高压喷射注浆施工技术

1、高压旋喷注浆施工技术高压旋喷及mjs工法施工技术上海广联建设股份有限公司二一年十二月shanghai guanglian construction dvelopment co . ，ltd目 录1 概述11.1 定义及类型11.2 作用机理11.3 特点21.4 应用范围21.5 加固体效果32 施工准备62.1 技术准备62.2 场地准备62.3 设备材料73 施工工艺技术123.1 施工工艺流程123.2 技术参数134 施工操作154.1 成孔154.2 喷射注浆作业154.3 喷射注浆特殊情况处理165 mjs施工技术175.1 mjs工法介绍175.2 mjs设备配套215.3 mj

2、s施工工艺235.4 mjs施工操作256 施工管理296.1 一般管理296.2 质量管理296.2 安全操作管理307 质量检测与工程验收307.1 质量检测内容307.2 质量检测方法317.3 工程验收31引用规范32高压旋喷及mjs工法施工技术高压喷射注浆施工技术高压旋喷及mjs工法施工技术1 概述1.1 定义及类型1.1.1高压喷射注浆，就是利用机具把带有喷嘴的注浆管置入钻孔内预定深度后，以高压设备使浆、水、气（或浆与水、浆与气）成为高压流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体、并与土粒凝固成一个固结体，从而达到改良土体加固地基的一种方法。1.1.2 高压喷射注浆形成的加固体，其形态和质量

3、与喷射运动方式、浆液和土体质量有密切关系。喷射流运动方式一般分为高压旋转喷射（简称旋喷）和高压定向喷射（简称定喷）两种注浆形式，具体分类和类型见下表1.1.2。表1.1.2 高压喷射注浆分类表分类类型主要特征旋转喷射（旋喷）（喷嘴边旋转边提升进行高压喷射，固结体呈圆柱状）单管法用单管注浆，只喷射浆液双液分喷法用单管注浆，先喷射高压水，土体内形成空间后，再喷射高压浆双管法用同轴双管注浆，同时喷射浆液和气体三管法用同轴三管注浆，同时喷射水、浆液和气体定向喷射（定喷）（喷嘴不全圆旋转，固结体呈板状或放射状）固定法不旋转，不摆动，只提升进行高压喷射摆喷法喷嘴按一定角度来回摆动，边提升进行高压喷射本工法

4、欧美国家称为jet grouting，日本称作高压旋喷注浆法或ccp工法、jsg工法、cjp工法等。1.2 作用机理1.2.1射流的冲切掺搅作用强大的射流作用于土体，将直接冲切土层。在射流范围内，土体承受射流动压力，沿孔隙作用的水力劈裂力、脉动压力和连续喷射造成土体强度疲劳等综合作用，破坏土体结构，在射流产生的卷吸扩散作用下，使浆液与被冲切下来的土体掺搅混合。1.2.2 细颗粒升扬被浆液置换浆（水）气同轴喷射时，压缩空气除了起保护射流束外，能量释放过后产生的气泡，能将从孔底夹带冲切下来的土体细颗粒沿孔壁向上升扬流出孔口，部分被灌土体部分颗粒被升扬置换出地面，同时浆液被掺搅灌人地层，可改善和提高

5、浆液的密实性和强度。喷射灌浆仅能置换土层中的细颗粒，而较粗颗粒将与灌人的水泥浆凝结成强度较高的凝结体。1.2.3 射流的充填挤压作用射流束末端不能冲切土体，但对土体有侧向挤压力，在灌入浆体的静压作用下，促使凝结体与两侧的土体结合更加紧密。1.2.4 水泥浆液渗透凝结作用喷射灌浆过程除在冲切范围内形成凝结体外，还可向冲切范围以外产生浆液渗透作用，形成渗透凝结层。当浆液向两侧渗透作用停止或不产生渗透作用（渗透性较弱地层，如黏土层）时，则在射流冲切范围的周侧产生明显的浆液凝结层，可称作挤压层或浆皮层。1.2.5 位移袱裹作用在射流冲切掺搅过程中，射流将大颗粒移动，被浆液袱裹；水泥浆液也可沿着大颗粒周

6、围直接产生袱裹充填凝结作用。1.3 特点高压喷射流直接冲击破坏土体、浆液与土体以半置换或全置换凝固为固结体。这种方法与其他地基处理方法相比，亦有独特之处。其主要特征有：适用范围广，固结体形态可以控制，既可垂直喷射亦可倾斜、水平喷射，材料来源广泛，设备简单，安全生产无公害。其中单管法使用设备简单，操作方便，但成孔直径相对较小；与三管法相比双管法施工对周边环境影响较大，地表变形较难控制；三管法与单管法、双管法相比施工对周边环境影响较小，单造价相对较高，适合在对周边地表沉降要求较严格的工况使用。由于单管法、双管法，三管法三种喷射流的结构和喷射的介质不同，有效处理长度也不同，以三管法最长，双管法次之，

