深基坑边坡支护中高压喷射注浆法的应用

摘 要：文章对高压喷射注浆施工技术特点和要点进行探讨，通过该技术在深基坑边坡支护中产生的影响进一步提升具体施工工艺和施工技术。

关键词：深基坑；边坡支护；高压喷射注浆法

深基坑边坡支护是指开挖或边坡深度≥5m或地下室≥2层，或深度虽≥5m，但是地质条件、周围地下管线复杂的工程和地下水位在坑底以上的工程。深基坑边坡支护有施工周期长、安全隐患等多种不良因素，现代近距离深基坑边坡支护方案选择有限，并且埋藏管线对深基坑边坡工程有着很大的影响。

1 高压喷射注浆历史

20世纪60年代末，日本NTI公司在承建日本国大阪市地下铁道建设时首先使用了高压喷射注浆法，当时定名为CCP工法。那时因为冰冻融化造成了事故，而后采取普通灌浆法，土层表面溢出很多浆液，达不到加固地基和防水的目的。建筑工程师引用了高压水射流技术，创立了高压喷射注浆法。这种方法使浆液和土粒混合搅拌，在浆液凝结后形成了均匀密实的固结体。

我国在20实际70年代就已经开始研究和使用高压喷射注浆法。是比较早在冶金、水电、建工等方面进行试验和施工的国家，而法国、德国、美国等发达国家使用高压喷射注浆法是在20世纪80年代左右。现在我国高压喷射注浆使用广泛，特别是在深基坑边坡支护、构造地下防水帷幕、防止砂土液化、增强土壤摩擦力和粘聚力等方面取得一定的成就，获得了理论方法和实践经验。现在它已列入国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ 202-2002和国家行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002中。

2 高压喷射注浆法性能

高压喷射注浆法是在钻机钻孔后，利用高压设备使浆液变成20Mpa的高压射流，注浆通过喷嘴注浆管插入到土层中形成喷射流的方法。用高压喷射流直接冲击破坏土体，一部分土颗粒在射流动压大于土层结构强度时从土层中剥离出来，另一部分在离心力和重力的作用下，和土粒进浆液行充分搅拌，并且按照一定的浆土比例有规律地重新排列。最后形成符合基地，提高地基承载能力的固结体。高压喷射注浆法应用比较广泛，有砂性土、黄土、淤泥土，它主要解决了小颗粒熟土不易注浆加固的难题。

高压喷射注浆法工艺众多，可以根据不同的施工条件和土质条件选择不同类型的工艺。比如在板墙体连接而且厚度大，摆角在15°的在喷射过程中易发生串孔，所以适合用隔孔喷射。

高压喷射注浆法形成的固结体的形态与高压喷射流的作用方向、移动轨迹和持续喷射时间有密切关系。一般分为旋转喷射（旋喷）、定向喷射（定喷）和摆动喷射（摆喷）三种。如图1所示。

图一 高压喷射注浆法三种方式

3 高压喷射注浆法在边坡支护中的优势

适用范围广：主要应用于建筑水利工程防渗漏处理，比如工程地基处理、深基坑边坡护支、基底加固护支、堤坝加固、地下防水帷幕、防止管涌或者隆起、地下大口径管道围封等，从江河堤到水库防渗再到地基加固防渗都可以看到它的身影，特别是在边坡支护中，高压喷射注浆法已经成为主要的灌浆方法。高压喷射注浆法在工程的各个阶段均能在保持建筑物完整的基础上使用具有很强的灵活性和可操作性。

施工方便：无需复杂施工程序，只需利用钻机在土层中钻取50mm-300mm的小孔就能喷射形成0.4-4.0的固结体。

固体形状可控制：喷射的速度、压力、流量、喷射方式均可通过工程需要进行控制，能够使固结体的形状更符合工程实际需要。

较好的耐久性：加固地基，提高地基抗剪强度，提高地基土的变形能力。增强工程的耐久性。

材料充足，价格低廉：水泥和化学材料是高压喷射注浆法主要的材料，资源丰富、价格低廉。在特殊工程中，可加入适量外加剂或者粉煤灰达到一定的工程效果。

浆液流失率少：对比普通喷射注浆法，高压喷射注浆最大的特点就是运用高压减少浆液的流失。喷射浆液大多数情况下都聚集在被破坏范围内。

管理方便：因为在管理过程中能够对旋转参数和工艺进行调整，所以施工管理特别简单。

绿色环保：因为材料利用的大多是可循环利用的材料，所以可以再次使用。施工机械的振动很小，噪音也很低。

4 高压喷射注浆法在深基坑边坡支护中的应用

4.1 防渗作用。深基坑开挖范围内的土层岩性太差，渗透性大、支护体系在水流的作用下会破坏深基坑的安全性能。为了寻找能够经济合理地解决深基坑的防渗问题，高压喷射灌浆法在工程中逐渐被采用。它工效高、造价低，能够充分利用原地岩体，节省原材料。和常规混凝土防渗墙相比有开挖量小、施工方便、占地少的优势。

4.2 加固机理。加固机理是高压喷射注浆法最主要的特性，它能够在高压高速的环境下，通过高度集中的喷射流和岩土体混合，凝结成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的固结体。这种固结体的强度大，可以作为永久性地基。而且固结体的强度会随着时间的增长而增长，在增长率延续10年以上，强度可以增加1.5倍。

4.3 浆液材料。注浆材料和配方是高压喷射注浆法重要的一部分，主要材料是纯水水泥，一般采用P.O32.5及以上的普通硅酸盐水泥。水泥浆液一定要有良好的可喷性和足够的稳定性。一种注浆材料通常都有很多种配方，通过一些添加剂经过化学或者物理变化后凝结成固体。灌浆时，要控制浆液不能发生离析和断浆的现象，不产生夹心层。

4.4 灌浆压力。对灌浆压力的控制是高压喷射注浆法的重点之重，在灌浆的过程中要保持压力的匀速平稳。如果其他参数不变，压力变小会造成渗漏；压力突然变大，超过最高限值，会出现不冒浆或连续冒浆的情况。此时灌浆不均匀，管道也易堵塞，应该尽早停止灌浆，对机器及时抢修，然后进行二次注浆。喷射流和灌浆压力有着密切的联系，在高压高速的条件下，喷射流具有很大的功率，即在单位时间内从喷嘴中射出的喷射流具有很大的能量，其速度和功率与喷射流的压力关系见表一。

表一 喷射流的速度和功率

5 结语

高压喷射注浆法在深基坑边坡支护中有着良好的优越性。在施工当中要充分了解其施工技术特点和施工工艺，找到重点环节的控制。希望通过对高压喷射注浆法的探讨和分析，能够对以后的边坡支护提供一些理论依据。

参考文献

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[2] 祝华峰.高压喷射注浆法在深基坑边坡支护中的应用[J].科技创新导报，2010.

[3] 李兴武，乔凤龙.高压喷射注浆法在深基坑边坡支护中的应用[J].山西建筑，2005.