高压旋喷注浆

1、高压旋喷注浆施工工艺标准1适用范围本标准适用于高层建筑地基加固，以提高地基承载力；以 及用于既有建筑物的纠偏和沉降治理。在临时工程中，也可用 于防止土体滑动，增加边坡的稳定性。在基坑开挖中起隔水帷 幕的作用，防止基坑隆起、流砂、渗漏。按工程用途，其适用 范围可分为五类工程，见表1。高压旋喷法适用工程种类表1工程类别用 途（一）增加地基强度提高地基承载力减少土体压缩变形（二）挡土围堰及地下工程建设保护邻近建（构）筑物地下工程洞室围岩的加固建设边坡加固及支护防止基坑底部隆起（三）地层改良防止土体坍塌滑坡防治砂土液化，涌砂冒水（四）降低土的含水量整治路基翻浆冒泥防治地基冻胀（五）防渗隔水帷幕河堤、水

2、库坝基防渗墙矿山井巷防渗帷幕基坑、地下洞室隔水帷幕防止桥渡、河堤及水工建筑物基础的冲刷高压旋喷注浆法能在土中形成圆柱状固结体，是在普通化 学注浆法的基础上发展起来的加固土体的一种新方法。旋喷形 式可采用单管法、双管法和三管法中的任意一种方法。单管法： 旋喷高压水泥浆液一种介质，使用 50mm或中42mm的地质 钻杆为注浆管，以20MPa压力从喷嘴中喷出，直接冲击切割土 体。双管法：旋喷高压水泥浆液和压缩空气二种介质，使用双 通道气液同轴喷嘴结构的二重管，以20MPa高压喷射流外环绕 一圈0.7 MPa空气喷射流喷，共同作用冲击切割土体；三管法： 旋喷高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质，施工预

3、先用钻 机钻成直径为 150中219的孔，然后将三重旋喷管插入孔中 旋喷，三根管子互不相通，分别输送水、空气和浆液。在均质土中，旋喷的圆柱体比较均匀。在非均质或有裂隙 土中，旋喷的圆柱体则不均称；由于喷射流脉动和提升速度不 均匀，固结体的外表很粗糙。在深度大的土中，如果不采取其 它的措施，旋喷圆柱固结体可能出现上粗下细似胡萝卜的形状。高压旋喷注浆技术，主要适用于松散软弱土层，如第四纪 的冲（洪）积层、残积层，砂类土、粘性土、粉土、黄土、人工 填土及淤泥、淤泥质土等。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根 茎或有过多的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用程度。但对于地下水流速过大，

4、浆液无法在注浆管周围凝固的情 况，对无填充物的岩熔地段，永冻土以及对水泥有严重腐蚀的 地基，均不宜采用高压喷射注浆法。2施工准备2.1材料2.1.1喷射注浆材料及配方注浆材料以水泥为主要材料，并可加入不同外加剂和掺合 剂，使其具有速凝早强、抗冻等性能。水泥类浆液的类型较多， 随地质条件及用途不同，浆液材料有所差异。2.1.1.1普通型，适用于无特殊要求的一般工程。一般采用强度 等级32.5以上的普通水泥，不加添加剂，水灰比为0.81.5， 常用1.0。2.1.1.2速凝早强型，适用于地下水丰富或早期承重的工程。常 用的早强剂有氯化钙、水玻璃及三乙醇胺等。2.1.1.3高强型，适用于固结体的平均

5、强度在20MPa以上的工 程，选用高强度水泥（不低于强度等级42.5）；在强度等级32.5 普通水泥中添加高效能的扩散剂（如NNO、三乙醇胺、亚硝酸 钠、硅酸钠等）和无机盐。2.1.1.4填充剂型，适用于早期强度要求不高的工程，以降低工 程造价。常用的填充剂为粉煤灰、矿渣等。2.1.1.5抗冻型，适用于防止土体冻胀的工程。常用的添加剂有： 沸石粉，NNO,三乙醇胺和亚硝酸钠。注意不宜用火山灰水泥， 最好用普通水泥，也可用高标号矿渣水泥。2.1.16抗渗型，适用于堵水防渗工程。常用2%4%水玻璃作 添加剂。水玻璃的模数要求为2.43.4,浓度要求为3045波 美度。注意应用普通水泥，不宜用矿渣水