7、单管法最短。1.4应用范围1.4.1地层应用范围高压喷射注浆，对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基有良好的加固效果好。但对于硬粘性土，含有较多的块石或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，切削范围小或影响处理效果；而对于含有过多有机质的土层，则其处理效果取决于固结土的化学稳定性；对于湿陷性黄土地基，当前试验资料和施工实例较少。因此，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用程度。1.4.2 工程应用范围高压喷射注浆，主要能应用于下列各类工程： 新建（构）筑物

8、地基处理； 已有建筑物保护、防沉降开裂或倾斜处理； 防渗帷幕堵水（含顶管、地铁进出洞等）； 挡墙围护及防止液化。1.5 加固体效果 高压喷射注浆固结体的效果（主要包括旋喷直径大小、定喷长度、物理力学性质等项）除施工技术外，主要取决于施工工艺和土体的质量，其固结体基本性状经验值见表1.5-1至表1.5-4。表1.5-1 常规喷射注浆固结体效果一览表土质定喷长度(m)旋喷直径平均值（m）三管摆喷单管法双液分喷法双管法三管法粘性土0n102.02.20.50.70.81.20.81.22.02.210n201.62.00.40.60.70.80.71.11.62.020n301.21.60.30.5

9、0.60.80.70.81.21.6砂性土0n101.82.00.61.00.70.81.01.41.82.010n201.41.80.50.80.60.70.91.21.41.820n301.01.40.40.80.40.60.81.21.01.4砂石0n101.01.40.40.60.60.80.81.01.01.410n200.81.00.30.40.40.60.60.80.81.0小圆砾20n300.60.80.30.40.40.50.50.60.60.8表1.5-2 mjs工法施工成桩直径一览表垂直施工土质砂性土n1515n3030n5050n70有效直径（mm）2800260024

10、002200土质粘性土c1010c3030c5050c有效直径（mm）2600240022002000水平施工土质砂性土n1515n3030n5050n70有效直径（mm）2600240022002000土质粘性土c1010c3030c5050c有效直径（mm）240022002000试验确定表1.5-3 mjs工法加固体效果一览表土质无侧限抗压强度qu（mpa）粘聚力c（mpa）抗弯拉伸强度（mpa）弹性模量e（mpa）渗透系数k（cm/s）砂性土3.00.5100qu粘性土1.00.3上海广联建设发展股份有限公司shanghai guanglian construction dvelopm

11、ent co . ，ltd 第48页，共45页表1.5-4 常规喷射注浆固结体性质一览表项目定喷旋喷三管摆喷单管法双液分喷法双管法三管法粘性土砂性土粘性土砂性土粘性土砂性土粘性土砂性土粘性土砂性土单桩垂直极限负载（kn）400500500600600140014001600600800800100016001800单桩水平极限负载（kn）30404050507070904050507090110平均抗压强度（mpa）715466868101857681018平均抗剪强度（mpa）1.01.80.60.80.81.01.01.21.41.60.81.01.01.21.51.8平均弹性模量（mpa

12、）k108k106k102k102k104k108k102k104k102k104渗透系数（cm/s）10-610-710-810-710-810-710-810-510-710-810-710-6干重度（kn/m3）1.82.01.41.51.62.01.62.01.82.21.51.61.61.82.02.2凝聚力（mpa）0.50.40.71.00.40.50.60.80.50.60.60.80.50.80.50.4内摩擦角（）40602030304040504550253535454080标准贯入击数n2030305030354560253535404085弹性波速（km/s）p波1.

13、52.0232.53.03.04.01.82.22.03.53.54.5s波0.81.01.01.51.22.02.02.51.01.21.21.82.53.02 施工准备2.1 技术准备2.1.1资料收集进行高压喷射注浆施工前，应收集委托方提供如下基础资料： 工程设计详图、施工技术要求、检测方法、数量及各项指标； 施工场地工程地质勘察报告及有关平面图剖面图； 施工场地范围内地下管线、空洞分布图及有关资料和特殊要求。2.1.2 编制施组根据施工委托方提供的资料、要求编制施工组织设计，该施工组织设计主要内容包括如下几个方面： 目的要求及场地条件； 高压喷射注浆类型及施工工艺； 施工设备配备及浆液

14、材料配置标准； 场地布置、浆液排放及施工顺序安排； 施工技术参数及特殊情况处理； 施工质量、工期、安全保证措施； 自行检测及竣工验收标准。2.1.3 试桩施工在正式施工前，宜作13个点（旋喷或摆喷）高压喷射注浆试验，通过试验查明施工效果是否满足设计要求，确定各施工参数。若不能达到设计要求，分析原因后进一步调整喷射参数或浆液配置，直到能满足设计要求方能开展正式施工。2.2 场地准备施工场地准备工作应符合下列要求： 平整场地，清除地面、地下障碍； 开挖排浆沟及过滤沉淀集浆坑； 设置基准点和水准点，测量布置施工成孔点，应复核测量成果并妥善保管，布点测量精度按零星点测量精度要求执行； 计划和布置好现场

