旋噴注漿加固法是一項(xiàng)正在發(fā)展中的地基加固技術(shù)，應(yīng)用時(shí)間并不長(zhǎng)。由于用途廣泛，加固地基的質(zhì)量可靠而且效果好，目前已逐漸成為我國(guó)常用的地基處理方法之一。該法除了在鐵路、礦山、水電、市政工程、工業(yè)與民用建筑和國(guó)防等部門(mén)的地基加固工程中發(fā)揮了卓有成效的作用外，近年來(lái)，在公路工程、特別是橋梁基礎(chǔ)加固工程中，得到了一定的實(shí)踐應(yīng)用，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。

旋噴注漿加固法是利用地質(zhì)鉆機(jī)，將旋噴注漿管置于預(yù)計(jì)的地基加固深度，借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，用一定的壓力從噴嘴中噴射液流，沖擊土體，把土和漿液攪拌成混合體，隨后凝聚固結(jié)，形成一種新的有一定強(qiáng)度的人工地基，如圖9-5-1 所示。

一、旋噴注漿加固技術(shù)工藝類型

旋噴注漿加固法工藝類型有單管旋噴注漿法、二重管旋噴注漿法和三重管旋噴注漿法，

二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

旋噴注漿加固橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)時(shí)，地基是在承受著構(gòu)筑物已有全部重量的情況下進(jìn)行加固施工的。因此，若被加固的橋梁構(gòu)筑物沒(méi)有受到新的荷載作用，旋噴固結(jié)體最初是幾乎不受力的。只是由于時(shí)間的推移， 原有地層的恒壓力的作用下， 土體產(chǎn)生徐變或滑移，使原土體承受的部分壓力轉(zhuǎn)移到剛性較大的旋噴固結(jié)體上。但這種轉(zhuǎn)移是不大的。因此，只有構(gòu)筑物新增加荷載時(shí)，才為旋噴固結(jié)體所承受。用旋噴注漿法加固后的地基，具有下列特點(diǎn)：固結(jié)體與原土層共同受力；固結(jié)體的形變模量較原土層大很多倍；固結(jié)體和土體的受力在時(shí)間上不同步，一般是土體已達(dá)到或接近其極限強(qiáng)度以后，固結(jié)體才進(jìn)入工作狀態(tài)。

綜合起來(lái)， 旋噴注漿加固的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有以下三個(gè)方面：

（1） 加固前原有墩臺(tái)基礎(chǔ)的承載能力進(jìn)行估算。

墩臺(tái)基礎(chǔ)加固， 大體上可分為兩種情況。一種是構(gòu)筑物正在建造或運(yùn)用過(guò)程中， 基礎(chǔ)發(fā)生較大的均勻或不均勻下沉，已危及橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用。另一種是目前使用狀態(tài)良好，但考慮到橋梁要通過(guò)更大載重的車輛， 地基承載力不能滿足進(jìn)一步發(fā)展的需要。兩種情況對(duì)原有地基的極限承載力的估算方法是有所不同的：

對(duì)已發(fā)生病害的墩臺(tái)基礎(chǔ)在加固前，除收集有關(guān)工程設(shè)計(jì)所必須的各項(xiàng)資料外，還應(yīng)對(duì)工程的病害歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析。根據(jù)病害發(fā)生、發(fā)展的程度，推算出現(xiàn)有地基的承載能力。
對(duì)于目前沒(méi)有病害，僅為提高荷載等級(jí)而需要加固的地基，地基承載能力有兩種方法確定。
一種是依據(jù)地質(zhì)鉆探或土工試驗(yàn)所給出的土體極限強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。另一種是依據(jù)規(guī)范提出的“經(jīng)過(guò)多次壓實(shí)、未受破壞的舊地基”允許承載力可予提高(提高系數(shù)為1.25～1.5)的方法確定。

（ 2） 對(duì)危及正常使用的墩臺(tái)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算。

（ 3） 對(duì)旋噴法加固未發(fā)生病害而為提高荷載等級(jí)的墩臺(tái)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算。

三、施工要點(diǎn)

