浅谈建筑施工中高压喷射注浆施工技术及应用

佘永阳

摘 要：在建筑工地上常用的高压喷射注浆施工，是利用高压水流或浆液将土层、砂层、砂砾石地层切割注入胶凝材料，搅拌凝结成墙体或桩体，适用于水电水利工程的挡水堤坝、涵闸、泄水及其他建筑物地基的防渗处理和加固工程。

关键词：高压喷射注浆 土层 固结体 施工技术

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（a）-0079-02

1 高压喷射注浆施工技术

高压喷射灌浆技术是常用的基础施工技术。该方法首先使用相关设备机器打孔，然后通过20～40 MPa的喷射设备进行水或其他浆料喷射过程以提供能量，从而可以连续高速喷射。通过高压喷射灌浆技术固化的凝固体由于高压喷嘴运动的不同形式而呈现出不同的形状。使用旋喷方法，一般为圆柱形固体；使用固定喷雾法，形成薄壁状固体，形成一个像墙壁的固结体。综合考虑，高压喷浆灌浆施工技术在建筑等领域具有广泛的应用和优势。

2 高压喷射注浆施工技术方法

考虑到地形变化、结构复杂等实际因素，高压喷浆灌浆技术分为单管、双管、三管和多管高压喷射灌浆等。

2.1 单管高压喷射灌浆施工技术

单管高压喷射灌浆施工技术方法是最基本的一种方法，其工作方式是根据广义高压喷射灌浆技术原理。单管高压喷射灌浆施工技术方法顾名思义，在具体施工过程中只有一根管道，水或其他浆料通过管道，然后通过专用喷嘴到达所需土壤，通过相关冷凝，施工为提高物理性能优化的基础，从而形成了基础土的工程要求。一般来说，由于浆料与土壤颗粒之间的相互粘附，这种优化建筑物基础的方法的结果是形成具有更好性能的桩，其厚度一般为0.6～1.2 m。

2.2 双管高压喷射灌浆施工技术

从技术原理来看，高压喷射灌浆技术和单管法的双重原理相同，但在一定程度上扩大了。施工过程按照设计要求，施工基础打两孔，再用双管代替单管作业，在相关设备和技术的支撑下，完成施工。在双管技术中，两个喷嘴的作用是不同的。通过将制备的浆料喷射到基础内部来制备喷射管，从而改变原始基础土壤的性质，其类似于单管高压喷射灌浆技术。另一种喷射管是喷射高压气流的作用，使其达到所需的土层，改变压力，增加土壤中的土壤压力，从而增强物质之间的粘附，进一步改善和优化基础土壤性质。在高压喷射设备的压力下，内管是喷管的压力，一般大于20 MPa，外管是喷射压力，通常为0.7 MPa。

2.3 三管高压喷射灌浆施工技术

三管高压喷射灌浆施工技术的工作原理与单管和双管相似，全部通过改变内部结构达到目的，增强浆料和土壤颗粒的内聚力，从而改善和优化土壤性质。只有在三管高压喷射灌浆施工技术中，使用三管分别将浆料、高压空气和高压水喷到土壤中。在三管高压喷射灌浆施工技术的实施过程中，要特别注意三个注射管启动顺序，否则会影响土壤颗粒和浆料组合程度，从而影响工程质量。三管技术在高压设备的压力下，喷管的压力一般在0.5～3 MPa；喷管压力在20～30 MPa；射流压力在0.5～0.7 MPa。

2.4 多管高压喷射灌浆施工技术

多管高压喷射灌浆施工技术是多管喷射通过高压水流的原理，施工时土壤受到较大程度的破坏，减少了土体颗粒聚集现象，同时使用真空泵將迅速形成的泥浆取出。经过反复的操作，土体的施工将形成相对较大的空间，然后用超声波设备进行相关的测量和分析，确定相关的填料，最后在施工中形成柱状凝固。压力喷射灌浆施工技术在高压设备压力下，喷管压力一般为1～3 MPa；喷管压力为20 MPa；射流压力为0.7 MPa。