15、施工用的临时设施，如供电、供水、道路、临时房屋、维修车间级材料库等。2.3 设备材料2.3.1 主要机具及设备高压喷射注浆主要机具及设备，见下表2.3.1-1。在高压喷射注浆施工中，为了及时检查各种设备的性能以及浆液的情况，必须具备有关测试仪器，如测斜仪、风量计、流量计、压力表、比重计、微卡仪、秒表、温度计等。常见高压旋喷设备如下图2.3.12.3.4所示。图2.3.1-1 常见旋喷钻机实物图（左：无锡xp-30b、右：无锡xp-20a）图2.3.1-2 高压泵实物图表2.3.1 主要机具一览表机具名称规 格主 要 性 能高压喷射注浆摆喷单管双液分喷双管三管高压泥浆泵sns-h300水泥车，y

16、-2型液压泵，xpb-90c压力：2040mpa;流量：60150l/min+高压水泵38,3w6b，3w7b，3dz-sz-75/50压力：2035mpa;流量：50120l/min+中压泥浆泵bw-150，bw-250/50压力：57mpa;流量：40120l/min+钻机30100m工程钻机，震动钻机能钻探30100m+空压机yx-3/8，2wy-6/7(gy2010/7)风量：810m3/min;风压：0.70.8mpa+浆液搅拌机旋转式13 m3+普通钻杆钻机用钻杆4250mm+特殊钻杆ty201型，ty801型4075mm；7590mm+喷射台060摆动式旋转摆动式或台式+高压胶管

17、钢丝缠绕型液压胶管1922mm;压力：2040mpa+排浆泵垂直式或卧式压力：23mpa;流量：3080l/min+匀速卷扬机各种型号提升1000kg，提速530cm/min+注：+为喷射工艺需应用的机具。2.4.1 主要材料及配方2.4.1.1 原材料 水泥：水泥进场时应具有三证（质量保证书、产品合格证、3天及28天强度报告证明书），进场后应及时会同监理等有关部门组织现场见证取样，并经具有相关资质的质量检验部门进行专门质量鉴定后方可使用，现场用同锅炉水泥袋装按每200t一个检验批，散装每500t一个检验批； 水：搅拌水泥浆液的水应符合混凝土拌合水的标准（混凝土用水标准jg63规定：宜使用饮用

18、水或不含油类等杂质的清洁中性水（ph值68）； 外加剂：外加剂的使用应经试验室试验或现场试验后方可使用。2.4.1.2 浆液配制喷射注浆浆液可分为水泥系浆液和化学浆液两大类，目前广泛采用水泥系浆液。水泥系浆液类型较多，可根据工程需要、地质条件，配制不同外加剂和掺合料类型水泥浆液。在施工前应通过实验确定，无条件实验时，可按下列类型进行配制。 普通型：适用于无特殊要求的一般工程，采用p.o32.5或p.042.5硅酸盐水泥，不加外加剂，水灰比为0.81.5。 速凝早强型：适用于地下丰富或要求早期强度高的工程，常用早强剂有氯化钙、水玻璃、三乙醇胺等。 高强型：固结体的平均抗压强度要求在1220mpa

19、称为高强型，高强型与土体性质有密切关系。在浆液配方上提高固结体强度方法有选择高标号水泥，选择高效型的减水剂和无机盐组成的复合配方，如亚甲基二萘硫磺酸（nno）、三乙醇胺（nr3）、亚硝酸钠（nano2）。 填充剂型：适用于早强要求不高的工程，以降低工程造价，一般填充剂为粉煤灰、矿渣、粘土粉等。 抗冻性：适用于防治土体冻胀的工程。常用的外加剂有沸石粉，加量为水泥的10%20%，亚甲基二萘硫磺酸（nno）加量为5%等，注意不要用火山灰质水泥。 抗渗型：适用于堵水防渗工程，常用2%4%水玻璃。注意应用普通水泥，不宜用矿渣水泥。 改善型：适用于特殊要求工程，如水坝防渗墙，可在浆液中加入10%50%膨润

20、土，使固结体有一定的可塑性并有较好的防渗性。常用外加剂如下表2.4.1.2所示。表2.4.1.2 常用外加剂浆液配方表序号外加剂成分及百分比浆液特征1氯化钙2%4%促凝，早强2铝酸盐2%促凝，强度增加慢3水玻璃2%4%初凝快，终凝时间长4三乙醇胺0.03%0.05，食盐1%有早强作用5三乙醇胺0.03%0.05%，食盐1%，氯化钙2%3%促凝，早强6氯化钙（或水玻璃）2%4%，亚甲基二萘硫磺酸0.05%促凝，早强，强度高7氯化钙1%，亚硝酸钠0.5%，三乙醇胺0.08%0.05%防腐，早强，后期强度高8粉煤灰10%50%调节强度9粉煤灰25%，氯化钙2%促凝10粉煤灰25%，硫酸钠1%，三乙醇