6、泥，如无抗冻要求也 可使用火山灰水泥。2.1.1.7改善型，适用于某些有特殊要求的工程。如水坝的防渗 墙，可在喷射浆液中加入1050%的膨润土，使固结体有一定 可塑性并有较好防渗性。2.1.1.8抗蚀型，适用于地下水中有大量硫酸盐的工程，采用抗 硫酸盐水泥和矿渣大坝水泥。2.1.2浆液量计算浆液量常用下列两种方法的计算结果，选用其大值。体积法：Q=n /4XDs2XKXLX（1+8 ）+Dk2XK2XL2式中：Q一需用总浆量（m3）；K1填充率，与注浆管类型，加固直径、土质 等有关，变化范围为0.61.3，一般取 0.75 0.9；K2未旋喷部分土的填充率;一般取0.50.75 ；P 损失系数

7、，一般取0.10.2；Ds旋喷体直径（m）；D：注浆管直径（m）；L1旋喷体长度（m）；L2未旋喷体长度（m）。喷量法：Q=LXqX（1+p ）/VL1旋喷体长度（m）；q单位时间喷浆量（m3/min）；P 损失系数，一般取0.10.2；V喷嘴上升速度（m/min）。2.2机具设备2.2.1设备见“高压旋喷注浆需用设备表”表2.2.1高压旋喷注浆需用设备表表2.2.1序 号设备名称规 格主要性能用途1钻机XJ-100, SH-3076型震动钻等依工程条件而不同旋喷钻孔2高压水泵3XB, 3W-6B3W-7B, 3D2 等泵量 60250L/min泵压2050MPa三重管法高压水射流BW-150

8、, BW-250,泵量 80150L/min泵压57MPa三重管法泥浆注入3泥浆泵SNS-H300型水泥车，ZJB型高压泵，Y型液压泵泵量 150L/min泵压2030MPa单管、二重 管法,泥浆 注入4空压机YV-3/8,ZWY-6/7BH6/7,LGY20-10/7 等风量13m3/min风压0.60.8MPa5浆液搅拌机容量0.82m3二重管、三管重法空气射流制浆2.2.2专用器具2.2.2.1单管法喷管导流器安装在钻杆的顶部，其作用是把静止的高 压胶管和旋转的钻杆喷头连接起来，并把高压浆液从胶管送给 钻杆、喷头。其技术指标见下表2.2.2.1-(1)。导流器的技术指标表2.2.2.1-

9、(1)最高转数(r/min)最大工作压力(MPa)最大起重能力(KN)允许通过介质允许震动 冲击力 (kW)15030.020.0水、水泥浆20.0喷管及喷头a喷管：可用中50mm或中42mm的地质钻杆。b喷头：形状有圆锥形和平头型，前者适用于地层为透 镜体或个别卵石层，后者适用于粘性土或砂性土地层。c喷嘴：喷头一侧或两侧装12个喷嘴，直径1.63.5mm，多用硬质合金钢制成。2.2.2.2二重管法：二重钻杆：由不同直径的同轴钢管套在一起组成。二重管导流器。喷头：形状有圆锥形和平头型，空气间隙为12mm， 喷头一侧或两侧装12个喷嘴，直径23mm。2.2.2.3三管喷射系统三重注浆管总成：包括

