浅谈土建工程中高压喷射注浆施工技术的运用

2015-04-09张红超

四川水泥 2015年5期

关键词：浆液土体注浆

张红超

(中铁四局集团机电设备安装有限公司)

浅谈土建工程中高压喷射注浆施工技术的运用

张红超

(中铁四局集团机电设备安装有限公司)

高压喷射施工技术是当前应用广泛的一种注浆技术，其能够根据工程实际情况选择不同的施工方法，具有施工工艺简单、地基工程耐久性能好等诸多优点。本文将对高压喷射注浆施工技术在工程中的应用做出具体的分析。

高压喷射注浆建筑施工

一、概述注浆法工作原理和特点

1、高压喷射注浆法工作原理

静压注浆技术是高压喷射注浆的基础，这种方法在地基的加固方法中属于化学处理方法。其原理首先对施工位置进行钻孔，然采用高压喷射设备将混凝土注浆灌注到相应的位置，这些浆液在高压的情况下，对地下组织进行冲击，因此会在很小的范围内快速的产生较大的压力。注入的浆液能够快速的形成固体，形成的桩体具有结构密实，以及防止渗透的作用，改变底下土质的结构特点，将土的性质能够快速的改变，因此达到对地基的加固效果，因此这项技术在目前在很多软土地基的施工中会大范围的进行使用。

2、高压喷射注浆技术的基本特点

高压喷射注浆法可以使用非常小的小孔，在小孔连续的喷射条件下，次年改成比较大的固定结体，这项技术的优点是能够采用较高速度的喷射流，将土层中的大部分固体结构的物体进行快速的包裹，从而达到有效的固定作用，由于目前基本上采用的是封水措施，因此在施工上是非常方便。另外采用高压喷射注浆技术在操作过程中存在压力较小以及对于周围环境较小的特点，因此我国目前在广泛的进行推广，此外，高压喷射注浆法，采用的是混合的材质，因此在混合上存在一定的技术要求。

二、高压喷射注浆技术的主要机理

1、地基的重新复合机理：对复合地基而言，由于复合地基和单一的地基在结构上存在很大的区别，因此在灌注的过程中，复合地基在施工中存在一定的差异。由于复合地基最大的缺陷是存在较大的沉降，而沉降最大的影响因素是因为水分的渗漏造成的，从这个角度上面来讲，采用高压喷射技术能够有效的防止地下水分的渗漏，形成防渗帷幕，对复合地基进行有效的加固，从而进一步的加大复合地基的稳定性。 2、加固机理：这项技术主要是采用非常高的压力喷射的液体，对土壤中固体物质进行快速的包裹，最后形成固体，从而对地基进行有效的保护。形成的固体结由于土质的差别可能在结构形状上产生非常大的差异，但是由于固体结的强度随着厚度在不断的增加，一般地基采用这项技术进行加固以后，承载力能够有效的提高，在温度不是较低的情况下，这项工程能够对地基进行持久性的保护。

3、浆液的配置机理：一般对于浆液的配置主要是采用的两种成分，分别包括主要成分和配制成分。在主要成分中我们经常所说的水泥，以及泥沙是主要成分，当然主要材料可以是单一的一种材料，也可能是多种成分。但是一般在施工的过程中基本上都是采用的几种材料的符合材料，这样能够有效的加强浆液的稳定性。当然，浆液在经过了一系列的物理变化以及化学变化以后才能够从液态转变为固态。一般在建筑中使用的水泥材料较多，但是在公路建设的过程中经常可以看到化学类的浆液。

三、高压喷射注浆技术的施工方法

高压喷射注浆施工技术根据采用方法的不同可以分为以下多种类型：

1、单管高压喷射注浆施工技术

单管高压喷射注浆施工技术是最原始的高压喷射注浆施工技术，其施工原理与上文中所讲述的高压喷射注浆施工技术的方法一模一样，与其他高压喷射注浆施工技术不同的地方在于，单管高压喷射注浆施工技术采用的高压设备与深入到钻孔孔底的特殊类型喷嘴只有一个单独的管道，其施工技术就是通过将浆液通过单管以及特殊类型喷嘴喷射到松软的土体中，在地基土体内部形成浆液与土体颗粒相互粘结的新地基土体，通过浆液凝结完毕以后的粘结性形成对地基土体物理性质的有效改善。