21、胺0.03%促凝，早强，抗冻11矿渣25%能提高强度12矿渣25%,氯化钙2%促凝，早强13膨润土15%50%，粘土粉15%30%促凝，早强2.4.1.3 浆量计算高压喷射注浆量视地层条件、施工工艺及浆液配比不同有一定的差异。浆液量可按如下两种方法进行估算：（1）体积法： 式中：q 需要用的浆量（m3）； de喷射体直径（m）； k1充填率（0.750.9）； h1喷射长度（m，下同）； 损失系数（0.10.2，下同）。 d0注浆管直径（m）； k2未喷射范围的充填率（0.50.75）； h2未喷射长度（m）；（2）喷量法：以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量。 式中： v提升速度（

22、m/min）； q单位时间喷射量（m3/min）。2.4.1.4 其他规定（1）在浆液制造过程中，先放水，再放水泥，充分搅拌后通过过滤，再进行第二次搅拌，并定时间检测浆液性能，鉴定浆液配合比是否满足设计要求。（2）喷射施工用的水泥浆液存放的有效时间，应符合下列规定： 当气温在10c以下时，不宜超过5h； 当气温在10c以上时，不宜超过3h； 当浆液存放时间超过有效时间，应降低标号使用，必要时按费浆处理（加入缓凝剂的浆液，其有效时间不在此限）。（3）为保持水泥浆液呈均匀状态和防止注浆过程中浆液堵塞喷嘴，浆液必须过滤，除掉浆液内的细小颗粒。另外，在浆液搅拌过程中，应控制搅拌时间。试验表明，水灰比为

23、1:1时，搅拌1h结石强度最高，搅拌超过1h后，结石强度就开始下降；当水灰比为2:1时，搅拌4h强度最高，超过4h后结石强度开始下降。3 施工工艺技术3.1 施工工艺流程3.1.1 基本流程高压喷射注浆施工工艺流程虽各种方法有所差异，但基本流程如下图所示： 成孔（冲击）（旋转）（震动）（打管）插喷浆（水）（气）管至孔底高压喷射施 工（边旋转或摆动边提升作业）喷射结束提管成孔设备就位清洗搬迁填补上部凹穴空气水液浆液废浆排放图3.1.1 高压喷射注浆工艺流程框图3.1.2 高压喷射注浆方法和注入介质种类不同，其各类型的具体工艺程序可分为： 单管旋喷法：利用钻机成孔后，把安装在普通钻杆上的喷头，置入

24、孔内预定深度，采用高压泥浆泵抽取水泥浆液从喷嘴中喷射冲击破坏土体，同时借助注浆钻杆的旋转和提升，使浆液与冲击崩落下来的土体搅拌混合，经过凝固在土中形成圆柱状的固结体。 双液分喷法：此法是改进了的单管旋喷。首先利用钻机成孔，然后在钻孔内喷射高压水液冲击土体，将崩落土粒与水混合后从钻孔口返出地面，此时在土体内形成一定直径的圆柱空间，再插入喷浆管，高压或中压喷射浆液。该法形成的圆柱状固结体，其浆液置换率可达到60%75%，固结体力学强度高，直径比单管法大，使用设备比双管法简单，操作方便，对于新建（构）筑物及复杂的隐伏岩溶地区的地基处理有独特的优势。 双管旋喷法：使用双通道管的两根注浆管。同时喷射出高

25、压浆液和空气介质的喷射流冲击破坏土体。其能量显著增大，固结体直径明显增加。 三管旋喷法：使用分别输送水、气、浆三种介质的三管注浆。该方法形成的固结体强度高，直径大，对于复杂的地层加固能获得最佳的效果。 定喷法：注浆管只提升、不旋转或按一定角度摆动（称为固定法及摆喷法）。固结体呈板状或放射型墙状。3.2 技术参数3.2.1 技术参数值高压喷射注浆技术参数应根据不同的方法，地层的特征等因素进行现场试验来确定。依上海市地基处理技术规范（dg/tj08-40-2010）规定：单管法、双管法和三管法的高压水泥浆液流或高压水射流的压力宜大于20mpa，气流的压力以空气压缩机的最大压力为限，通常在0.7mp

26、a左右，低压水泥浆的灌注压力通常在（1.02.0）mpa左右，提升速度为（0.050.25）m/min，旋转速度可取（1020）r/min。一般情况下，技术参数参考数据见下表3.2.1所示。表3.2.1 高压喷射参考技术参数介质技术参数旋转喷射定向喷射单管法双液分喷法双管法三管法水液压力（mpa）253020302530流量（l/min）801208012080120喷嘴孔径（mm）22.823.223.2喷嘴个数2122浆液压力（mpa）253025302030132030流量（l/min）651206512080120100150100150喷嘴孔径（mm）22.52.23.223.210

