高壓旋噴樁施工技術(shù)是 70 年代日 本首先提出， 它是在靜壓灌漿的基礎(chǔ)上， 引進(jìn)水力采煤技術(shù)而發(fā)展起來的， 是利用射流作用切割摻攪地層， 改變原地層的結(jié)構(gòu)和組成， 同時(shí)灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體， 借以達(dá)到加固地基和防滲止水的目的。
一、適用范圍：
1、受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、 硬化劑硬化時(shí)間影響小， 可廣泛應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、（亞粘土）、 粉土（亞砂土）、砂土、 黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。
2、可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用， 也可作為基礎(chǔ)防滲之用；可作為施工中的臨時(shí)措施（如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、 防水帷幕等）， 也可作為永久建筑物的地基加固、 防滲處理。
3、當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、 地下水流速過大和已涌水的地基工程時(shí)， 宜通過試驗(yàn)確定其適用性。
二、工藝原理及設(shè)計(jì)要求
1. 加固原理
高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后， 以高壓設(shè)備使?jié){液或水、（空氣）成為 20～40MPa 的高壓射流從噴嘴中噴射出來， 沖切、 擾動(dòng)、 破壞土體， 同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升， 將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁）， 以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。
根據(jù)噴射方法的不同， 噴射注漿可分為單管法、 二重管法和三重管法。
單管法： 單層噴射管， 僅噴射水泥漿。
二重管法： 又稱漿液氣體噴射法， 是用二重注漿管同時(shí)將高壓水泥漿和空氣兩種介質(zhì)噴射流橫向噴射出， 沖擊破壞土體。 在高壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下， 破壞土體的能量顯著增大， 最后在土中形成較大的固結(jié)體。
三重管法： 是一種漿液、 水、 氣噴射法， 使用分別輸送水、 氣、 漿液三種介質(zhì)的三重注漿管，在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進(jìn)行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖切土體， 形成較大的空隙， 再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割、 破碎的地基中，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)， 使水泥漿與土混合，在土中凝固， 形成較大的固結(jié)體， 其加固體直徑可達(dá) 2m。
噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān)， 其中包括噴射壓力 P、 提升速度 S、 被加固土的抗剪強(qiáng)度 τ、 噴咀直徑 d 和漿液稠度 B。 加固范圍與噴射壓力 P、 噴咀直徑 d 成正比， 與提升速度S、土的抗剪強(qiáng)度 τ 和漿液稠度 B 成反比。 加固體強(qiáng)度與單位加固體中的水泥摻入量和土質(zhì)有關(guān)。
單管、 二重管、 三重管旋噴樁機(jī)注漿施工示意參見圖 1、 圖 2、 圖 3。
2. 成樁機(jī)理
高壓噴射注漿的成樁機(jī)理包括以下五種作用：
（1）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體， 使土體出現(xiàn)空穴， 土體裂隙擴(kuò)張。
（2） 混合攪拌作用。 鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過程中， 在射流后部形成空隙，在噴射壓力下， 迫使土粒向著與噴咀移動(dòng)方向相反的方向（即阻力小的方向） 移動(dòng)位置， 與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu)。
（3） 升揚(yáng)置換作用（三重管法）。高速水射流切割土體的同時(shí)， 由于通入壓縮氣體而把一部分切下的土粒排出地上， 土粒排出后所留空隙由水泥漿液補(bǔ)充。
（4） 充填、 滲透固結(jié)作用。高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙， 析水固結(jié)， 還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。
（5）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力， 并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用， 使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。 旋噴樁固結(jié)體情況圖4 所示。
三、工藝流程
高壓旋噴樁施工工藝流程圖見圖 5。
四、施工工藝