3 高压喷射注浆施工技术方法的作用

3.1 喷流对土壤的影响

通过高压喷浆灌浆技术在施工工程中的应用研究，发现对土层有以下影响：（1）在高压喷射作用下，土体受外力和土体颗粒的影响被破坏，随着高压喷射过程，周围土壤的影响也开始受到影响，从而达到土壤破坏的作用。一般情况下，高压射流的大小直接影响到土壤的破坏程度，同时影响了固结效果的体积。（2）高压喷射流的能量随着喷涂过程而减弱，损伤也将相应减小，但此时施加挤压力。也就是说，土壤颗粒之间的间隙填充有浆料，从而增强了土壤颗粒之间的粘附性，优化了固体的形成。（3）在高压射流冲击过程中，射流的脉动负荷将破坏土壤颗粒之间的平衡状态，使土壤颗粒变形。在喷射过程中由于反作用力引起的射流的作用，会促进土层的破坏，这是水楔效应。（4）在高压喷射过程中，射流冲击相当于反复敲击土力，使土壤进一步破坏，加剧了土体的破坏，我们将高压喷射灌浆施工过程在此技术效果称为水阻的影响。（5）在高压喷射过程中，受影响土壤的表面有时会受到压力变化的影响，导致压力差大、孔洞现象发生。当孔洞现象发生时，由于高压射流的冲击，会使软土层被破坏，从而促进对土层的破坏。（6）在双管高压喷射灌浆方法中，由于浆料仅从一个管道喷出，另一个喷射有高压空气，当喷射流在喷涂期间破坏土壤时，可以快速运送高压气流处理土壤颗粒，使高压喷射继续损伤不间断的土壤，从而降低能量损失，使高压喷射流更好地损害土壤，提高工作效率。这种作用方式也称为气流搅拌。

3.2 凝固体的性质

中国建筑工程在高压喷射灌浆施工过程中，常用的固化剂是水泥。在高压喷射灌浆工艺中，除了少部分土壤颗粒外，绝大多数土壤颗粒充满了水泥浆，水泥充分混合，并且与注浆灌浆工艺有多种水合晶体产生。在高压喷射灌浆后期，由于各种效应，土壤颗粒的紧实性得到改善，最终形成的凝固体具有良好的性能。

3.3 固体的状态

高压喷射灌浆施工技术根据采用的方法和高压喷嘴运动形式不同，将产生不同的固结状态，以满足不同设计要求和目标。然而，在每个工程领域的高压喷射灌浆技术的施工过程中，凝固体的形状通常被概括为壁状、圆柱形和扇形。通过观察高压喷射灌浆技术的形成可以发现，这种技术形成在固体周围稍微粗糙，这是因为在高压喷射过程中，受喷射速度、土体结构等因素的影响，在高压喷射灌浆技术形成的固结体中，必然存在气泡，因此与混凝土块相比，质量相对较轻。高压喷射灌浆施工技术由外层凝固形成的一层高密度的保护壳，透气性好、透水性差，但这种特点可使高压喷射灌浆技术被广泛应用在水利工程中。

4 高压喷射注浆施工技术方法的适用范围

4.1 土壤条件

高压喷浆灌浆技术与传统灌浆技术相比有许多优点，但我们必须面对其局限性。在建设施工中，高压喷浆灌浆技术主要用于粘性土、泥土等基础施工。如果要开展含有更复杂的媒体内容的土壤，如含石头、硬土等土壤的土壤，则必须进行科学严谨的测试，以确定相关数据和条件，根据可用信息确定能不能用这种方法，不应盲目开展施工。

4.2 项目建设范围

研究使用范围，主要围绕基础和地下工程的实力为中心开展。一是提高基础承载能力；二是采取适当措施，处理山体滑坡和倒塌保护工作等各种可能的问题，复合地基施工工作，软基础加固工作；三是施工现场围绕施工项目进行保护工作，以免影响周边建筑物的生产和生活；四是对于建设项目的一些特殊地形，考虑其影响因素，做相关保护工作，如在大坝、港口进行施工工程，做好防渗防水工作。

5 结语

掌握和创新高压喷浆灌浆技术的方法，注意使用限制，高压喷浆灌浆技术的发展及其在相关领域的应用具有重要意义。虽然目前高压喷浆技术也面临一些问题和局限性，但是我们要看正确的观点，在技术应用过程中抓住正确的规模，创新、完善优化，促进高效喷浆灌浆技术在中国建筑工程中的发展。

参考文献

[1] 许德慧，李永红，隆威.高压喷射注浆在人工挖孔桩护壁工程中的应用[J].西部探矿工程，2002（3）：66-67.

[2] 王彦馨.道路工程软基处理中高压喷射注浆施工技术的运用[J].江西建材，2015（9）：111-112.