高压喷射注浆在软土地基处理中的有效运用

1、高压喷射注浆在软土地基处理中的有效运用【摘 要】随着改革开放的不断推进，我国的经济建 设日渐繁荣，社会各个领域的建设呈现出热火朝天的态势。 尤其是在建设领域，高层建筑以及超高层建筑、深基坑、超 深基坑的不断涌现，对地基、止水帷幕的建设要求不断提高， 加之高科技技术的发展进步，在各领域得到广泛的推广使 用，不仅加快了建筑领域的速度，更提高了建筑领域的建设 质量和施工安全。高压喷射注浆技术是近年来在软土地基处 理、止水帷幕方面较为常见的手段之一，可以大大提高地基 的强度和抗渗透变形。本文从高压喷射技术的作用原理着 手，重点介绍该技术在建筑实际中的应用，为当前我国的软 土地基处理打下坚实的基础。【关

2、键词】高压喷射注浆技术；软土地基；处理；运用 我国地域辽阔，各地区在地形、地质方面差别较大，在 建设项目之初，方案设计之时，要对实际情况全面掌握，尤 其是对于软土地基，要采用卓有成效的措施，巩固地基以满 足建设的需求。高压喷射注浆技术是巩固软土地基的有效方 式之一，是利用高压技术将特殊材料的浆液灌注入土层，经 过凝固结石作用后，起到提高土层强度、降低渗透性的作用 高压喷射注浆技术最早出现于日本，经过长时间的发展，在 当前我国的软土地基处理中得到较为广泛的应用。一、高压喷射注浆技术的工作原理 高压喷射技术的工作原理，首先是利用高压气液体切削 手段破坏土层，将被切削土体与高压浆液混合均匀重新凝固

3、排列结石，形成承压能力更强、抗渗能力高的固结体。1. 喷射区域划分 高液喷射将混合均匀的浆液灌注入土体内部，对于喷射 流的结构有着这样的划分：喷射流与喷嘴之间的区域按照距 离的远近分别被称之为初始区、迁移区、主要区和结束区。喷射区域划分（1）初始区 作为高压喷射的初始阶段，喷射流在此区域的工作状态 属于整个工作区域的核心，此阶段的喷射流与其他区域相比 较，明显的较为透明致密且喷射流较为均匀， 喷射质量较好 在工作时，轴向动压处于常规水平，喷射器内部的水流速度 与喷嘴处流速基本保持一致。但必须注意的是，空气阻力对 喷嘴的喷射距离有一定影响，随着喷射距离的加大，喷射流 失造成的损失会相应加大，其损

4、耗的能量也会越多，随着宽 度的加大，喷射能维持的中心也会随之减小，并最终汇聚成 为一个点。对于初始区要保持多长是一个重要的问题，这直 接关系到喷射的质量与灌浆搅拌的效果。（2）迁移区作为初始区与主要区的中间部位，主要起到过渡的作 用，在此区域的喷射流宽度不断增加，随着宽度的变化，喷 射流的流速也不再呈均匀态势，相应的轴向动压也有所降 低。（3）主要区 位于主要区的喷射流在喷射过程中，受到空气带来的极 大阻力， 轴向动压的减小速度猛然增大， 喷射流速不断降低， 损失率也不断增加，但不能否认，这一区域仍是喷射注浆的 主要环节。（4）结束区 顾名思义，结束区也就是整个工作阶段的末端，也称为 终了区。

5、结束区的喷射流在强度方面已经衰竭，但其宽度依 然保持在一定水平，因而，喷射能量大幅度减少。同时大量 水汽的渗入使其状态发生一定程度的变化，呈现为水雾状， 但最终将会消失。2. 喷射流的破坏作用 虽然高压喷射注浆工作的最终的目的是加固土体，提高 地基承载力，使其满足建筑施工的要求，但在灌注之初必然 会对土层先破坏后巩固。（1）一旦喷射流的压力强度到达土层所能承受的最大 强度时，土层就会遭到破坏。喷射流造成的压力与水流平方 呈正相关，随着水流平方的加大，其带来的压力强度也就更容易破坏土层，相应的灌浆搅拌范围也就更大（2）在土层破坏时，除了喷射流的压力之外，外界因 素也会导致土层的瓦解，比如施工器械

6、的质量、管道形状以 及土的状态和土质等。这些不可控制的外界因素会导致喷射 流压力出现不均匀现象，土层压力累加到一定程度必然会崩 塌，这就是通常所说的喷射流的搅拌作用。（3）高压喷射会对土层间隙产生影响，在喷射压力之 下，土层之间由于应力场作用使得土层之间的间隙不断增 大，进而形成土层的拉伸作用最终导致土层破裂，这就是常 说的土楔破碎效应。（4）土层表面破坏作用与喷射流距离的远近有直接关 系，当喷嘴距土层较近时，土层所受压力也不断增加，当距 离较远时，压力也会随之降低，除此之外，还会出现气穴现 象，喷射流冲击气穴，利用惯性作用破坏土层。3. 水泥土的凝固结石作用水泥土是水泥与土的混合物，二者按照

7、一定的比例搅拌 均匀，利用其进行土层固化作用，以达到土层改良满足建设 的需求。水泥土之所以能够起到强化的作用，是由于水泥在 水的分解作用下与土混合后产生硬化现象，因而能够起到加 固的作用。二、高压喷射注浆技术的运用 我国各地区地质差异较大，南方地区由于水文、气候、 地形的影响使得土壤含水量较高，土层孔隙率较大，对于建 筑施工来说，难度等级较高。高压喷射技术不仅能够较好的 解决土质问题，而且施工速度快、材料成本低，同时能够极 大程度上提高土层强度，因而得到较为广泛的推广使用。1.地质条件 在对地区土层进行高压喷射注浆以提高软土地基强度 之前，要对该地区的土层地质有一定的了解掌握，尤其是对 于土层中是否含有粘土以及黏土的类型、各类黏土的物理参 数要加以研究，同时黏土的量是否会影响高压注浆作用的发 挥。除此之外，在认真分析土质的基础上，对于土层中各类 土质的承压强度也需要进行必要的估量计算。各类型黏土物理参数2.参数设计 在结合具体建筑方案的强度与当前土层地质所能承受 的强度下，对于高压喷射注浆做出合乎实际的设计。在了解 了地区软土层的厚度之后，首先设计出水泥土桩的长度、桩 径、桩间距、置换率、桩的布置型式、喷浆压力，要保证水 泥土桩的长度与软土地基的厚度保持一致，比如，软土地基 深度为5m，那么水泥土桩的长度要设计为5m。桩径可以根据喷浆压力选择合理桩径，如500mm、80