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[摘 要]文章对高压喷射注浆技术的基本类型及机理进行了细致的介绍，不仅有助于完善高压喷射注浆的施工技术，也可为类似工程提供参考依据。
[关键词]码头施工 高压喷射注浆 基本类型 质量控制
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0148-02
一、引言
高压喷射注浆技术具有适用范围广、施工简便、固结体形状可以控制、既可垂直喷射亦可倾斜和水平喷射、有较好的耐久性、原料广阔价格低廉、浆液集中流失少、设备简单管理方便、生产安全以及无公害等优点，近年来随着工程技术的发展，已广泛地应用于增加地基强度、挡土围堰及地下工程、防渗帷幕等基建项目，是一项解决我国设备陈旧、施工方法落后和工效较低等问题，满足国内日益复杂的工程建设要求，以及打入国际市场的一项关键技术。由于高压喷射注浆技术是一项较新的技术，相关可借鉴的经验以及可供参考的资料仍然比较缺乏，特别是在板桩码头中的应用。
二、基本类型与机理
高压喷射注浆，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20～40MPa的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。当能量大速度快和呈脉动状的喷射流动压超过结构强度时，土粒便从土体剥落下来。一部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土体中形成一个固结体。固结体形状和喷射移动方向有关一般分为旋转喷射（简称旋喷）和定向喷射（简称定喷）。旋喷时，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，固结体呈圆柱状。定喷时喷嘴一面喷射一面提升，喷射的方向固定不变，固结体形如壁状。当前，高压喷射注浆法的基本种类有：单管法、二重管法、三重管法三种方法。
2.1 单管法
单管法旋喷注浆是利用钻机等设备，把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20～40MPa的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成圆柱状的固结体。日本称之为CCP工法。
2.2 二重管法
使用双通道的二重注浆管。当二重注浆管钻进到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体，即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20～40（Mpa）压力的浆液，从内喷嘴中高速喷出，并用0.7MPa左右的压力把压缩空气从外喷嘴中喷出，在高压浆液流和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体。固结体直径相比单管法有明显增加。日本称这种方法为JSG工法。
2.3 三重管法
三重管法按照泥浆泵注入浆液压力的大小分为：三重管CJG工法和三重管RJP工法两种。
（1）三重管CJG工法
三重管CJG工法属传统的三重管工法。使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置产生20MPa左右的高压水喷射流的周围，环绕一段0.7MPa左右的圆筒状气流，进行高压喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，在另有泥浆泵注入压力为2～5MPa的浆液填充，喷嘴作旋转和提升运动，最后便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体。
（2）三重管RJP工法
三重管RJP工作法是在CJG工法基础上开发出来的。它仍使用三重管，分别输送水、气、浆，与CJG工法不同的地方是，水泥浆用高压喷射，并在其外围环绕空气流，进行二次冲切土体。本工法形成固结体的直径大于CJG工法。
三、高压旋喷桩施工
结合工程地质及实际情况，选用单管法高压旋喷桩施工。
3.1 现场、人、料、机准备
（1）现场准备
①对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。如遇有，则应与相关单位协商解决方案；②码头后方搭设1小型临时仓库，存放水泥等材料；③根据现场地形情况，将灌注桩后侧素填土，挖至灌注桩外侧，填至设计水位+1.54m左右，露出灌注桩及旋喷桩桩位，后侧土亦挖至该标高形成一条顺岸的施工槽；
④使用36号槽钢，搭设桩机导轨平台；
⑤接通水、电至施工现场。
（2）主要机械设备准备
MGJ-50锚杆工程钻机1台、XPB-90B高压泥浆泵1台、泥浆搅拌机1台、单管若干节、高压胶管等。
3.2 施工工艺
施工顺序：采用由西往东依次施工的施工顺序。工艺流程：钻机就位→钻机开孔、插管、浆液配置→喷射注浆→移动机具，进入下一孔施工。
（1）测量定孔位、钻机就位
严格按照设计放样定孔位，其误差不大于5cm。调整导轨位置，将钻机移至放样定位孔的上方。其余设备放于后方适当位置，尽量减少施工时移动次数。
（2）钻机开孔、插管
①钻机开孔
使用MGJ-50锚杆工程钻机及XPB-90B高压泥浆泵，根据地质情况采用高压水钻进成孔。高压水成孔时水压控制在18～22Mpa。采用合金钻头钻进，泥浆比重控制在1.05～1.15之间，以保证孔壁稳定。成孔孔径Ф500mm。钻机就位后，钻机应保持水平，钻杆应垂直，其倾斜度不得大于1.5%，钻孔深度不小于设计深度。钻孔达到设计深度后，将钻杆慢慢拔除。