2、二重管高压喷射注浆施工技术

二重管高压喷射注浆施工技术则是对单管高压喷射注浆施工技术的一次延伸，其能通过钻机在地基土体上按照设计好的位置同时钻出两个钻孔，然后使用二重注浆管同时深入到钻孔孔底，启动高压喷射设备以后其中一个喷射管对地基土体内部喷射准备好的施工浆液，达到有效改善地基土体内部物理性质的目的。另一个喷射管则能对地基土体喷射压缩空气，通过空气对土体的压力加强土体与浆液的粘结力，更进一步的对地基土体内部构造进行破坏，也促使地基土体的改善效用更加明显和进步。在二重管高压喷射注浆技术应用的过程中，喷射浆液的注浆管被称为内管，其设置的高压喷射设备压力一般大于20MPa，喷射空气的注浆管被称为外管，其设置的高压喷射设备压力一般为0.7APa。

3、三重管高压喷射注浆施工技术

三重管高压喷射施工技术顾名思义，是使用工程钻机同时对地基土体进行作业，钻出三个钻孔之后分别将三重管深入到钻孔孔底，三个注浆管分别对地基土体喷射出注浆、高压空气、高压水流三种不同的介质，使地基土体在注浆、高压空气以及高压水流的共同作用下改变自身固有的物理性质，土体颗粒中的粘结力大大增强，达到满足工程地基土体性质要求的目的。值得注意的是，在应用三重管高压喷射注浆施工技术的时候，应该先启动高压喷射设备中喷射高压空气与高空水流两个注浆管，由其对地基土体造成一定的破坏以后再启动注浆管，使施工浆液与土体完美的结合。

4、多重管高压喷射注浆施工技术

多重管高压喷射注浆施工技术则是在地面钻出一个钻孔，将多重管放入钻孔并深入到孔底，先使用高压水流喷射对地基土体的颗粒聚集现象以及物理性质进行相应的破坏，在土体内部形成一股泥浆流后立即使用真空泵从多重管中抽出。在经过反复的抽出和高压水流的注射以后，在地基土体中形成一个空旷的较大空间，根本装设在喷嘴附近的超声波传感器对空旷空间的直径和形状进行测量和反馈，然后根据工程要求选用相应的浆液、砂砾以及砾石等相关材料对地基内部的空旷空间进行填充工作，在地基土体内部形成一个充满填充物的柱状周结体。

四、高压喷射注浆法的适用工程类型

1、根据建筑工程土质条件进行分析

根据建筑工程的土质条件进行分析，高压喷射注浆施工技术方法能够适用包含淤泥、淤泥淤泥质土、粉土、人工填土以及碎石土等诸多杂质土体类型的地基工程建设中；对于建筑工程地基土体中含有较多的大颗粒或者直径较大的块石、土体性质较为坚硬的粘性土、土体中含有大量的植物根茎以及土体中含有较多的有机杂质等情况，应该根据工程的设计情况以及对土体使用高压喷射注浆施工技术的实验结果来确定是否使用高压喷射注浆施工技术以及高压喷射注浆施工技术在工程地基中的具体使用方法和使用程度；对建筑工程中出现地下水流速过大，浆液无法在注浆管周围凝固的情况，对没有填充物的岩溶地段冻土以及对水泥有严重腐蚀的地基，都不应该使用高压喷射注浆施工技术。

2、高压喷射注浆施工技术的具体功能和适用工程范围

首先，高压喷射注浆施工技术能够有效的提升建筑工程地基强度，其主要包含以下二个方面：

（1）高压喷射注浆施工技术能够加强盾构法和顶管法的后座，形成反力后座基础。

（2）高压喷射注浆施工技术能够对建筑物的沉降情况进行改善，加固建筑物的持力层或者软弱下层。

其次，高压喷射注浆施工技术能够运用在挡土围堰及地下工程建设的过程中，并起到以下作用：

(1)高压喷射注浆施工技术能够有效的防止基坑底部隆起，增大基坑底部土体的摩擦力和粘聚力。

(2)高压喷射注浆施工技术能够有效的保护邻近构筑物，保护地下工程建设不受到相关地基松土情况的影响。

（3)高压喷射注浆施工技术能够锚固建筑基础。减少设备基础振动，防止砂土地基液化降低土的含水量。