淤泥質(zhì)土中高壓旋噴，在淤泥質(zhì)土與黏性土中效果很好。新單管法高壓旋噴樁的抗壓強(qiáng)度與滲透系數(shù)與新二管法旋噴樁相同。對于高壓旋噴樁

33、的施工質(zhì)量檢測，在高壓旋噴樁施工結(jié)束后，一般進(jìn)行鉆孔取樣，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，現(xiàn)場測試滲透系數(shù)。當(dāng)28d抗壓強(qiáng)度1.7MPa，滲透系數(shù)1X10-6cm/s即認(rèn)為施工質(zhì)量合格。4.3 新三管法高壓旋噴技術(shù)新三管法是先用高壓水和氣沖擊切割地層土體，然后再用較高壓力的水泥漿對土體進(jìn)行二次切割和噴入。水、氣噴嘴和漿、氣噴嘴鉛直間距約0.50.6m。由于水的粘滯性小，易于進(jìn)入較小空隙中產(chǎn)生水楔劈裂效應(yīng)，對于沖切置換細(xì)顆粒有較好的作用。高壓漿液射流對地層二次噴射不僅增大了噴射半徑，使?jié){液均勻注入被破壞的地層，而且由于漿、氣噴嘴和水、氣噴嘴間距較大，水對漿液的稀釋作用減小，使實(shí)際灌入的漿量增多，提高了凝結(jié)體的

34、結(jié)石率和強(qiáng)度。該法高噴質(zhì)量優(yōu)于三管法，適用于含較多密實(shí)性充填物的大粒徑地層。5 工程實(shí)例5.1 高壓擺噴截滲技術(shù)在蚌埠復(fù)線船閘工程中的應(yīng)用5.1.1 工程概況淮河蚌埠復(fù)線船閘為III級船閘，位于分洪道和老船閘之間，閘室與老船閘閘室平行，軸線間距66.8m。復(fù)線船閘閘室長230m，寬23m，上、下閘首長分別為27m和26m，上下游引航道利用原有航道拓寬，并增設(shè)上下游導(dǎo)航設(shè)施4。本工程船閘主體基坑降排水采取在基坑四周設(shè)置封閉的截滲墻。截滲墻采用高壓擺噴施工工藝，其施工質(zhì)量是確保主體工程順利實(shí)施及老船閘安全的關(guān)鍵。閘室及上下閘首工程分2期進(jìn)行，一期保持現(xiàn)有道路（原206國道）交通，進(jìn)行上閘首及閘室上

35、段的施工，沿一期基坑四周布置圍封的截滲墻，軸線總長約650m。二期中斷現(xiàn)有道路，進(jìn)行下閘首及閘室下段工程施工，沿二期基坑四周布置圍封的截滲墻，軸線總長約190m。工程主要設(shè)計指標(biāo)：截滲墻厚0.15m；單軸抗壓強(qiáng)度R2810.0MPa；滲透系數(shù)40；高壓噴射注漿試驗(yàn)施工結(jié)束后，開挖檢查截滲墻的墻體垂直度、連續(xù)性、均勻性和搭接程度。表5.1土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)5.1.2 施工工藝（1）成墻原理高壓噴射灌漿（簡稱高噴灌漿或高噴）是一種采用高壓水或高壓漿液形成的高速噴射流束，沖擊、切割、破壞地層土體，并以水泥基質(zhì)漿液充填、摻混其中，開成樁柱或板墻狀的凝結(jié)體，用以提高地基防滲或承載能力，達(dá)到防滲加固土體的目

36、的5。圖5.1 旋噴樁加固地基剖面圖(一)圖5.2 旋噴樁加固地基剖面圖(二)（2）截滲墻布置北側(cè)位于基坑開挖邊坡坡頂外23m處，開挖高程17.00m，南側(cè)和上下游布置在開挖邊坡的平臺上。原地面高程26.00m，開挖至17.00m高程后，再進(jìn)行高噴墻的鉆孔施工。墻底伸入相對不透水層不少于1m。施工前沿線做地質(zhì)復(fù)勘，結(jié)合先導(dǎo)孔摸清實(shí)際地質(zhì)情況，最終確定墻底和墻頂?shù)母叱?。采用分序?qū)嵤?，墻板結(jié)構(gòu)為對接式，擺噴角35。，孔距1.2m。（3）施工流程先造孔再高噴，為避免噴漿作業(yè)時相鄰孔出現(xiàn)串孔現(xiàn)象，高噴分兩序進(jìn)行，I、II序間序噴射施工，間隔時間不小于24h。工藝流程如圖示定位造孔測斜合格提 升噴 漿下