1．施工流程

旋噴注漿施工流程可概括為鉆機(jī)就位、鉆孔、插管、旋噴作業(yè)、沖澆等五道工序，

2．方法選擇

高壓噴射注漿設(shè)備可根據(jù)工程具體情況和機(jī)具條件， 加固時(shí)可選用：
(1)單管法： 單獨(dú)噴射水泥漿液,樁徑可達(dá)0.3～ 0.8m。
(2)雙管法： 同軸噴射水泥漿液的壓縮空氣， 樁徑可達(dá)1m。
(3)三重管法： 同軸噴射高壓水和壓縮空氣， 并注入水泥漿,樁徑可達(dá)1～ 1.5m。

3．操作要點(diǎn)

施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置等情況， 復(fù)核旋噴注漿的設(shè)計(jì)孔位。旋噴注漿法的單管法及雙管法的高壓水泥漿液流和三重管法高壓水射流的壓力宜大于20MPa， 三重管法使用的低壓水泥漿液流壓力宜大于1MPa，氣流壓力宜取0.7MPa，提升速度可取0.1～0.25 米/分鐘。旋噴注漿法的主要材料為水泥， 對(duì)無(wú)特殊要求的工程， 宜采用325 號(hào)或425號(hào)普通硅酸鹽水泥。根據(jù)需要可加入適量的速凝、懸浮或防凍等外加劑為摻合料。所用外加劑和摻合料的數(shù)量，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。水泥漿液的水灰比應(yīng)按工程要求確定，可取1.0～1.5，常取1.0；水泥使用前需要作質(zhì)量鑒定。攪拌水泥漿所用的水，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；鉆機(jī)與高壓注漿泵的距離不宜過(guò)遠(yuǎn)。鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。實(shí)際孔位、
孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、漏水如與工程地質(zhì)報(bào)告不符等情況均就詳細(xì)記錄。

當(dāng)注漿管貫入土中，噴咀達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，即可噴射注漿。在噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后，隨即旋噴、提升注漿管、由下而上噴射注漿。注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。

對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的工程， 可采用復(fù)噴措施。在旋噴注漿過(guò)程中如實(shí)記錄旋噴注漿的各項(xiàng)參數(shù)和異常現(xiàn)象， 出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或大量冒漿等異常情況時(shí)， 應(yīng)量查明產(chǎn)生的原因并及時(shí)采取措施。當(dāng)高壓噴射注漿完畢， 應(yīng)迅速撥出注漿管。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂高程， 必要時(shí)可在原孔位采用冒漿回灌或第二次注漿等措施。當(dāng)處理既有構(gòu)筑物地基時(shí)， 應(yīng)采取速凝漿液或大間距隔孔旋噴和冒漿回灌等措施， 以防旋噴過(guò)程中地基產(chǎn)生附加變形和地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象， 影響被加固工程及鄰近建筑。同時(shí)， 應(yīng)對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)。

四、質(zhì)量檢驗(yàn)

旋噴注漿加固的質(zhì)量檢驗(yàn)可采用開(kāi)挖檢查、鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入、載荷試驗(yàn)或壓水試驗(yàn)等方法進(jìn)行。
1．檢驗(yàn)點(diǎn)布置部位：（ 1） 荷載大的部位；（2）中心線上；（3）施工中出現(xiàn)異常情況的部位；（4）地質(zhì)情況復(fù)雜部位。
2．檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量：為施工注漿孔數(shù)的2%～ 5%，對(duì)不足20 孔的工程，至少應(yīng)檢驗(yàn)2 個(gè)點(diǎn)。
3．檢驗(yàn)時(shí)間： 質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)在旋噴注漿結(jié)束4 周后進(jìn)行， 不合格的應(yīng)進(jìn)行部補(bǔ)噴。
4．檢驗(yàn)內(nèi)容：
(1）樁體平均直徑；
(2）樁體垂直度；
(3）樁身中心允許偏差(0.2 倍設(shè)計(jì)樁徑) ；
(4）均勻性。

五、應(yīng)用實(shí)例及特點(diǎn)