②插管
根据钻机至桩底的深度，准备适当数量的注浆管。将注浆管插入桩孔底部-5.2m处，当插入有困难时，可先用稀水泥浆送浆，边送浆边旋转直至插入孔底。为防止泥砂堵塞喷嘴，注浆口用胶布封住。 ③浆液配置
所有配料水泥首先过筛，按水灰比1：1进行单桶配料并搅拌成浆，当搅拌均匀后将其抽入泥浆桶，并进行二次过滤，筛网孔径不大于2mm，以防止粗颗粒混入堵塞喷嘴。
（3）喷射注浆
①自下而上喷射注浆
插管完毕后，即可以进行喷射注浆，开启高压泵，缓慢向孔内送浆，待一切正常后，稳定泵压与泵量，并在原位旋转喷浆30秒，使浆液能完全达到孔底。喷射时应在达到预定喷射压力和喷浆量后再逐渐提升浆管，由下而上进行旋喷注浆，注浆管应分段提升，搭接长度不小于10cm，当旋转提升至孔口0.5m时停止喷浆，终止作业，喷嘴旋转速度控制在20r/min，提升速度控制在15～25（cm/min），遇土层变化时适当调整上述参数。
②冒浆回灌
高喷施工过程中应仔细检查冒浆时的变化。冒浆量小于20%者为正常现象。超过20%或完全不冒浆时，应做好记录并寻找原因。旋喷完毕后应及时向孔内补浆直至浆液面不再下沉为止。
③冲洗机具
当喷射提升到桩顶设计标高+0.1m后，旋喷作业即告结束，此时迅速拔除注浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。
（4）移动机具
把钻机、喷浆设备移到新桩位上，重复上述施工程序。旋喷桩共142根，由于本工程在海边施工，受潮水影响，每天不能24小时开工，施工能力为8～12根/d，15日完成。
四、保证措施及质量控制
4.1 保证措施
①指定专门的质量检查负责人，加强技术监督管理，并做好技术交底工作，值班技术人员必须时刻检查注浆流量、压力、旋转、提升速度、浆液初凝时间是否符合设计要求，并随时做好记录；
②质量负责人随时检查，以保证钻孔中心位置与设计位置偏差≤5cm，倾斜度≤1.5%；
③高压喷嘴是直接明显影响喷射质量的主要因素之一，应经常检查喷嘴直径，发现喷射流量变小或喷嘴变形，应及时更换；
④严格按照设计要求配制浆液，最终施工的浆液配比由施工前试验核定。受潮、结块的水泥不得使用；
⑤在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，应查明产生的原因，及时采取措施；
⑥为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可以采用冒浆回灌或第二次注浆等措施；
五、结论
高压喷射注浆技术是一种优点较多、为近年各项工程所广泛采用的新技术，解决了我国设备陈旧、施工方法落后和工效较低等问题。由于此技术是一项较新的技术，相关可借鉴的经验以及可供参考的资料仍然比较缺乏，特别是在板桩码头中的应用。
[关键词]码头施工 高压喷射注浆 基本类型 质量控制
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0148-02
一、引言
高压喷射注浆技术具有适用范围广、施工简便、固结体形状可以控制、既可垂直喷射亦可倾斜和水平喷射、有较好的耐久性、原料广阔价格低廉、浆液集中流失少、设备简单管理方便、生产安全以及无公害等优点，近年来随着工程技术的发展，已广泛地应用于增加地基强度、挡土围堰及地下工程、防渗帷幕等基建项目，是一项解决我国设备陈旧、施工方法落后和工效较低等问题，满足国内日益复杂的工程建设要求，以及打入国际市场的一项关键技术。由于高压喷射注浆技术是一项较新的技术，相关可借鉴的经验以及可供参考的资料仍然比较缺乏，特别是在板桩码头中的应用。
二、基本类型与机理
高压喷射注浆，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20～40MPa的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。当能量大速度快和呈脉动状的喷射流动压超过结构强度时，土粒便从土体剥落下来。一部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土体中形成一个固结体。固结体形状和喷射移动方向有关一般分为旋转喷射（简称旋喷）和定向喷射（简称定喷）。旋喷时，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，固结体呈圆柱状。定喷时喷嘴一面喷射一面提升，喷射的方向固定不变，固结体形如壁状。当前，高压喷射注浆法的基本种类有：单管法、二重管法、三重管法三种方法。
2.1 单管法
单管法旋喷注浆是利用钻机等设备，把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20～40MPa的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成圆柱状的固结体。日本称之为CCP工法。
2.2 二重管法
使用双通道的二重注浆管。当二重注浆管钻进到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体，即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20～40（Mpa）压力的浆液，从内喷嘴中高速喷出，并用0.7MPa左右的压力把压缩空气从外喷嘴中喷出，在高压浆液流和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体。固结体直径相比单管法有明显增加。日本称这种方法为JSG工法。
