注漿加固法是利用液壓、氣壓或電化學原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密的等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能高和化學穩(wěn)定性良好的“結石體”.能顯著改善土的物理學性能及水理性能的一種加固方法。

　　1加固原理

　　旋噴注漿法是把底部帶有特殊噴嘴的注漿管置人土層中預定深度,利用高壓水泥漿切割原狀土后,借助注漿管的旋轉和提升運動,使高壓水泥漿與崩落下來的土充分攪拌混合,經(jīng)過區(qū)一段時間凝固在土體中形成圓柱狀固結體,從而加固地基的方法.根據(jù)注漿的方法,分為單管法、雙管法和多重法,這里介紹的是最簡便實用的單管旋噴注漿法,其形成的固結體稱為旋噴樁,此法對于含有粗糙土、砂礫土的軟弱地基加固具有其他方法所不及的優(yōu)越性,在地鐵、污水處理廠等市政基礎設施和房屋建筑工程的地基加固施工中得到了廣泛應用。

　　2 旋噴樁加固技術的優(yōu)點

　　2.1由于將水泥土與原地基軟土就地攪拌混合，因而可最大限度地利用原土；

　　2.2對周圍原有建筑的影響較小；

　　2.3可按照不同的地基土的性質及工程設計要求，合理選擇，設計比較靈活；

　　2.4施工設備簡單，管理方便，施工時無振動，無污染，可在密集的建筑群中進行施工，而且料源廣闊，價格低廉；

　　2.5土體加固后重度變化不大，粘性土固結體比原狀土輕約10%，但砂類土固結體可能比原狀土重10%左右，基本上輕于或接近原狀土的容量，較小的產(chǎn)生附加沉降；

　　2.6透氣透水性差，固結體內(nèi)雖有一定的孔隙，但這些孔隙并不貫通，為封密型，而且固結體有一層較致密的硬殼，其滲透系數(shù)相當高，具有一定的防滲功能；

　　2.7固結強度高，單樁承載力較高；

　　2.8與鋼筋混凝土樁基比，節(jié)省了大量的鋼材，降低了造價；

　　2.9根據(jù)上部結構的需要，可靈活采取垂直噴射或傾斜噴射或水平噴射，使之形成柱狀、壁狀、塊狀等加固形式。

　　3.高壓噴射注漿法加固地基的施工方法

　 3.1施工機具

　　施工機具主要由鉆機和高壓發(fā)生設備兩大部分組成。由于噴射種類不同，所使用的機器設備和數(shù)量均不相同。

　　多重管的功能，不但可輸送高壓水，而且還同時將沖下來的土、石抽出地面。因此管子的外徑較大，達到300mm.它由導流器、鉆稈和噴頭組成。在噴嘴的上方設置了一個超聲波傳感器，電纜線裝在多重管內(nèi)。

　　噴嘴是直接明顯影響噴射質量的主要因素之一。氣液同軸噴嘴的結構一般有圓柱形、收斂圓錐形和流線開頭的噴嘴三種。為了保證噴嘴內(nèi)高壓噴射流的巨大能量較集中地在一定距離內(nèi)有效破壞土體，一般都用收斂圓錐形的噴嘴。流線形噴嘴的射流特性最好，噴射流的壓力脈沖經(jīng)過流線形狀的噴嘴的，不存在反射波，因而使噴嘴具有聚能的效能。

　　3.2施工程序

　　第一步鉆機就位。鉆機安放在設計的孔位上并要保持垂直，在施工時旋噴管的允許傾斜不允許大于1.5%;第二步鉆孔。單管旋噴較常使用的是旋轉振動鉆機，鉆進深度通常可達30 米以上，適用于標準貫入度小于40 的砂土和粘性土層。當遇到比較堅硬的地層時宜用地質鉆機鉆孔。一般在二重管和三重管旋噴法施工中都采用地質鉆機鉆孔。鉆孔的位置與設計位置的偏差不應大于50mm;第三步插管。插管是將噴管插入地層預定的深度。使用振動鉆機鉆孔時，插管與鉆孔兩道工序合二為一，就是鉆孔完成時插管作業(yè)同時完成。如使用地質鉆機鉆孔完畢，必須拔出巖芯管，并換上旋噴管插入到預定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴觜，要一邊射水，一邊插管，水壓力一般不要超過1MPa.如果壓力太高，容易將孔壁射塌；第四步噴射作業(yè)。當噴管插入到預定深度后，就開始由下而上進行噴射作業(yè)。在作業(yè)過程中，值班的技術人員必須時刻注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、風量、壓力、旋轉提升速度等參數(shù)是否符合設計要求，并隨時做好記錄，繪制作業(yè)過程曲線；當漿液初凝時間超過20h,應及時停止使用該水泥漿液（正常水灰比1:1 初凝時間為15h 左右）；第五步?jīng)_洗。噴射施工完畢后，應把注漿管等機具設備沖洗干凈，管內(nèi)機內(nèi)不得殘存水泥漿；最后將鉆機等機具設備移到新孔位上。

