淺談建筑施工中高壓噴射注漿施工技術及應用

佘永陽

摘 要：在建筑工地上常用的高壓噴射注漿施工，是利用高壓水流或漿液將土層、砂層、砂礫石地層切割注入膠凝材料，攪拌凝結成墻體或樁體，適用于水電水利工程的擋水堤壩、涵閘、泄水及其他建筑物地基的防滲處理和加固工程。

關鍵詞：高壓噴射注漿 土層 固結體 施工技術

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（a）-0079-02

1 高壓噴射注漿施工技術

高壓噴射灌漿技術是常用的基礎施工技術。該方法首先使用相關設備機器打孔，然后通過20～40 MPa的噴射設備進行水或其他漿料噴射過程以提供能量，從而可以連續高速噴射。通過高壓噴射灌漿技術固化的凝固體由于高壓噴嘴運動的不同形式而呈現出不同的形狀。使用旋噴方法，一般為圓柱形固體；使用固定噴霧法，形成薄壁狀固體，形成一個像墻壁的固結體。綜合考慮，高壓噴漿灌漿施工技術在建筑等領域具有廣泛的應用和優勢。

2 高壓噴射注漿施工技術方法

考慮到地形變化、結構復雜等實際因素，高壓噴漿灌漿技術分為單管、雙管、三管和多管高壓噴射灌漿等。

2.1 單管高壓噴射灌漿施工技術

單管高壓噴射灌漿施工技術方法是最基本的一種方法，其工作方式是根據廣義高壓噴射灌漿技術原理。單管高壓噴射灌漿施工技術方法顧名思義，在具體施工過程中只有一根管道，水或其他漿料通過管道，然后通過專用噴嘴到達所需土壤，通過相關冷凝，施工為提高物理性能優化的基礎，從而形成了基礎土的工程要求。一般來說，由于漿料與土壤顆粒之間的相互粘附，這種優化建筑物基礎的方法的結果是形成具有更好性能的樁，其厚度一般為0.6～1.2 m。

2.2 雙管高壓噴射灌漿施工技術

從技術原理來看，高壓噴射灌漿技術和單管法的雙重原理相同，但在一定程度上擴大了。施工過程按照設計要求，施工基礎打兩孔，再用雙管代替單管作業，在相關設備和技術的支撐下，完成施工。在雙管技術中，兩個噴嘴的作用是不同的。通過將制備的漿料噴射到基礎內部來制備噴射管，從而改變原始基礎土壤的性質，其類似于單管高壓噴射灌漿技術。另一種噴射管是噴射高壓氣流的作用，使其達到所需的土層，改變壓力，增加土壤中的土壤壓力，從而增強物質之間的粘附，進一步改善和優化基礎土壤性質。在高壓噴射設備的壓力下，內管是噴管的壓力，一般大于20 MPa，外管是噴射壓力，通常為0.7 MPa。

2.3 三管高壓噴射灌漿施工技術

三管高壓噴射灌漿施工技術的工作原理與單管和雙管相似，全部通過改變內部結構達到目的，增強漿料和土壤顆粒的內聚力，從而改善和優化土壤性質。只有在三管高壓噴射灌漿施工技術中，使用三管分別將漿料、高壓空氣和高壓水噴到土壤中。在三管高壓噴射灌漿施工技術的實施過程中，要特別注意三個注射管啟動順序，否則會影響土壤顆粒和漿料組合程度，從而影響工程質量。三管技術在高壓設備的壓力下，噴管的壓力一般在0.5～3 MPa；噴管壓力在20～30 MPa；射流壓力在0.5～0.7 MPa。

2.4 多管高壓噴射灌漿施工技術

多管高壓噴射灌漿施工技術是多管噴射通過高壓水流的原理，施工時土壤受到較大程度的破壞，減少了土體顆粒聚集現象，同時使用真空泵將迅速形成的泥漿取出。經過反復的操作，土體的施工將形成相對較大的空間，然后用超聲波設備進行相關的測量和分析，確定相關的填料，最后在施工中形成柱狀凝固。壓力噴射灌漿施工技術在高壓設備壓力下，噴管壓力一般為1～3 MPa；噴管壓力為20 MPa；射流壓力為0.7 MPa。

