什么是高压注浆地基处理？

高压喷射注浆法的概念及特点~

1.概念
高压喷射注浆是利用喷射化学浆液与土混合搅拌来处理地基的一种方法。一般是利用工程钻机孔作为导孔，将带有喷嘴的注浆管插入土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体，从而达到加固地基的目的。
2.高压喷射注浆法的类型
根据固结体的形状和喷嘴流移动方向不同，高压喷射注浆法一般分为旋转喷射(简称旋喷)、定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(简称摆喷)三种形式，如图7-8所示。

图7-8 高压喷射注浆的类型

旋喷法施工时，喷嘴一面喷射一面旋转并提升，固结体呈圆柱状。主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善土的变形性质;也可组成闭合的帷幕，用于截阻地下水流和治理流砂。旋喷法施工后，在地基中形成的圆柱体，称为旋喷桩。随着土质的不同，横断面结构也多少有些不同，如图7-9所示。由于旋喷体不是等颗粒的单体结构，固结质量也不均匀，通常是中心部分强度低，边缘部分强度高。
定喷法施工时，喷嘴一面喷射一面提升，喷射的方向固定不变，固结体形状如状或壁状。定喷时，高压喷射注浆的喷嘴不旋转，只作水平的固定方向喷射，并逐渐向上提升，便在土中冲成一条沟槽，并把浆液灌进槽中，最后形成一个板状固结体。固结体在砂性土中有一部分渗透层，而粘性土却无这一部分渗透层，如图7-10所示。

图7-9 旋喷最终固结状况示意图


图7-10 定喷固结体横断面结构示意图

摆喷法施工时，喷嘴一面喷射一面提升，喷射的方向呈较小角度来回摆动，固结体形如较厚墙状。定喷及摆喷两种方法通常用于基坑防渗、改善地基土的水流性质和稳定边坡等工程。
3.高压喷射注浆法的特点
1)适用范围较广:由于固结体的质量明显提高，它既可用于工程新建之前，又可用于竣工后的托换工程，且能使已有建筑物在施工时使用功能正常。
2)施工简便:施工时只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔，便可在土中喷射成直径为0.4～4.0m的固结体，因而施工能贴近已有建筑物;成形灵活，既可在钻孔的全长形成柱形固结体也可仅作其中一段。
3)可控制固结体形状:在施工中可调整旋喷速度和提升速度，增减喷射压力或更换喷嘴孔径改变流量，使固结体形成工程设计需要的形状，如图7-11所示。

图7-11 固结体的基本形状示意图

4)可垂直、倾斜和水平喷射:通常是在地面上进行垂直喷射注浆，但在隧道、矿山井巷工程、地下铁道等建设中，亦可采用倾斜和水平喷射注浆。处理深度达30m以上。
5)耐久性较好:由于能得到稳定的加固效果并有较好的耐久性，所以可用于永久性工程。
6)料源广阔:浆液以水泥为主体，在地下水流速快或含有腐蚀性元素、土的含水量大或固结体强度要求高的情况下，则可在水泥中掺入适量的外加剂，以达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。
7)施工设备简单:高压喷射注浆全套设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少，能在狭窄和低矮的空间施工。

利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置或先钻孔后将注浆管放至预定位置，以高压使浆液或水从喷嘴中射出，边旋转边喷射的浆液，使土体与浆液搅拌混合形成一固结体.

地基处理常用方法：

孔内深层超强夯法、换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

1、孔内深层超强夯法：

孔内深层超强夯法(SDDC)地基处理新技术，是先在地基内成孔，将强夯重锤放入孔内，边加料边强夯或分层填料后强夯。孔内深层超强夯法（SDDC）技术在第52届尤里卡世界发明博览会上获得了最高奖--尤里卡金奖，这也是中国地基处理技术到目前为止在国际上获得的唯一金奖。

孔内深层超强夯法(SDDC)技术与其它技术不同之处：是通过孔道将强夯引入到地基深处，用异型重锤对孔内填料自下而上分层进行高动能、超压强、强挤密的孔内深层超强夯作业，使孔内的填料沿竖向深层压密固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固，针对不同的土质，采用不同的工艺，使桩体获得串珠状、扩大头和托盘状，有利于桩与桩间土的紧密咬合，增大相互之间的摩阻力，地基处理后整体刚度均匀，承载力可提高2～9倍；变形模量高，沉降变形小，不受地下水影响，地基处理深度可达50米以上。

孔内深层超强夯法(SDDC)技术适用范围广，可适用于大厚度杂填土、湿陷性黄土、软弱土、液化土、风化岩、膨胀土、红粘土以及具有地下人防工事、古墓、岩溶土洞、硬夹层软硬不均等各种复杂疑难的地基处理。该技术可根据不同的地质情况和设计要求，就地取材，如：建筑碴土、工业无毒废料、素土、砂、毛石、砂卵石、粉煤灰、土夹石、灰土和混凝土等材料均可做成各种SDDC桩。大幅度降低工程造价，施工质量容易控制、地面振动小、施工噪音低、施工速度快；成桩直径0.6～3.0m，单桩处理面积1.0～14.0㎡，不受季节限制，同时能消纳大量建筑垃圾，可在城区或危房改造居民区施工等特点。

2、换填垫层法：

适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

3、强夯法：

强夯是地基处理众多方法中的一朵奇葩，它具有设计简便，方法可靠，施工直观，效果明显等多项优点。对改善不宜直接作为地基的软弱土、湿陷性黄土等土质更有着不可替代的作用。我们在近30年的工程实践中，对它更有着一种不可名状的感情。无论是高速路路基的高填方，还是几十万平米的工业厂房，甚至是1200立方米的高炉地基处理，强夯都立下了不可抿灭的功劳。它的效果直观，造价低廉，施工便捷等等优点，也是其它方法不可比拟的。在采取挖防震沟或加固等措施后，能确保安全的情况下，我们一般的还是建议设计采用强夯法，因为它毕竟还是一顶比较成熟的地基处理工艺。

4、强夯置换法：

强夯置换是强夯用于加固饱和软粘土地基的方法。强夯置换法的加固机理与强夯法不同，它是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。粒料墩一般都有较好的透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。

5、砂石桩法：

适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，提高地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软粘土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。

6、振冲法：

分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

7、水泥土搅拌法：

分为浆液深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕，受其搅拌能力的限制，该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

8、高压喷射注浆法：

适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕，目前最大处理深度已超过30m。

9、预压法：

适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

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