　　4旋噴漿液在土中的硬化機理

　　高壓噴射所采用的硬化劑主要是水泥，并在其中增添防治沉淀或加速凝固的外加劑。旋噴固結體是一種特殊的水泥－土骨架結構，水泥土的水反應要比純水泥漿復雜的多。

　　由于水泥土是一種空間不均勻材料，在高壓旋噴攪拌過程中，水泥和土混合在一起，土顆粒間被水泥漿所填滿。水泥水化后在土顆粒的周圍形成各種水化物的結晶，它們不斷生長，特別是鈣礬石的針狀結晶，很快的生長交織在一起，形成空間的網(wǎng)絡結構，土體被分隔包圍在這些水泥的骨架中。隨著土體的不斷被擠密，自由水也不斷減少，甚至消失，形成了一種特殊的水泥土骨架結構。

　　固結體強度隨時間增長的機理可分別從水泥的水化硬化作用、水泥—土空間結構的形成、以及水泥與土之間的長期物理化學變化等方面加以解釋。水泥中四種基本礦物熟料分別與水發(fā)生化學反應，生成一系列結晶，隨時間增長結晶過程不斷趨于完整，這些結晶是水泥石強度的主要來源。水泥的加入已從根本上改變了土體結構，水泥包裹在土顆粒表面，并把它們粘在一起形成整體。在短時間內(nèi)，土粒周圍充滿了水泥凝膠體。隨時間增長，水泥凝膠體結晶，并逐漸充滿土體的空隙，土體與水泥形成特殊的水泥—土骨架結構，土的強度也隨之得以改善。水泥凝膠體的結晶過程是較緩慢的，因此，固結體的強度會在較長時間內(nèi)持續(xù)增長。

由水泥的各種成分所生成的膠質膜逐漸發(fā)展連接成膠質體，即表現(xiàn)為水泥的初凝狀態(tài)，隨著水化過程的不斷發(fā)展，凝膠體吸收水分并不斷擴大，產(chǎn)生結晶體。結晶體與膠質體相互包圍滲透，并達到一種穩(wěn)定狀態(tài)，這

就是硬化的開始。水泥的水化過程是一個長久的過程，水化作用不斷的深入到水泥的微粒中，直到水分完全被吸收，膠質體凝固結晶充滿為止。在這個過程中，固結體的強度將不斷提高。

　　5旋噴注漿法的可靠性

　　高壓噴射注漿用高達20~40MPa壓力，其沖擊破壞土體的能量十分巨人，對粘性上和砂土都能沖切破壞。凡是高壓水射流能沖動土粒的土，都能進行高壓噴射注漿加固，只要按照正確的順序施工、使用優(yōu)質水泥等注漿材料和采用恰當噴射技術參數(shù)以及合理的設計，即可獲得優(yōu)良的加固地基和防滲帷幕墻。

　　5.1固結體的可靠性高

　　高壓噴射注漿是以高壓噴射流強力破壞土體，有效破壞的距離較大，待水泥漿與土粒硬化后，即形成一個固結體。固結體的直徑(長度)受土層影響外表呈凸凹不規(guī)則狀，硬土的固結直徑(長度)要小一些，高壓噴射注漿的整體性、均勻性都要高于一般的靜壓灌漿。此外，固結體在良好的(對混凝土無侵蝕)環(huán)境中，強度不斷增加，強度增加率延續(xù)至10年以上。經(jīng)實測10年可增加1.5倍乃至更高。

　　因此，只要在對混凝土無侵蝕的地下水和不受凍(即凍結溫度不低于負200C)的條件下，固結體的質量可靠，可作為永久性地基和防滲帷幕。

　　6.結束語

　　旋噴注漿法加困地基施工機具簡單、噪音及振動小、施工速度快、成本低,且工藝易于掌握,經(jīng)對復合地基的沉降觀測表明,這種方法加固地段沉降量較砂樁、袋裝砂井、插塑板、碎石樁等加固段小得多,這也說明旋噴注漿法加固地基效果是良好的。如果在旋噴樁中插入粗鋼筋或型鋼,用以實施較大深度的土質基坑、水下基坑的圍護,這將使此方法得到更廣泛的應用。