27、141014喷嘴个数2212122空气压力（mpa）0.50.70.50.70.50.7风量m3min120.52.00.52.0喷嘴孔径（mm）121312注浆管提升速度cmmin152015201020714612旋转速度rpm1520152510201118摆角030外径mm42，5042，507575，9075，903.2.2 参数间的关系喷射技术参数之间的关系，可按下列方法进行测算： 喷射压力： 喷射泵量： 射流功率： 三管旋喷注浆量：式中：p喷射压力（mpa）；喷射泵量（l/min）；喷射液体密度（g/cm3）；喷嘴个数；喷嘴流量系数（圆锥形喷嘴0.95）；喷射流速系数（0.97）

28、；d0喷嘴出口内径（mm）；w喷射流总功率(kw）；q2注浆泵量（m3min）。3.2.3 各参数对加固体直径的影响喷射压力、泵量、提升和旋转速度等技术参数，与固结体尺寸大小相互之间有如下关系（在同类地层内）： 喷射压力愈高，固结体尺寸愈大。 当喷射压力不变时，喷射泵量增大，固结体尺寸相对增大。 注浆管旋转和提升速度减慢，固结体尺寸会增加。但减慢到一定范围内，固结体尺寸增加甚微。当提升速度一定时，旋转速度有一最佳值，当低于此最佳值时，固结体尺寸反而会减少。4 施工操作4.1 成孔（1）成孔设备就位安装时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，其偏差不应大于5cm；（2）开孔直径不能小于110mm，

29、终孔直径不能小于91mm，成孔偏斜率不应大于1.5%。（3）成孔按设计孔深分别选用不同类型设备。成孔方法可用冲击、旋转、震动或水射流成孔，但孔内必须清除干净，保证注浆管能顺利插入孔内预定的位置。4.2 喷射注浆作业（1）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，管路系统的密封必须良好，各管道和喷嘴内不得有杂物。（2）在插管过程中，为防止喷嘴被泥沙堵塞，应带浆或水插管，其浆或水压力为0.5mpa左右。另外还可采用塑料薄膜将喷头包扎好的方法。（3）喷浆管插入到设计深度后，及时输送浆液（水和气），喷头在预定深度喷射时，只旋转（或摆动）不提升，停留13min后再提升，确保下

30、部固结体质量。（4）在喷射施工过程中，应随时观测或测定注浆管转速（摆速）、提升速度、水、浆、气压力及流量等情况做好记录。若发现问题，应及时调整设备或采用补救措施。（5）在喷射提升注浆管时，拆卸注浆管速度要快，重新进行喷射的上下搭接长度不应小于0.1m，防止固结体脱节。（6）在喷射施工中，应经常注意孔内返浆情况。一般返浆量小于注浆量的20%时为正常现象，超过20%或完全不返浆时，应及时分析原因，确定解决问题的办法后再继续施工。（7）在喷射注浆的同时，应按设计要求用标准试模采集返浆试样。其数量视工程要求确定。试样采集后，作初凝、终凝以及简单的力学性质测定，以此初步了解喷射注浆固结体的效果。（8）喷

31、射注浆施工结束后，应及时清洗注浆设备和管道，以防止水泥浆液凝固堵塞。（9）喷射注浆后，在浆液与土搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，造成固结体顶部出现一个凹穴。凹穴的深度随土质、浆液的析水性、固结体的大小等因素而不同。一般深度在0.51.0m之间。有些漏浆地层其深度还会大一些，对于这种凹穴现象，必须采用措施予以消除，目前通常采用以下几种方法： 若固结体顶端未到地面，在喷射过程中，应提高喷射高度，一般应喷射到固结体设计标高以上0.51.5m。同时还需要利用返浆补充到孔口。 对于新建（构）筑物地基加固，应重新搅拌水泥浆（配比为0.80.5：1，适当加20%40%的中细

32、砂）对凹穴进行填补。 对于已有建（构）筑物地基加固，因防止固结体与已有建（构）筑物基础之间出现凹隙，在浆液中应加入不收缩或具有膨胀性的材料（如铝粉等材料）对凹穴进行压力填补。4.3喷射注浆特殊情况处理（1）喷射注浆时，突然中断电、水、浆、气体时，应及时抢修。抢修正常后，注浆管应重新下至停供位置以下0.5m重新进行喷射。当因故停喷超过3h时，应及时清洗设备和管道，以防止水泥浆堵塞。（2）在喷射时遇到孔隙较大的砂卵石层、破碎地层或者岩溶地区，将会出现孔口不返浆而浆液漏失现象，此时应停止喷射，采取间歇性喷浆方法，间隔时间为12h左右。严重漏浆地段可考虑加适量的速凝剂或多次反复间歇性喷浆。（3）在喷射