37、噴射管制 漿終 噴回 灌結(jié) 束處 理NO圖5.3高壓擺噴施工工藝流程表5.2 施工機(jī)器及設(shè)備5.1.3 高壓擺噴灌漿施工（1）圍井試驗(yàn)確定施工參數(shù)為確保工程質(zhì)量，在工程范圍內(nèi)選擇代表性地段對孔間距離、工藝參數(shù)試噴，試噴后進(jìn)行開挖檢查并做圍井滲透試驗(yàn)，以確認(rèn)或調(diào)整設(shè)計孔間距離、工藝參數(shù)，作為施工依據(jù)。根據(jù)設(shè)計要求，布置一口圍井，圍井中心（抽水井）布置于船閘截滲墻圍護(hù)范圍東南側(cè)拐角處，該部位地質(zhì)情況與正式施工時地質(zhì)情況類似。利用設(shè)計墻位的2個高噴孔，在外圍另加4個高噴孔，高壓擺噴墻在19.5m高程形成圍井，進(jìn)行抽水試驗(yàn)，檢查抗?jié)B效果。高噴孔深按設(shè)計要求，墻底高程-1.0m，井孔距1.3m。高噴灌漿

38、采用三重管法，先施工I序孔，再施工II序孔。采用的主要工藝參數(shù)：水壓力3040MPa；流量7080L/min；空氣 壓力0.7 MPa；流量1.01.2 L/min；漿液 壓力0.20.5 MPa；流量8085 L/min；噴射管提升速度 粘土層610cm/min，砂卵石層812 cm/min；噴射管擺動速度15次/min；噴射管擺動角度 35。；進(jìn)漿濃度1.551.65g/cm3；回漿濃度1.31.4 g/cm3。試驗(yàn)結(jié)束一周后取芯并做開挖檢查及注水試驗(yàn)，對結(jié)果進(jìn)行分析后調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)。調(diào)整后的參數(shù)如下：鉆孔 孔徑127mm，孔距1200mm，孔位偏差50mm，傾斜率1.0%；材料 32.5級

39、普通硅酸鹽水泥，水灰比1.2：1，相應(yīng)漿液濃度1.44 g/cm3，水泥摻入比20%；噴漿 漿壓0.20.5 MPa，流量7580 L/min，氣壓0.60.8 MPa，氣流量1.01.2 L/min。采用高壓擺動噴漿，擺角35。，擺噴提升速度：粉質(zhì)粘土層控制在10 cm/min，砂層12 cm/min，粉質(zhì)粘土層8 cm/min。（2）截滲墻施工方法施工放樣及布孔 以高壓擺噴截滲墻墻體軸線為依據(jù)，在軸線上按1.2m的孔距測定孔位，并用木樁做好標(biāo)志，編上孔號和序號。擺噴分2序施工。I序孔間距2.4m。I、II序孔的噴射間隔時間不超過3d。鉆孔 分2序鉆孔。采用130mm改進(jìn)過的合金鉆頭回旋鉆進(jìn)

40、，為防止坍塌采用泥漿護(hù)壁。終孔待噴時間較長時，應(yīng)在孔口加蓋進(jìn)行保護(hù)，以防雜物落入孔內(nèi)。鉆機(jī)直徑127mm，就位后墊平穩(wěn)固，采用水平尺測量機(jī)體水平、立軸垂直度，鉆孔孔位與設(shè)計孔位偏差不得大于50mm，傾斜率不應(yīng)大于1%。鉆孔深度要求不小于設(shè)計底高程。在鉆孔過程中每鉆進(jìn)3m應(yīng)用水平尺測量1次，避免傾斜偏差。配制漿液 確定水灰用量（1.2：1水灰比，每次加入水360kg，水泥300kg），并在攪拌機(jī)上做好標(biāo)記。配制過程中嚴(yán)格按照已標(biāo)明的加水高度及加灰量控制，充分拌合后，用比重計測量漿液密度，做到每罐一測，符合要求后方可送漿?；覞{攪拌機(jī)和集料斗間設(shè)一道過濾網(wǎng)過濾漿液。制備好的漿液不得離析，當(dāng)氣溫在10

41、以上停置時間超過3h或10以下超過5h時均應(yīng)按廢漿處理。下管噴漿 高噴灌漿分2序進(jìn)行，相鄰孔高噴灌漿間隔時間不宜少于24h。下噴射管前，應(yīng)進(jìn)行地面試噴并調(diào)準(zhǔn)噴射方向及角度，試噴正常后應(yīng)用膠帶把噴嘴封上，以避免在入孔過程中噴嘴堵塞。噴漿提升 當(dāng)噴管下入設(shè)計深度后，應(yīng)先原地靜噴，待水泥漿液返出孔口，情況正常后，方可開始高壓噴射灌漿提升。終噴回灌 每孔噴射充填結(jié)束后，利用下一高噴孔的冒漿進(jìn)行回灌，直至孔口液面不再下降為止。回漿處理 對返出的漿液，均采用臨河挖坑沉淀、外運(yùn)的措施處理。5.1.4 特殊情況處理灌漿過程中，出現(xiàn)壓力突降或驟增、孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時，應(yīng)根據(jù)不同情況有針對性地及時處

