单管旋喷注浆法旋喷设备

主要包括高压泵和喷嘴。

(1)高压泵

旋喷注浆的关键设备。可产生20MPa以上的高压脉动液流，以破碎和扰动土体。多用活塞式或柱塞往复式高压泵。

(2)喷嘴

将高压能转换为动能的装置。其圆柱状导流段最佳长度为喷嘴直径的4倍。喷嘴内表面圆锥角一般取13°-14°，其加工光洁度要高，否则易产生横向环流(涡流)，阻碍射流前进，增加能量损失，使喷流过早离散雾化。

包括高压喷射流和空气喷流幕。

(1)高压喷射流流体通过高压发生装置携带能量，经喷嘴喷出具有很大动能的液流。其冲击力与喷射流的平均速度、喷嘴横断面积、喷射流的构造特征有关。沿喷流轴方向甲靠近喷嘴出口的喷流核部分压力保持不变。由于喷流的高速运动和对周围介质的卷吸，能量沿射程损失，喷流束逐渐展宽，其动压和速度下降。喷射流的扩散规律与距离、介质等因素有关，利用高压射流切割土体时，为尽量减缓压力的衰减，可增设空气喷流幕。

(2)空气喷流幕以一个环形喷嘴在高压水(浆)喷嘴外围与轴喷射压缩空气所形成的气幕。它起保护水射流，减缓其衰减、提高喷射流切碎土体的作用，空气喷流方向与水射流平行，其速度等于或稍大于水射流的速度 。

根据喷嘴构造，旋喷注浆方法分单管法、二重管法和三重管法三种。

（1）单管法

注浆管为单通道，以浆液为载能介质，用钻杆作注浆管，浆液以20MPa左右的压力通过特制喷嘴造成高速喷射浆液流。冲击破碎土体，并使之与浆液强制搅拌混合、形成直径达0.4-1.0m的圆柱状固结体。

（2）二重管法

注浆管为双通道，浆气同轴喷射，内管喷浆，外管喷气。高压浆流在周围空气喷流幕保护下。减缓液流的衰减。扩大破坏土体范围。固结桩体直径可达0.6-1.5m。

（3）三重管法

注浆管为三通道、以水为载能介质，气居外，水居中，浆居间，水、浆、气同轴喷射，射流切割土体范围更大些，固结桩体直径可增大到0.8-2.0m。三重管如只提升，不旋转，则为定向喷射(简称定喷)。可形成厚0.2m左右的板墙。浆液以水泥浆为主。二重管常用的工艺参数为：高压水30MPa，气压0.7MPa，浆压为1-3MPa，提升速度为5-10cm/min,旋转速度为5-10r/min。

1.在旋喷桩施工区最外围的一排桩采用1, 5, 9…，间隔跳打的方法进行施工，围内部采用不跳桩按次序施工。

2.钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°。

3.喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。

4.喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其它钻孔排出的泥上或杂物进入。

5.为了加入固结体尺寸，或对深层硬上，为了避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：第一次喷射(初喷)时，不注水泥浆液，初喷完毕后，将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第一次喷射(复喷)。

6.在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管或一重管喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。

7.对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。在砂层中用单管或二重管注浆旋喷时，可以利用冒浆进行补灌已施工过的桩孔。但在粘土层、淤泥层旋喷时，因冒浆中掺入粘上或清水，故不宜利用冒浆回灌

8.在软弱地层旋喷时，固结体强度低。可以在旋喷后用砂浆泵注入M15砂浆来提高固结体的强度。

9.在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时，如用清水或普通泥浆作冲洗液，会加剧沉降，此时宜用空气洗孔。

10.在砂层尤其是干砂层中旋喷时，喷头的外径不宜大于注浆管，否则易夹钻。

11.在开钻前根据管线图摸清管线位置及走向，遇有不明管线应及时向上级汇报 。

单管旋喷注浆法多用于软弱地层加固。旋喷注浆是在土层中钻一个孔径为50-127mm的钻孔，浆液经钻杆通过直径为1.5-2.5mm的特制喷嘴，喷出高速喷射流，用以切割地基土。并与注浆液搅拌混合，喷嘴边喷射，边旋转，边提升，最后使土体胶结形成最大直径可达2m的柱状固结体。以提高地基承载能力。旋喷也可用于构筑地下防渗墙。1985年中国采用旋喷注浆帷幕掘进竖井已通过25m厚的含水砂层 。

1.桩位偏差<5cm，钻孔垂自度<1%H。

2.钻杆要进行量测，并作记录，经常检查孔深，保证孔深达到设计要求。

3.严格按设计配合比例率拌制水泥浆液，拌制好的水泥浆液超过2小时不能使用。

4.旋喷桩施工中，严格控制空压机、高压水泵、送浆泵的压力和提升喷浆速度。

5.提升过程中，拆卸钻杆后，继续旋喷施工时，保持钻杆有不小于10cm的搭接长度。

6.经常检查高压系统、管道系统、使压力、流量能够达到规范要求以保证桩径达到设计要求。

1．场地三通一平

施工前应保证场地的三通一平，确保用电安全。

2．桩位测设

桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm。

3．试桩及确定工艺参数

为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下：

⑴注浆管：提升速度12～18cm；旋转速度10～20r/min。

⑵水：压力20～25Mpa；流量85L/min。

⑶浆液压力：≥20Mpa；流量>60Lmin。

⑷空气：压力0. 5～0. 9Mpa；流量0. 7m³/min。

⑸水灰比：1:1

4．钻机就位

钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。

5．钻孔

单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层，当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。

6．插管

插管是将喷管插入地层预定的深度。使用76型振动钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1 MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。

7．喷射作业

当喷管插入预定深度后，由上而下进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。

当浆液初凝时间超过20h应及时停止使用该水泥浆液(正常水灰比1: 1，初凝时间为15h左右)

8．冲洗

喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

9．移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上 。