2.3 三重管法
三重管法按照泥浆泵注入浆液压力的大小分为：三重管CJG工法和三重管RJP工法两种。
（1）三重管CJG工法
三重管CJG工法属传统的三重管工法。使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置产生20MPa左右的高压水喷射流的周围，环绕一段0.7MPa左右的圆筒状气流，进行高压喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，在另有泥浆泵注入压力为2～5MPa的浆液填充，喷嘴作旋转和提升运动，最后便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体。
（2）三重管RJP工法
三重管RJP工作法是在CJG工法基础上开发出来的。它仍使用三重管，分别输送水、气、浆，与CJG工法不同的地方是，水泥浆用高压喷射，并在其外围环绕空气流，进行二次冲切土体。本工法形成固结体的直径大于CJG工法。
三、高压旋喷桩施工
结合工程地质及实际情况，选用单管法高压旋喷桩施工。
3.1 现场、人、料、机准备
（1）现场准备
①对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。如遇有，则应与相关单位协商解决方案；②码头后方搭设1小型临时仓库，存放水泥等材料；③根据现场地形情况，将灌注桩后侧素填土，挖至灌注桩外侧，填至设计水位+1.54m左右，露出灌注桩及旋喷桩桩位，后侧土亦挖至该标高形成一条顺岸的施工槽；
④使用36号槽钢，搭设桩机导轨平台；
⑤接通水、电至施工现场。
（2）主要机械设备准备
MGJ-50锚杆工程钻机1台、XPB-90B高压泥浆泵1台、泥浆搅拌机1台、单管若干节、高压胶管等。
3.2 施工工艺
施工顺序：采用由西往东依次施工的施工顺序。工艺流程：钻机就位→钻机开孔、插管、浆液配置→喷射注浆→移动机具，进入下一孔施工。
（1）测量定孔位、钻机就位
严格按照设计放样定孔位，其误差不大于5cm。调整导轨位置，将钻机移至放样定位孔的上方。其余设备放于后方适当位置，尽量减少施工时移动次数。
（2）钻机开孔、插管
①钻机开孔
使用MGJ-50锚杆工程钻机及XPB-90B高压泥浆泵，根据地质情况采用高压水钻进成孔。高压水成孔时水压控制在18～22Mpa。采用合金钻头钻进，泥浆比重控制在1.05～1.15之间，以保证孔壁稳定。成孔孔径Ф500mm。钻机就位后，钻机应保持水平，钻杆应垂直，其倾斜度不得大于1.5%，钻孔深度不小于设计深度。钻孔达到设计深度后，将钻杆慢慢拔除。
②插管
根据钻机至桩底的深度，准备适当数量的注浆管。将注浆管插入桩孔底部-5.2m处，当插入有困难时，可先用稀水泥浆送浆，边送浆边旋转直至插入孔底。为防止泥砂堵塞喷嘴，注浆口用胶布封住。 ③浆液配置
所有配料水泥首先过筛，按水灰比1：1进行单桶配料并搅拌成浆，当搅拌均匀后将其抽入泥浆桶，并进行二次过滤，筛网孔径不大于2mm，以防止粗颗粒混入堵塞喷嘴。
（3）喷射注浆
①自下而上喷射注浆
插管完毕后，即可以进行喷射注浆，开启高压泵，缓慢向孔内送浆，待一切正常后，稳定泵压与泵量，并在原位旋转喷浆30秒，使浆液能完全达到孔底。喷射时应在达到预定喷射压力和喷浆量后再逐渐提升浆管，由下而上进行旋喷注浆，注浆管应分段提升，搭接长度不小于10cm，当旋转提升至孔口0.5m时停止喷浆，终止作业，喷嘴旋转速度控制在20r/min，提升速度控制在15～25（cm/min），遇土层变化时适当调整上述参数。
②冒浆回灌
高喷施工过程中应仔细检查冒浆时的变化。冒浆量小于20%者为正常现象。超过20%或完全不冒浆时，应做好记录并寻找原因。旋喷完毕后应及时向孔内补浆直至浆液面不再下沉为止。
③冲洗机具
当喷射提升到桩顶设计标高+0.1m后，旋喷作业即告结束，此时迅速拔除注浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。
（4）移动机具
把钻机、喷浆设备移到新桩位上，重复上述施工程序。旋喷桩共142根，由于本工程在海边施工，受潮水影响，每天不能24小时开工，施工能力为8～12根/d，15日完成。
四、保证措施及质量控制
4.1 保证措施
①指定专门的质量检查负责人，加强技术监督管理，并做好技术交底工作，值班技术人员必须时刻检查注浆流量、压力、旋转、提升速度、浆液初凝时间是否符合设计要求，并随时做好记录；
②质量负责人随时检查，以保证钻孔中心位置与设计位置偏差≤5cm，倾斜度≤1.5%；
③高压喷嘴是直接明显影响喷射质量的主要因素之一，应经常检查喷嘴直径，发现喷射流量变小或喷嘴变形，应及时更换；
④严格按照设计要求配制浆液，最终施工的浆液配比由施工前试验核定。受潮、结块的水泥不得使用；
⑤在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，应查明产生的原因，及时采取措施；
⑥为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可以采用冒浆回灌或第二次注浆等措施；
五、结论
高压喷射注浆技术是一种优点较多、为近年各项工程所广泛采用的新技术，解决了我国设备陈旧、施工方法落后和工效较低等问题。由于此技术是一项较新的技术，相关可借鉴的经验以及可供参考的资料仍然比较缺乏，特别是在板桩码头中的应用。