10、三重钻杆、三重管导流器和三 重管喷头、喷嘴。三重钻杆：由三根不同直径的同心钢管套在一起组成。三重管导流器。三重喷头：形状有圆锥形和平头型，分单向喷头和双 向喷头。喷嘴：喷头一侧或两侧装12个喷嘴，高压水喷嘴 直径23mm,空气间隙为12mm,高压浆液喷嘴直径10 mm(2个喷嘴)或14mm (1个喷嘴)。2.2.2.4其它器具高压胶管(输送喷射浆液)一般采用钢丝缠绕液压 胶管，或铠装橡胶管。其工作压力不低于喷射泵压。压气胶管(输送压缩空气)用38层帆布缠裹浸胶 制成，工作压力1.0MPa以上，内径中16中32mm。电磁式液体流量计。玻璃转子风量流量计，如LZB-50型，最大流量 3mWmin。

11、2.3作业条件2.3.1施工范围内的地表、地下和空中障碍物应清理或改移完毕, 对不能改移的障碍物必须进行标识，并有保护措施。2.3.2做好“三通一平”工作，做到水通、电通、道路畅通，对 施工场区进行清理平整，对不利于施工机械行走的松软地面进 行碾压或夯实处理，以保证各种设备行走的安全和稳定。2.3.3雨季施工时，应做好排水沟和集水坑，及时将桩孔周围的 积水排走，确保雨后场地内无积水。进入现场的设备和材料避 免堆放在低洼处，露天存放的要垫高加塑料布盖好。2.3.4冬季施工时，水泥浆的使用要集中，施工场地内不得到处 存集，并对泥浆、水泥浆及贮浆设施进行有效保温，防止浆液 冻结。2.3.5施工前应对

12、机械设备进行调试，确保各设备均处于正常状 态。2.4技术准备2.4.1当高压旋喷注浆技术用于地基处理时，应按复合地基设 计，设计计算按建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002)进 行；用于桩基础时，设计参照建筑桩基技术规范(JGJ 94-94) 进行；用于挡土结构时，设计可参照建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-99)、建筑基坑工程技术规范(YB 9258-97)进行； 用于深基坑底部抗隆起、管涌加固时，应满足抗隆起或抗管涌 的安全要求；用于防渗隔水帷幕时，应参照有关相应规范进行 设计。高压旋喷注浆设计参数可根据表2.4.1-1、表2.4.1-2进行 数据估计，最终参数根据现场试验确定。

13、方法土质情况单管二重管三重管有 效 直 径m粘性土0N50.5 0.80.8 1.21.2 1.86N100.4 0.70.7 1.11.0 1.611N200.3 0.50.6 0.90.7 1.2砂土0N100.6 1.01.0 1.41.5 2.011N200.5 1.90.9 1.31.2 1.821N200*mm200*用钢尺量6桩体直径mmW50mmW40开挖后用钢尺量7桩体允许偏差W0.2DW0.2D开挖后桩顶下500mm处用钢尺量，D为桩径般 项 目注：其它工程可参照此表标准。（在旋喷隔水帷幕工程中，桩体搭接应不 小于300mm）4.2.2.4标准贯入试验。一般距注浆孔中心0.

14、150.20m，每隔 一定深度作一次。4.2.2.5载荷试验，包括复合地基荷载试验和单桩荷载试验。4.2.2.6渗透试验，包括钻孔压力注水渗透试验和钻孔抽水渗透 试验。4.2.3检验方法的选用：选定质量检验方法时，应根据机具设备 条件，因地制宜。4.2.3.1开挖检查法：通常在浅层进行，虽简单易行，但难以对 整个固结体的质量作全面检查。4.2.3.2钻孔取芯法：是检验单孔固结体质量的常用方法，选用 时需以不破坏固结体为前提。4.2.3.3标准贯入和静力触探法：应用于有经验情况下。4.2.3.4载荷试验法:是检验地基处理后地基承载力的良好方法， 有条件的地方应尽量采用。对重要建筑物仍应做载荷试验