42、理。孔內(nèi)漏漿嚴(yán)重可采取以下措施進(jìn)行處理：a減小噴射管提升速度或停止提升；b降低噴水壓力、流量，原地灌漿；c噴射水流中摻加速凝劑；d加大漿液濃度或灌注水泥砂漿；e向孔內(nèi)充填砂、土等堵漏材料。如同時采用一種或幾種措施均無效，可取出灌漿管預(yù)灌濃漿。供漿正常情況下，孔口回漿濃度變小且不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)加大進(jìn)漿濃度或進(jìn)漿量，適當(dāng)減小風(fēng)量或降低風(fēng)壓。灌漿過程中發(fā)生串漿，應(yīng)堵塞串漿孔。灌漿結(jié)束后，應(yīng)盡快進(jìn)行被串孔的掃孔、灌漿或繼續(xù)鉆進(jìn)。灌漿過程中遇孤石時，應(yīng)查明孤石位置和大小。在孤石上下各0.5m段，擺角加大1。15。，提升速度降至80%左右。5.2 高壓旋噴樁與鉆孔灌注樁相結(jié)合進(jìn)行基坑圍封高壓旋噴樁與

43、鉆孔灌注樁相結(jié)合，可進(jìn)行基坑圍封，鉆孔灌注樁排樁起擋土作用，用旋噴樁進(jìn)行樁間止水，由于旋噴樁對鉆孔灌注樁的焊接作用，防滲效果良好。5.3 在砂砂、塊石和孤石地層圍堰中定噴防滲墻青溪水電站位于廣東省大南縣，電站樞紐建筑物主要有混凝土攔河壩、擋水式廠房、開關(guān)站及駁運(yùn)碼頭。擋水建筑物總長315m，最大壩高51m，總裝機(jī)容量14.4KW。電站施工導(dǎo)流采用一種攔斷河床、上下游土石擋水圍堰、右岸明渠導(dǎo)流的方式。上游圍堰最大堰高18.2m，下游圍堰最大堰高11m。圍堰建在砂卵石覆蓋層之上。（1）工程地質(zhì)概況 壩基巖體為黑云母花崗巖和中粒花崗閃長巖。上下游圍堰基礎(chǔ)處以砂礫石覆蓋層為主，覆蓋層平均厚7m，最大厚

44、13m。其分布為：上部砂質(zhì)粒砂，卵石粒徑最大為1520cm。據(jù)鉆探資料統(tǒng)計，河床部分約有1/5的鉆孔見孤石，一般在覆蓋層的底部，孤石直徑為0.42.4m。高河漫灘部分為細(xì)砂和粉質(zhì)壤土。（2）圍堰基礎(chǔ)防滲墻設(shè)計由于地層中含有大孤石，混凝土連續(xù)墻施工困難。高壓噴射注漿在砂層和砂礫石地層中已有許多經(jīng)驗(yàn)，尚無在孤石地層施工經(jīng)驗(yàn)，但設(shè)計者認(rèn)為高壓噴射注漿在施工中使用的是巖心鉆，鉆孔時可大致判斷孤石或石塊的大小和數(shù)量，在有孤石的鉆孔的上游補(bǔ)加鉆孔，必要時在局部地段采用雙排防滲墻。設(shè)計要求如下：高壓定噴板墻最小厚度不得小于15cm；高壓定噴板墻滲透系數(shù)不得大于1X10-6cm/s；高壓定噴板墻最大深度1722m；孔距2m；噴射方向與板墻軸線夾角為25。；板墻底部嵌入強(qiáng)風(fēng)化巖1m；板墻頂部插入上游圍堰黏土斜墻和下游圍堰黏土心墻的長度不小于1.5m。上下游板墻與明渠側(cè)墻混凝土采用擺噴連接，上游圍堰板墻左岸與強(qiáng)風(fēng)化巖連接，下游圍堰板墻插入原狀土的長度不小于10cm。（3）施工采用二重管和三重管兩種施工方法，水壓3544MPa，氣壓0.70.8 MPa（二重管漿壓20 MPa），實(shí)際施工孔距1.2（二重管）1.8m（三重管），水泥用量340503kg/m3。（4）效果圍堰注水試驗(yàn)測定，帷幕滲透系數(shù)為7.1X10-62.1X10-5cm/s，基本上達(dá)到