33、时遇到孔口返浆大于20%时，其主要原因是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量超过喷射固结所需要的浆量。解决办法可以考虑提高喷射压力；适当缩小喷嘴孔径；加快提升和旋转速度等方法。（4）为了加大喷射固结体尺寸，或对较硬的土层，可以采用提高喷射压力、泵量或者降低回转提升速度等措施，也可以采用复喷工艺，分喷可以分段复喷，也可以全孔复喷。（5）在软弱地层喷射时，固结体强度低，可以在喷射后用砂浆泵注入m15砂浆来提高固结体强度。（6）在砂层或砂卵石层中喷射时，喷头的外径应小于注浆管58mm，否则易卡喷头。（7）喷射时，为了控制固结体的形态，可以调节喷射压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和速度，按工程需要，可喷

34、射如下几种形态的固结体： 圆盘状：只旋转不提升或少提升； 圆柱状：边提升边旋转； 扩底状：在底部喷射时，加大压力作重复旋喷或减低喷嘴的旋转提升速度； 糖葫芦状：在旋转过程中根据需要分段加大压力和减低喷嘴的旋转提升速度； 大帽状：旋转到顶端时加大压力作重复旋转或减低旋转提升速度。5 mjs施工技术5.1 mjs工法介绍5.1.1 mjs工法简介mjs（全称metro jet system）工法即全方位高压旋喷工法是从综合角度出发，将硬化材料泥浆的配料直至加压输送、喷射、地层切削、混合、强制排泥、集中泥浆这一系列工序作为监控对象。是一种能进行水平地基加固和360全方位地基加固的施工工法，该工法对周

35、边环境及地基扰动影响极其微小；能实施大深度地基加固及水面下的施工，并且可以集中排泥、选择排泥场所。5.1.2 mjs工法特点5.1.2.1 常规高压旋喷施工不利影响（1）环境污染传统的高压旋喷施工法排泥是由于气升效果，废泥由钻杆与原状土之间的间隙排出，但是，随着施工深度的增加，气升效果会越来越弱，另外，当间隙堵塞的时候，地基压力会增加，高压喷嘴的喷射效率会下降，会造成地面隆起等负作用，并且能发生土与地下水污染，因为无法控制喷射注浆形成的较高地内压力，水泥浆沿地层缝隙向四周无规则游走，易在较大范围内造成对地下水与深部土层的污染（譬如，地墙外侧接缝处施工旋喷桩时，坑内降水井内冒浆，表明水泥浆的水平

36、游走距离大）。图5.1.2.1-1 常规高压旋喷桩排泥方法（2）加固效果及可靠度差目前，常规高压旋喷桩加固深度不超过50m，深部土层的加固效果与可靠性差，随施工深度加大，气升效果减弱，所以深部排泥困难，并且地基压力会增加，当深部喷嘴堵塞时，会大大降低喷射效率。图5.1.2.1-2 常规高压旋喷桩喷嘴受压示意图（3）相邻地面隆起量大、影响周边建筑环境地基内部的泥水压力偏高，是导致地面隆起的主要原因，并易导致毗邻地下结构物的侧向变形。地内压力偏高的原因：排泥不畅；钻孔四周的空隙被泥浆封闭，地内压力无释放途径；无控制地内压力的专用设备。5.1.2.2 mjs工法的优点（1）全方位施工mjs工法能实现

37、全方位施工，即能进行垂直、水平、倾斜施工，如下图所示。图5.1.2.2-1 mjs垂直施工实况图图5.1.2.2-2 mjs水平施工实况图图5.1.2.2-3 mjs倾斜施工实况图（2）成桩截面体形状多变mjs工法为摆喷施工，其成桩截面体形状多变，适应性强。图5.1.2.2-4 mjs工法成桩截面示意图（3）施工对环境影响小mjs工法可以实施全方位施工的因素就是具有优秀的排泥处理能力，它采用多孔管钻进，多孔管中间有一个60mm的排泥管，在倒吸水和倒吸空气适配器的作用下，能将地下的废泥浆强制抽出。钻头上装有地内压力感应器和排泥阀门，并且能够自由控制排泥阀门大小，当地内压力显示不正常时，调整排泥阀

38、门的大小可顺利的排出泥浆，将地内压力控制在合理的范围内。图5.1.2.2-5 mjs工法与常规喷射法对比图5.1.2.3 mjs工法不足mjs工法也存在一些不足之处，mjs设备购买及维护成本均较高，mjs施工成本较高；mjs施工效率较常规高压旋喷施工效率偏低。5.1.3 mjs工法应用范围（1）mjs垂直施工可应用于河流、湖沼下的地基加固、保护已有构筑物的地下隔离墙等，如下图5.1.3-1所示。 图5.1.3-1 mjs垂直施工应用（2）mjs水平施工可用于地基加固、构筑物与现有轨道保护、隧道顶部先期加固等，如下图5.1.3-2所示。图5.1.3-2 mjs水平施工应用（3）mjs倾斜施工可应