1、鉆機(jī)定位。 移動(dòng)旋噴樁機(jī)到指定樁位， 將鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心， 同時(shí)整平鉆機(jī)， 放置平穩(wěn)、 水平， 鉆桿的垂直度偏差不大于 1%～1.5%。 就位后， 首先進(jìn)行低壓（ 0.5MPa） 射水試驗(yàn)，用以檢查噴嘴是否暢通， 壓力是否正常。
2、制備水泥漿。樁機(jī)移位時(shí)， 即開始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥漿。首先將水加入桶中， 再將水泥和外摻劑倒入， 開動(dòng)攪拌機(jī)攪拌 10～20 分鐘，而后擰開攪拌桶底部閥門， 放入第一道篩網(wǎng)（ 孔徑為 0.8mm）， 過濾后流入漿液池， 然后通過泥漿泵抽進(jìn)第二道過濾網(wǎng)（ 孔徑為0.8mm）， 第二次過濾后流入漿液桶中， 待壓漿時(shí)備用。
3、鉆孔（三重管法）。 當(dāng)采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔時(shí)， 鉆頭在預(yù)定樁位鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高（預(yù)鉆孔孔徑為 15cm）。
4、插管（單重管法、 二重管法）。 當(dāng)采用旋噴注漿管進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)， 鉆孔和插管二道工序可合而為一。 當(dāng)?shù)谝浑A段貫入土中時(shí)， 可借助噴射管本身的噴射或振動(dòng)貫入。 其過程為： 啟動(dòng)鉆機(jī)， 同時(shí)開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液， 使鉆桿沿導(dǎo)向架振動(dòng)、 射流成孔下沉； 直到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高， 觀察工作電流不應(yīng)大于額定值。 三重管法鉆機(jī)鉆孔后， 拔出鉆桿， 再插入旋噴管。在插管過程中， 為防止泥砂堵塞噴嘴， 可用較小壓力（ 0.5～1.0MPa） 邊下管邊射水。
5、提升噴漿管、 攪拌。 噴漿管下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后， 停止鉆進(jìn)，旋轉(zhuǎn)不停，高壓泥漿泵壓力增到施工設(shè)計(jì)值（ 20～40MPa）， 坐底噴漿 30s 后， 邊噴漿， 邊旋轉(zhuǎn)， 同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和試樁確定的提升速度提升鉆桿。 若為二重管法或三重管法施工， 在達(dá)到設(shè)計(jì)深度后， 接通高壓水管、 空壓管， 開動(dòng)高壓清水泵、 泥漿泵、 空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 并用儀表控制壓力、 流量和風(fēng)量， 分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)開始提升， 繼續(xù)旋噴和提升， 直至達(dá)到預(yù)期的加固高度后停止。
6、樁頭部分處理。 當(dāng)旋噴管提升接近樁頂時(shí)， 應(yīng)從樁頂以下 1.0m 開始， 慢速提升旋噴，旋噴數(shù)秒， 再向上慢速提升 0.5m， 直至樁頂停漿面。
7、若遇礫石地層， 為保證樁徑， 可重復(fù)噴漿、 攪拌： 按上述 4～6 步驟重復(fù)噴漿、 攪拌，直至噴漿管提升至停漿面， 關(guān)閉高壓泥漿泵（清水泵、 空壓機(jī)）， 停止水泥漿（水、 風(fēng)）的輸送，將旋噴漿管旋轉(zhuǎn)提升出地面， 關(guān)閉鉆機(jī)。
8、清洗。 向漿液罐中注入適量清水， 開啟高壓泵， 清洗全部管路中殘存的水泥漿， 直至基本干凈。 并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。
9、移位。 移動(dòng)樁機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工。
10、補(bǔ)漿。 噴射注漿作業(yè)完成后， 由于漿液的析水作用， 一般均有不同程度的收縮， 使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴， 要及時(shí)用水灰比為 1.0 的水泥漿補(bǔ)灌。
五、質(zhì)量通病的處理
1.不冒漿或冒漿量少。
通常原因是加固土層粒徑過大， 孔隙較多， 可采取以下措施：
1）加大漿液濃度， 可以從 1.1 加大到 1.3 左右繼續(xù)噴射。
2）灌注粘土漿或加細(xì)砂、 中砂， 待孔隙填滿后再繼續(xù)正常噴射。
3） 在漿液中摻加骨料。
4） 加泥球封閉后繼續(xù)正常噴射。
5）灌注水泥砂漿后， 再將孔內(nèi)水泥漿置換成粘土漿， 待孔隙填滿后繼續(xù)正常噴射。
2.冒漿量過大。
通常是有效噴射范圍與噴漿量不適應(yīng)有關(guān)， 可采取以下措施：
1） 提高噴射壓力。
2） 適當(dāng)縮小噴嘴直徑。
3） 適當(dāng)加快提升速度。 由于冒漿量中含有地層顆粒和漿液的混合體，目 前對(duì)冒漿中的水泥的分離回收尚無適宜方法，在施工中多采用過濾、 沉淀、 回收調(diào)整濃度后再利用。
3. 凹穴處理。
1）在噴射灌漿完畢時(shí)， 即連續(xù)或間斷地向噴射孔內(nèi)靜壓灌注漿液， 直至孔內(nèi)混合液凝固不在下沉。
2）在噴射灌漿完成后， 向凝固體與其上部結(jié)構(gòu)之間的空隙進(jìn)行第二次靜壓灌漿，漿液的配比應(yīng)為不收縮且具有膨脹性的材料， 如采用水泥∶ 水∶ 鋁粉的配比為 9.8∶ 6.9∶ 0.3 的漿液。