15、为宜。 4.2.3.5压水试验法:通常在取芯困难或工程有防渗要求时采用。 4.2.3.6建筑物的沉降观测及开挖过程测试和观察是全面检查建 筑地基处理质量的不可缺少的重要方法。4.2.4检验点的部位4.2.4.1有代表性区域；4.2.4.2帷幕中心线上；4.2.4.3施工中出现异常情况的部位；4.2.4.4地质情况复杂，可能对高压注浆质量产生影响的部位。4.2.5检验点的数量高压旋喷地基处理检验点的数量为施工注浆孔数的1%， 并至少要检验3个点。其它工程检验点的数量根据需要定，一 般为施工注浆孔数的2-5%，并至少要检验3个点。检验不合格 者，应在不合格点附近进行补喷或采取有效补救措施，然后进

16、行质量检验。4.2.6质量检验时间应在高压喷射注浆结束28d后进行。如不作承载力或强度 检验，则时间可适当缩短。5成品保护旋喷后12h内应避免重车等在其上行走，或堆放重物， 以免压坏桩头造成桩头变形。6应注意的质量问题61钻机就位应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合。6.2施工前必须确定旋喷参数（旋喷压力、喷嘴提升速度、喷嘴 直径等）。6.3旋喷管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可 喷浆，待达到预定排量后，再逐渐提升旋喷管；深层旋喷时应 先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。6.4在插管旋喷过程中，要注意喷嘴被堵，水、气、浆压力和流 量必须符合设计要求，否则要拔管清洗，再重新进行插

17、管和旋 喷。6.5钻杆的旋转和提升必须连续不断的进行，拆卸钻杆要保持有 0.1m以上的搭接长度，以避免固结体脱节，中途机械发生故障， 应停止提升钻杆和旋喷，并立即进行检查排除故障。6.6常见事故及处理方法见表6.6常见问题主要原因处理方法不冒浆地层中有较大空隙在浆液中掺加适量的速凝剂，缩 短固结时间，使浆液在一定地层 范围内凝固在空隙地段增大注浆 量，填满空隙后再继续正常旋喷冒浆量过大有效喷射范围与注浆量不相适应提高喷射压力适当缩小喷嘴孔径加快提升和旋转速度固结体顶部出现凹穴由于浆液析水作用，出 现不同程度的收缩对于新建工程的地基，当旋喷完 毕后，开挖出固结体顶部，对凹 穴灌注混凝土或直接从旋

18、喷孔中 再次注入浆液填满凹穴为止对于既有构筑物地基，采用二次 注浆的办法较为有效固结体下部细上 部粗由于各地层的差异，而 旋喷参数单一固定应按地质剖面图及地下水等资料，在不同深度，针对不同地层 土质情况，选用合适的旋喷参数， 对深层硬土，采用增加压力和流 量或相应降低旋转和提升速度等 方法固结体成圆盘状只旋转不提升或少提升边提升边旋转，使各参数相适应固结体成糖葫芦 状旋喷中压力加大，喷嘴 旋转提升速度减低保持旋喷压力不变，边提升边旋 转，使各参数相适应高压旋喷施工常见事故原因及处理方法表表6.6续表6.6常见问题主要原因处理方法固结体成大底状在底部喷射中加大压力 做重复旋喷或减低喷嘴 的旋转提

19、升速度保持旋喷压力不变，边提升边旋 转，使各参数相适应固结体成大帽状喷到顶端时加大压力或 做重复旋喷或减低喷嘴 旋转提升速度保持旋喷压力不变，边提升边旋 转，使各参数相适应固结体成墙壁状只提升不旋转边提升边旋转使各参数相适应7质量检验记录 见附表一、附表二、附表三、附表四8安全、环保措施8.1安全操作要求8.1.1水泥浆车（高压注浆泵）必须全面检查和清洗干净，防止 泵体内有残渣和岩屑存在，各类密封圈必须完整良好，无泄漏 现象。安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在达到最 高规定压力时，能断销卸压，决不能轻易安装未经试压检验的 自制安全销，以免安全销不起安全作用。指定专人司泵。压力 表应定期