39、用于既有轨道线路的地基加固（避开既有管线）、地下构筑物保护、盾构进出洞加固等，如下图5.1.3-3所示。图5.1.3-3 mjs倾斜施工应用5.2 mjs设备配套mjs设备配套如下表5.2所示。表5.2 mjs施工设备、仪器配套表序号设备名称规格数量功率（kw）1mjs工法主机mjs-40vh1台372高压泵gf-120sv1台903高压泵gf-75sv2台55*24空压机sa18a1台18.55泥浆搅拌系统bz-20l1套56.56泥浆泵3pnl1台7.57交流电焊机bx1-500f-31台228引孔机xy-2001台套209测斜仪cx-5c1台套10高压镝灯1kw若干511相关辅助设备若干

40、12高压水枪2801台合计366.5mjs设备配套实物图片如下图所示。 主机mjs-40vh 高压泵gf-120sv 高压泵gf-75sv 集中管理平台图5.2-1 mjs专用设备实物图1图5.2-2 mjs专用设备实物图25.3 mjs施工工艺5.3.1 mjs施工流程图5.3.1 mjs施工流程图说明：（1）此处没有考虑在特殊工况下（深度过深、地层复杂等情况）需要下放导管等辅助方法；（2）一般情况下（无需导管）引孔大小可取200mm，引孔前孔位偏差参照常规高压旋喷施工成孔的有关规定。5.3.2 mjs主要技术参数水灰比：1:1左右空气流量：1.01.5m3/min浆液流量： 85100l/

41、min成孔垂直度误差：1%（以设计要求为准）提升速度：30-40min/m（全圆）、15-20min/m（半圆）搭接宽度：盾构进出洞加固：700mm 地下隔离墙、止水帷幕：700mm 地基加固、坑底加固：200-300mm水泥掺量：盾构进出洞加固：40% 地下隔离墙、止水帷幕：40% 地基加固、坑底加固：30%-35%有效桩径：2400mm2600mm（根据地质条件确定）喷射压力：浆液压力约40mpa；空气压力0.50.7mpa地内压力控制值：1.3-1.6倍计算理论地内压力值（施工过程中按地质条件调整）5.4 mjs施工操作5.4.1 管线连接图5.4.1 管路连接示意图5.4.2 引孔施工

42、为了保证成桩垂直度及防止地下有未探明的地下障碍物，在进行旋喷加固施工之前进行预成孔（以下通称引孔）施工，即预先在成桩位置施工一个直径为200mm的孔直到桩底标高，成孔机可采用岩芯钻机。成孔之前要保证地面的平整，软弱土地可先浇上素混凝土地坪或垫上钢板。成孔时要及时排除泥浆，保护现场的环境。预成孔钻机选用cx-200岩芯钻机，实物图如下图所示。根据实际工程情况确定预成孔施工顺序以及成孔后护壁的具体方法（一般地层采用泥浆护壁，如果上覆土层为易塌填土，则考虑使用薄壁pvc管进行临时护壁）。图5.4.2 钻机实物图5.4.3 引孔测斜 引孔施工完成，需测量引孔垂直度，在确保引孔垂直度指标在设计允许范围内

43、后方可下放mjs钻杆进行mjs喷射施工。如果预成孔垂直度没有达到设计要求，需采用成孔钻机进行修正后方可进行下道工序。预成孔垂直度采用cx-5c型斜孔测斜仪进行测量，它是测量钻孔斜度的专用仪器。它适用于地质、矿山、煤矿工程地质钻孔，防渗灌浆孔，桩抽芯孔已及岩土工程等部门测量钻孔斜度，该仪器适用于非磁性矿地区以及无铁套管的钻孔中测量钻孔斜度。当有套管和有磁性矿时，方位角测量受到影响，但顶角不受影响。该仪器顶角测量采用最新进口倾角传感器，它具有高精度、大量程、稳定好、重复性好等特点。可同时测出x方向、y方向倾角，方位角采用进口电子罗盘，较磁铁式的罗盘有较大突破。测出的x、y、三个参数，由程序自动算出

44、该孔的倾角和方位角，并绘出钻孔的地下空间位置图，并可打印出测斜数据成果报表。该仪器由于采用新一代进口倾角传感器和电子罗盘，因此仪器各项技术指标及性能大大提高，不论从精度还是量程都能满足现场各种测斜要求。cx-5c测斜仪实物如下图所示。图5.4.3 cx-5c测斜仪实物图5.4.4 主机就位引孔施工完成后，将主机移机就位，移机时要保证地面的平整，在软弱土上施工时应垫上钢板。在主机的底部中央有一个可自由升起的圆盘，升起圆盘可以自由转动。利用主机下面的悬臂梁和基座可以对主机进行向前或向后移动，最大行程为30cm。5.4.5 下放钻杆（1）启动主机：依次打开主电源断路器、变压器一次断路器、油冷却器断路