旋噴注漿加固橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)， 近年來(lái)已得到一定的應(yīng)用， 如湖南懷化機(jī)車走行線的公路立交跨線橋、四川大渡河公路橋、阜淮線戴家湖鐵路橋、日本名古屋崎川橋等工程， 均取得了良好的加固效果。
懷化鐵路機(jī)車行走線公路立交跨線橋：該橋?yàn)閁 型橋臺(tái)，臺(tái)高9.8m，1978 年底建成并架設(shè)主梁鋪設(shè)橋面。1979 年8 月進(jìn)行臺(tái)背填土。當(dāng)填土達(dá)3m 時(shí)，發(fā)現(xiàn)北臺(tái)嚴(yán)重下沉，臺(tái)后左角下沉112mm，右角下沉106mm。橋臺(tái)后傾，橋面伸縮縫增大，影響結(jié)構(gòu)正常使用。加固時(shí)采用旋噴法，根據(jù)計(jì)算用20 根旋噴直徑達(dá)46cm 的旋噴樁柱。本橋臺(tái)自1981 年6 月完工后通車，一直未有下沉現(xiàn)象，使用正常。
阜淮線戴家湖鐵路兩橋臺(tái)為擴(kuò)大基礎(chǔ)，自1980 年建成后，尚未架梁即發(fā)生較大下沉和位移。
加固時(shí)南北兩臺(tái)分別采用40 和38 根旋噴樁，長(zhǎng)為8.3m 和7.5m，設(shè)計(jì)直徑為50cm。加固后僅10天便進(jìn)行架梁，投入使用后均未見(jiàn)有下沉現(xiàn)象。
日本名古屋神崎川橋由于橋址受紙廠廢液沖刷，基礎(chǔ)摩擦力減少，使橋墩發(fā)生不均勻下沉。
在橋墩周圍作旋噴，由于橋址離?？谳^近，河道流速小，采用單排旋噴固結(jié)體帷幕，在帷幕內(nèi)，采用化學(xué)灌漿達(dá)到了增加地基強(qiáng)度的目的。

通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用， 旋噴注漿加固的主要特點(diǎn)如下。

（1）適用范圍廣。能以高壓噴射流直接破壞加固土體，固結(jié)體的質(zhì)量提高，適用范圍較大。
既可用于工程新建之前，又可用于工程修建之中，也可用于工程加固。
（2）施工簡(jiǎn)便。旋噴施工時(shí)，只需在土層中鉆一個(gè)孔徑為50mm 或108mm 的小孔，便可在土中噴射成直徑為0.4-2.0m 的固結(jié)體。
（3）固結(jié)體形狀可控制。為滿足工程需要，在旋噴過(guò)程中，可調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度和提升速度，增減噴射壓力或更換噴嘴孔徑改變流量，使固結(jié)體成為設(shè)計(jì)所需要的形狀。
（4）確保固結(jié)體的強(qiáng)度。采用不同的漿液種類和配方，可獲得所需的固結(jié)體強(qiáng)度。
（5）有較好耐久性。在一般的軟弱地基中加固，和其他工藝相比，因其加固結(jié)構(gòu)和適用范圍不同，加固效果雖不能一概而論，但從使用的漿液性質(zhì)來(lái)看，能預(yù)期得到穩(wěn)定的加固效果并有較好的耐久性能。
（6）材料來(lái)源廣、價(jià)格較低廉。噴射的漿液以水泥為主，化學(xué)材料為輔。除在要求速凝超早強(qiáng)時(shí)使用化學(xué)材料以外，一般的地基工程中均使用料源較廣、價(jià)格低廉的325 號(hào)或425 號(hào)普通硅酸鹽水泥。此外，還可在水泥中加入一定數(shù)量的粉煤灰，既利用了廢料，又降低了注漿材料的成本。
（7）設(shè)備簡(jiǎn)單、管理方便。旋噴的全套設(shè)備均為我國(guó)定型產(chǎn)品或?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)制造的設(shè)備。結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，占地少，能在狹窄和低矮的現(xiàn)場(chǎng)施工。施工管理簡(jiǎn)便。在旋噴過(guò)程中，通過(guò)對(duì)噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測(cè)，可間接地了解旋噴的效果和存在的問(wèn)題，可調(diào)整旋噴參數(shù)或改變工藝，保證固結(jié)質(zhì)量。