摘要：随着人类生存发展的需要，在软土地基上建造房屋，已是现实社会不得不面对的难题。高压喷射注浆法是在注浆法的基础上，应用高压喷射技术而发展起来的一项新的地基加固方法。它与其他地基处理的方法比，具有适用范围广，施工简便，具有较好的耐久性等特点，不失为众多地基处理方法中较好的一种地基处理方法。
关键词：高压喷射注浆；地基加固；设计计算
1 前言
高压喷注浆法[1]（High Pressure Injection）始创于日本，它是在化学注浆法的基础上，选用高压水射流切开技术而发展起来的。高压喷发注浆就是利用钻机钻孔，把带有喷嘴的注浆管插至土层的预订方位后，以高压设备使浆液变成20MPa以上的高压射流，从喷嘴中喷发出来冲击损坏土体。当能量，速度快呈脉动状的喷发动压超越土体结构时，土粒便从土体上脱落下来。有些细微的土料跟着浆液冒出水面，别的土粒在喷发流的冲击力，离心力和重力等效果下，与浆液拌和混合，并按必定的浆土份额有规则地重新排列。浆液凝结后，便在土中构成一个固结体与桩间土一起构成复合地基，然后进步地基承载力，削减地基的变形，到达地基加固的目的。高压喷发注浆法适用于处理淤泥、淤泥质粘土，粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、很多植物根茎或有过多的用机质时，应根据现场实验成果确定其运用程度。它与别的地基处理的办法比较，具有适用范围广，施工简洁，具有较好的耐久性等特色，不失为众多地基处理办法中较好的一种地基处理办法。
2 高压喷射成桩机理[2]
因为高压喷射流是高速、高能、集中和接连作用于土体上，压应力和冲蚀等多种要素老是一起密布在压应力区域内发作效应，因而，喷射流具有冲击切开损坏土体并使浆液与土拌和混合的功用。
旋喷时，高压喷发流在地基中，把土体切削损坏。其加固范围就是喷发距离加上浸透部分或紧缩部分的长度为半径的圆柱体。一部分细微的土粒被喷发浆液所置换，随液流流出地表，其他土粒在喷发动压、离心力和重力的一起作用下，在横断面上重新排列，附近未被剥离的土粒则被挤密紧缩。在砂类土中还有一部分浆液浸透到紧缩层外面，构成浸透层，表面还构成一层硬壳。
定喷时，高压射流按固定方向缓慢上升，在土中冲出沟槽。落下的土粒一部分随液流流出地表，其余土粒与浆液拌和混合，最终构成板壁状固结体。
在大砾石层中进行高压喷发注浆时，因射流不能将大砾石破碎和移位，只能绕行行进并充填其空地。其机理接近于静压灌浆理论中的浸透灌浆机理。
在腐植土中进行高压喷发注浆时，固结体的形状及其性质，受植物纤维粗细长短、含水量及土颗粒多少影响很大。在含粗长纤维密布部位，射流受严重阻止而破坏力大为下降，固结体难以构成预订形状且强度受显着影响。
3 基本类型
按喷射介质及其管路多少可分为单管法、二管法、三管法等。
3．1单管旋喷法
通过单根管路，使用高压浆液（20～30 MPa），喷发冲切损坏土体，成桩直径为40～50cm。其加固质量好，施工速度快和成本低，但固结体直径较小。
3．2二管旋喷法
在单管法的基础上又加以压缩空气，并运用双通道的二重灌浆管。在管的底部旁边面有一个同轴两层喷嘴，高压浆液以20MPa左右的压力从内喷嘴中高速喷出，在射流的外围加以0.7MPa左右的压缩空气喷出。在土体中构成直径明显增加的柱状固结体，达80～150cm。
3．3三管旋喷法
运用别离运送水、气、浆三种介质的三重灌浆管。高压水射流和外围盘绕的气流同轴喷发冲切破坏土体，在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流，进行水、气同轴喷发，可以减少水射流与周围介质的冲突，防止水射流过早雾化，增强水射流的切开才能。喷嘴边旋转喷发，边提高，在地基中构成较大的负压区，携带一起压入的浆液充填空地，就会在地基中构成直径较大、强度较高的固结体，起到加固地基的效果。
4、设计计算[2][3]
4.1浆液材料配制与现场喷射试验
为断定喷发浆液的合理配方，有必要取现场各层土样，在室内按不一样的含水量和配合比进行实验，优选出最合理的浆液配方。对规划较大及性质较重要的工程，规划完结以后，要在现场进行实验，查明喷发固结体的直径和强度，验证规划的可靠性和安全度。
4.2固结体尺寸确定
固结体尺度首要取决于下列要素：土的种类及其密实程度；高压喷发注浆办法（注浆管类型）；喷发技术参数，包含喷发压力与流量，喷嘴直径与个数，压缩空气的压力、流量与喷嘴空隙，注浆管的提高速度与旋转速度。
4.3 固结体强度确定
固结体强度主要取决于下列因素：土质；喷射材料及水灰比；注浆管的类型和提高速度；单位时刻的注浆量。
按规则，取28d固结体抗压强度为规划依据。实验表明，在黏土中，因水泥水化物与黏土矿藏发作效果时刻较长，28d后的强度会持续增加，这种强度增加可作安全储备。
通常情况下，黏性土固结强度为1．5—5MPa，砂类土的固结强度为10 MPa左右（单管法3—7MPa，二重管法4—10MPa，三重管法5—15MPa）。经过选用高标号的硅酸盐水泥和恰当的外加剂，可以进步固结体的强度。
关于大型或主要工程，应通过现场喷发实验后采样来断定固结体的强度和抗浸透功能。
4.4地基承载力计算
竖向承载旋喷桩复合地基竣工验收时承载力查验应选用现场复合地基荷载试验和单桩试验。初步设计时，按（1）式核算复合地基承载力特征值：
5 高压喷桩加固技术的优点[1]
1）因为将水泥土与原地基软土就地拌和混合，因而可最大极限地使用原土；
2）对周围原有修建的影响较小；
3）可依照不一样的地基土的性质及工程规划请求，合理挑选，规划灵敏；
4）施工设备简略，办理便利，施工时无振荡，无污染，可在密布的建筑群中进行施工，且价格低廉。
5）固结强度高，单桩承载力较高；
6与钢筋混凝土桩基比，节省了很多的钢材，降低了造价。
参考文献
[1]雒成玲.浅谈地基处理—高压喷射注浆法.甘肃科技，2010
[2]林宗元主编.岩土工程治理手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，1993
[3]代国宗主编.地基处理.2010
论文作者:王耀昌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第13期
论文发表时间:2017/10/13
标签：地基论文; 浆液论文; 高压论文; 注浆论文; 喷嘴论文; 强度论文; 射流论文; 《建筑学研究前沿》2017年第13期论文;