高压喷射注浆法在深基坑边坡支护中的应用

张杨

【摘要】在高层建筑设计及建设中，基坑开挖与支护是非常重要的环节，其应的用对建筑工程质量的保证十分关键。本文全面讲述了高压喷射注浆法，并通过工程实例详细描述了该法在工程中应用的优越性，随着该法在深基坑边坡支护中的广泛应用，将会呈现出越来越成熟的趋势，发展前景非常好。

【关键词】高压喷射注浆法；深基坑；边坡支护

高压喷射注浆法在深基坑边坡支护技术中是一种较为成熟的支护手段，目前在很多深基坑支护中都得到了广泛应用。在地下水处理过程中，传统方法是在基坑中修建集水井，然后通过水泵将水抽出来。但是随着基坑开挖深度的不断增加，地下水水位也不断下降，周边建筑物开始出现开裂、下沉等问题，此外，砂层分布地段流砂、管涌等问题也比较普遍。因此，我们必须利用更加先进的技术，从最大程度上减少以上情况的出现。

1、高压喷射注浆法的主要特点

1.1 施工简便

与其他锚喷加固技术相比，不管是从工作原理上来看，还是从施工过程上来看，高压喷射注浆法都是非常简便的。从整体上来看，在实际施工过程中，只需要在地基土层中开挖直径在50～300mm之间的小孔，然后利用高压喷射机械注射水泥浆，通过一段时间的作用以后，钻孔周围就会形成直径在0.4～4.0m之间的固结体，通过这种方式达到预期的支护效果。可见，高压喷射注浆法的施工是非常简便的，还可以在很多施工环境中适用，施工机械也非常简单。

1.2 任意角度的喷射注浆

传统边坡喷浆的方向为垂直，这主要是因为水泥浆存在液态性特点，其他角度的施工都会对挂浆效果带来影响。在高压喷射注浆施工过程中，因为水泥浆喷射的压力比较大，需要在钻孔内施工，水泥浆可以向任意角度进行注浆，也不会出现流浆的问题，不仅可以节省大量原料，同时还能满足不同的边坡要求。在具体工程建设中，高层建筑深基坑边坡以倾斜角度和垂直角度为主，利用传统支护技术很难对支护质量进行保证，而利用高压喷射注浆法就可以很难的满足工程要求。

1.3 固结体形状控制方便

很多建筑工程对边坡固定的要求不同，这些要求往往可以利用固结形状的控制来调节。固结体形状易于控制是高压喷射注浆法的重要特点之一。在工程建设中可以利用速度的提升一级旋喷速度的调整得到不同的固结体形状，例如利用旋喷法施工，喷嘴可以一边喷射一边旋转，使固结体形成出圆柱的形状。这种施工方式主要在加固地基中应用，可以有效提高地基的抗剪强度，同时土变形性质也可以得到改善，形成闭合帷幕，对地下水流和流沙进行阻挡和治理。完成旋喷施工以后，会在地基中形成圆柱体，我们通常称其为旋喷桩。

2、工程实例

本文利用工程实例来说明高压喷射注浆法在深基坑边坡支护中的应用。

2.1 工程概况

某酒店为工作、餐饮、娱乐为一身的综合大酒店，其工程总体建筑面积是73338㎡，占地面积为9600㎡。工程主楼地上和地下分别为30层和2层，深基坑开挖的深度为13m，局部深度达到15m。基坑底边线与南侧宾馆之间的距离为10m，西侧与繁华路段相距15m，北侧正在规划一条步行街。场地的岩土层主要为岩土，其结构非常简单，容易风化，砾砂层的厚度在0.5～3.2m之间，花岗岩的强风化带层厚度为3.0m，地下水位常年都保持在-2m左右，大气降水为其主要补给来源。

2.2 深基坑开挖

基坑开挖应对深基坑周边环境、岩石层条件、地下水源的分布情况进行综合考虑，同时还要注意周边建筑物的安全性。工程支护单位应结合分析结果将与本地情况相适应的支护方案列出来，对支护方案进行选择时，应对方案的总体预算、施工周期及工程质量等部分进行充分考虑，体现出高压喷射注浆法的优越性。