3 高壓噴射注漿施工技術方法的作用

3.1 噴流對土壤的影響

通過高壓噴漿灌漿技術在施工工程中的應用研究，發現對土層有以下影響：（1）在高壓噴射作用下，土體受外力和土體顆粒的影響被破壞，隨著高壓噴射過程，周圍土壤的影響也開始受到影響，從而達到土壤破壞的作用。一般情況下，高壓射流的大小直接影響到土壤的破壞程度，同時影響了固結效果的體積。（2）高壓噴射流的能量隨著噴涂過程而減弱，損傷也將相應減小，但此時施加擠壓力。也就是說，土壤顆粒之間的間隙填充有漿料，從而增強了土壤顆粒之間的粘附性，優化了固體的形成。（3）在高壓射流沖擊過程中，射流的脈動負荷將破壞土壤顆粒之間的平衡狀態，使土壤顆粒變形。在噴射過程中由于反作用力引起的射流的作用，會促進土層的破壞，這是水楔效應。（4）在高壓噴射過程中，射流沖擊相當于反復敲擊土力，使土壤進一步破壞，加劇了土體的破壞，我們將高壓噴射灌漿施工過程在此技術效果稱為水阻的影響。（5）在高壓噴射過程中，受影響土壤的表面有時會受到壓力變化的影響，導致壓力差大、孔洞現象發生。當孔洞現象發生時，由于高壓射流的沖擊，會使軟土層被破壞，從而促進對土層的破壞。（6）在雙管高壓噴射灌漿方法中，由于漿料僅從一個管道噴出，另一個噴射有高壓空氣，當噴射流在噴涂期間破壞土壤時，可以快速運送高壓氣流處理土壤顆粒，使高壓噴射繼續損傷不間斷的土壤，從而降低能量損失，使高壓噴射流更好地損害土壤，提高工作效率。這種作用方式也稱為氣流攪拌。

3.2 凝固體的性質

中國建筑工程在高壓噴射灌漿施工過程中，常用的固化劑是水泥。在高壓噴射灌漿工藝中，除了少部分土壤顆粒外，絕大多數土壤顆粒充滿了水泥漿，水泥充分混合，并且與注漿灌漿工藝有多種水合晶體產生。在高壓噴射灌漿后期，由于各種效應，土壤顆粒的緊實性得到改善，最終形成的凝固體具有良好的性能。

3.3 固體的狀態

高壓噴射灌漿施工技術根據采用的方法和高壓噴嘴運動形式不同，將產生不同的固結狀態，以滿足不同設計要求和目標。然而，在每個工程領域的高壓噴射灌漿技術的施工過程中，凝固體的形狀通常被概括為壁狀、圓柱形和扇形。通過觀察高壓噴射灌漿技術的形成可以發現，這種技術形成在固體周圍稍微粗糙，這是因為在高壓噴射過程中，受噴射速度、土體結構等因素的影響，在高壓噴射灌漿技術形成的固結體中，必然存在氣泡，因此與混凝土塊相比，質量相對較輕。高壓噴射灌漿施工技術由外層凝固形成的一層高密度的保護殼，透氣性好、透水性差，但這種特點可使高壓噴射灌漿技術被廣泛應用在水利工程中。

4 高壓噴射注漿施工技術方法的適用范圍

4.1 土壤條件

高壓噴漿灌漿技術與傳統灌漿技術相比有許多優點，但我們必須面對其局限性。在建設施工中，高壓噴漿灌漿技術主要用于粘性土、泥土等基礎施工。如果要開展含有更復雜的媒體內容的土壤，如含石頭、硬土等土壤的土壤，則必須進行科學嚴謹的測試，以確定相關數據和條件，根據可用信息確定能不能用這種方法，不應盲目開展施工。

4.2 項目建設范圍

研究使用范圍，主要圍繞基礎和地下工程的實力為中心開展。一是提高基礎承載能力；二是采取適當措施，處理山體滑坡和倒塌保護工作等各種可能的問題，復合地基施工工作，軟基礎加固工作；三是施工現場圍繞施工項目進行保護工作，以免影響周邊建筑物的生產和生活；四是對于建設項目的一些特殊地形，考慮其影響因素，做相關保護工作，如在大壩、港口進行施工工程，做好防滲防水工作。

5 結語

掌握和創新高壓噴漿灌漿技術的方法，注意使用限制，高壓噴漿灌漿技術的發展及其在相關領域的應用具有重要意義。雖然目前高壓噴漿技術也面臨一些問題和局限性，但是我們要看正確的觀點，在技術應用過程中抓住正確的規模，創新、完善優化，促進高效噴漿灌漿技術在中國建筑工程中的發展。

參考文獻

[1] 許德慧，李永紅，隆威.高壓噴射注漿在人工挖孔樁護壁工程中的應用[J].西部探礦工程，2002（3）：66-67.

[2] 王彥馨.道路工程軟基處理中高壓噴射注漿施工技術的運用[J].江西建材，2015（9）：111-112.