20、检修，保证正常使用。下班前泵内必须冲洗干净。8.1.2液压泵（高压注浆泵）系全液压传动。对其油管路应清洗 干净，各部接头保证密封，根据地区和季节选用1040号机油， 倒入油箱时必须经过滤油器。泵体内清洗干净，并检查各部位 密封圈，保证不泄漏。安全阀要进行测定，压力表要定期检修， 当浆液出口压力达到30MPa时，安全阀要能自动卸压漏浆。当 天工作完毕后，对泵体必须进行清洗。8.1.3旋喷注浆管在使用前必须检查两端螺纹是否损坏，注浆管 要全部洗净，如管子弯曲不直，应予校正，钻杆接头应检查丝 扣是否相啮台，并事先检查橡胶密封圈的良好性。接管时必须 加紫铜垫圈或缠上两圈尼龙纸带（或麻丝铅油），上紧后要

21、求完 全密封，钻杆上紧或拆卸，可利用钻机转动来完成，应小心操作，不宜过紧过松，否则容易损坏丝扣或泄漏。8.1.4高压胶管不能超压使用，使用时弯屈不小于规定弯曲半 径，防止胶管破裂。8.2技术安全措施8.2.1施工时，钻机要站在平整坚实的地面上，其平整度和地耐 力要满足钻机施工的要求。钻机应放置平稳、坚实，并调整挺 杆保持垂直。8.2.2钻机是旋喷注浆的主要设备之一，司钻人员应具有熟练的 操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆中的作 用。钻孔的位置需经现场技术负责人确认，无误后方可开钻。 钻机肩负着钻孔，插管和旋喷时注浆管的旋转及提升等职能。 必须保证正常钻进工作。8.2.3吸浆软管必须

22、采用铠装橡胶管，使吸浆时不致产生负压作 用而凹陷影响吸入量。软管长度一般为47m。吸浆笼头应有 滤网包扎，网目一般要求小于喷嘴直径的1/2。高压泵与钻杆 间由耐高压软管连接，一般使用耐压70MPa以上钢丝裹绕的高 压橡胶软管。接头使用高压卡口接头，并有密封圈压紧。泵体 与钻机距离，一般要求不超过20m为宜。8.2.4空压机作为三重管旋喷的辅助动力，在施工中应做好使 用、维护保养工作。8.2.5在施工中应注意泥浆泵和管路的清洗，以防堵塞。8.2.6浆液应根据设计要求将主要材料数量备齐并存放专用仓 库内，对水泥和添加剂应分别存放，浆液配方应符合设计要求， 并根据搅拌桶，贮浆桶的容积事先计算好容量和

23、每根固结体所 需用量。搅拌浆液必须在各种机具设备试运转正常后，并待钻 机钻进至设计深度时，才能开始，以免机具设备因故障而浪费 浆液。8.3环境保护措施8.3.1水泥和其他易飞扬的细颗粒散体材料，应安排在库内存放 或严密遮盖。8.3.2运输易飞扬的细颗粒散体材料或渣土时，必须封闭、包扎、 覆盖，不得沿途泄漏遗洒，卸运时应采取有效措施，以防扬尘。8.3.3施工现场制定洒水降尘措施，配备洒水器具，指定专人负 责现场洒水降尘和及时清理浮土。8.3.4施工中的废浆的处理必须在开工前做好规划，废浆短时可 排入事先挖好的沉淀池做土方运出或及时将废浆运出现场，不 得随意排放，保持现场文明和环境保护。8.3.5施工现场应遵守GB 1252390建筑施工场界噪声限值 规定的降噪限值，设专人定期测定噪音值，发现超标及时采取 降噪措施。施工机具尽量采用低噪音系列产品，最大限度地避 免对周围环境造成破坏。单位（子单位）工程名称分部（子分部）工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位 检查评定记录监理（建设） 单位验收记录主 控 项 目1水泥及外掺剂质量符合出厂要求2水泥用量设计要求3桩体强度或完整性检 验设计要求