2.3 边坡支护方案确定

结合工程岩土条件、周边环境及地下水位分布等方面情况，根据本工程深基坑开挖的主要特点，我们设计出以下三个支护施工方案：方案一，旋喷水泥桩和钢筋混凝土灌注桩相结合，该方案的特点在于简便易行、安全可靠、耐久性好，工期为90天，投资估算为101万元；方案二，粘土挡水墙和工字钢桩相结合，该方案的特点在于简便易行，耐久性和安全性都比较差，工期为80天，投资估算为123万元；方案三，钢筋混凝土灌注桩和石砌体挡水墙相结合，该方案的特点在于安全可靠，耐久性较好，但是施工较困难，工期为110天，投资估算为160万元。对比选择方案一为最优的支护方案。

2.4 方案实施

高压喷射注浆法主要有旋喷注浆、摆喷注浆及定喷注浆三种形式，按照施工机具的不同可以分成单管法、二重管法与三重管法，加固形状主要有圆盘状、圆柱状及块状等。

本工程施工部位分别在基坑的南边和东边，轴线的总长度是172m，孔距为1.2m，采用XJ-100型钻机钻孔，孔径为150mm，并通过粘土护壁来成孔，孔深保持在6.73m左右，孔底的钻进砂混粘性土深度为0.5m。

高压摆喷防水帷幕在基坑北侧顶边线，其轴线的长度是122m，孔距为1.5m，钻孔的孔径为150mm，利用XJ-100型钻机进行钻孔，并利用粘土护壁来成孔，孔深在6.56m左右，孔底钻进砂混粘性土的深度为0.5m。

高压喷射水泥浆和高压摆喷水泥浆分别采用三重管旋喷法和三重管摆喷法。经过现场测试以后，确定旋喷注浆和摆喷注浆的水压均为40～42MPa，利用高压水泵为其提供压力水，气压是0.7MPa，空气压缩机即可满足规范与要求。选择425号硅酸盐水泥，并将其搅拌成浆，注意水灰比控制在1.0～1.2之间，浆压为0.35MPa，送浆量在80～100L/min之间。摆喷管的提升速度为0.2m/min，旋喷管的提升速度为0.1m/min。摆喷角度沿着轴线方向左右分别30°，摆喷的频率为6次/min。

2.5 支护效果评价

2.5.1 质量检验

整个工程竣工以后，需进行现场的抽样检验，检验过程中应注意旋喷水泥桩桩径最小为1.2m，分布于粘性土层，最大为2.2m，分布在砾砂层，经数据分析其平均桩径是1.76m，旋喷桩强的平均厚度可達1.68m，边坡支护方案中的设计要求已经满足。水泥浆块的抗压强度在C10～C15之间，支护方案中的强度要求也得到了满足。防水帷幕的平均厚度达到了0.45m，水泥抗压强度在C10～C15之间，施工设计方案中的要求也得到了满足。

2.5.2 可靠性评价

整个工程施工过程经历了两个雨季的考验，高压摆喷地下防水帷幕和高压旋喷水泥桩强都保存完好，同时，边坡支护与挡水防渗的效果也非常好。

结语：

综上所述，高压喷射注浆法在粘性土、淤泥质土及碎石土等土层中均适用，土层渗透系数越高，其注浆影响范围就越大，效果也越显著。总之，在地基处理、基坑底部加固等工程中非常适用，在深基坑侧壁挡水、地下防水帷幕等工程中具有非常好的发展前景。

参考文献：

[1]杨智谋. 钢花管锚喷技术在西安市第五污水厂深基坑支护中的应用[J]. 中国科技信息，2010，（5）：62-64.

[2]陈浩. 桩锚支护加摆喷止水帷幕组合体系在大型深基坑支护中应用[J]. 中外建筑，2010，（12）：132-134.

[3]张丹丽，王万祯，谢强. 复合支护及截水帷幕体系在深基坑中的应用[J]. 甘肃科学学报，2006，（4）：106-109.

[4]杨勇，彭振斌，何忠明. 单排桩结合止水帷幕在深基坑工程中的应用[J]. 山西建筑，2007，（25）：20-21.