45、器、绞车断路器、操作电源断路器。（2）启动马达（此时马达指示灯亮起，由于星-三角启动方式，启动为止需要6秒钟左右）、油冷却器和操作电源开关。（3）卸下钻头前端切削头，然后把削孔用水龙头用螺栓接上钻头，向上打开进给操作开关把动力头提升至顶；用绞车吊起钻头，放入主机动力头中，夹紧卡盘（不能夹住排泥口和地内压力感应器），拆开夹子，装上切削头；向下打开进给操作开关把动力头放到底，关闭夹子。（4）卸下削孔用水龙头，把水龙头接上多孔管，用绞车吊起，与钻头对接；夹紧夹子，打开卡盘，提升动力头至顶；夹紧卡盘，打开夹子；设定摇摆角度（一般为360），打开摇晃开关。（5）主机操作人员此时通知泵操作人员打开削孔水7

46、5泵（压力一般为10mpa左右），向下打开进给操作开关，调整下降速度调整旋钮，观察进给压力及削孔水压力是否正常。（6）待钻头完全进入地内之后，关闭削孔水高压泵，停止动力头的摇晃和进给；卸下水龙头，装上倒吸空气适配器和第二根钻杆；夹紧夹子，松开卡盘，提升动力头至顶；夹紧卡盘，打开夹子，打开摇晃开关。（7）依次打开倒吸水高压泵、倒吸空气和削孔水高压泵，观察排泥管路排水正常后，打开排泥阀门（根据需要确定排泥口的大小）；向下打开进给操作开关，向下钻进。图5.4.5 操作面板操作按钮示意图（8）第二根钻杆下去之后，停止动力头的摇晃和进给，关闭排泥阀门；依次停止削孔水、倒吸水高压泵和倒吸空气；卸下水龙头接

47、第三根钻杆；夹紧夹子，松开卡盘，提升动力头至顶；夹紧卡盘，夹紧夹子，打开摇晃开关。（9）重复7、8步骤，直至削孔完成，关闭排泥阀门。5.4.6 定位置喷射（1）喷嘴达到桩底标高之后，通过调整角度计数器设定摆喷角度、通过设置计数器设定步进间距、通过步进计时器设定步进时间并根据施工需要设定回转数。（2）校零：将摆动/旋转切换开关拨到旋转位置，手动摆动动力头，使钻杆上面的白线位于主机正前方；夹紧夹子，松开卡盘，旋转动力头使“0”刻度与多孔管上面的白线位于同一直线上。旋转动力头使“0”刻度通过感应器上方后停止，按下清零按钮，校零结束。（3）将摆动/旋转切换开关拨到摆动位置，打开摇晃开关，依次打开倒吸水

48、和倒吸空气，在确认排浆正常时，打开排泥阀门，开启主空气空压机和120高压泵（此时泵中供水）。（4）向上打开进给操作开关把动力头提升50cm左右，再向下把动力头下降至最低，定位置喷射结束。5.4.7 正常喷射施工（1）定位置喷射结束后，把水切换成水泥浆（此时水具有一定的压力值，打开水与泥浆的切换开关，调节泥浆压力至设定值），打开步进按钮，喷射开始。（2）第一根钻杆结束之前大约30s时，将水泥浆切换成水，当120泵的压力有大幅下降时，关闭120泵；停止步进和摇晃，关闭排泥阀门；再依次关闭倒吸水、倒吸空气和主空气；夹紧夹子，打开卡盘卸下钻杆和水龙头。（3）重新装上水龙头，打开摇晃开关；依次打开倒吸水

49、和倒吸空气，观察排泥管路排水正常时，打开主空气和120泵；调整泵的压力，当压力至一定值后，打开水与泥浆的切换开关，调节压力值设定值；打开步进开关，继续改良。（4）重复2、3步骤至改良结束，移机至下一根桩。6 施工管理6.1一般管理（1）施工技术管理是在施工组织设计的基础上进行具体实施。其管理内容是认真掌握施工参数、固结体质量以及原始资料的积累和整理竣工图纸文件等，确保工程质量达到设计要求并按期完成任务。另外，在施工中遇到难点或特殊情况，应及时组织有关技术人员分析讨论，研究解决方法，并按决定的办法或措施进行实施。（2）材料管理主要是根据设计中提出的数量和质量，按照施工进度，分期分批地保证供应合格产品，及时检验水泥及有关外加剂的质量。同时对主要机具设备的易损零件、工具备品提前准备好，以保证日常施工中保养、检修、更换，不中断施工。6.2 质量管理（1）桩位偏差5cm，钻孔垂直度误差1%h（如设计有其他规定应满足设计规定）。（2）钻杆要进行量测，并作记录，经常检查孔深，保证孔深达到设计要求。（3）严格按设计配合比例率拌制水泥浆液，拌制好的水泥浆液超过2小时不能使用，在使用前应进行过滤，防止出现喷嘴堵塞事故。（4）旋喷桩施工