旋喷注浆加固法是一项正在发展中的地基加固技术，应用时间并不长。由于用途广泛，加固地基的质量可靠而且效果好，目前已逐渐成为我国常用的地基处理方法之一。该法除了在铁路、矿山、水电、市政工程、工业与民用建筑和国防等部门的地基加固工程中发挥了卓有成效的作用外，近年来，在公路工程、特别是桥梁基础加固工程中，得到了一定的实践应用，获得了显著的经济技术效果。

旋喷注浆加固法是利用地质钻机，将旋喷注浆管置于预计的地基加固深度，借助注浆管的旋转和提升运动，用一定的压力从喷嘴中喷射液流，冲击土体，把土和浆液搅拌成混合体，随后凝聚固结，形成一种新的有一定强度的人工地基，如图9-5-1 所示。

一、旋喷注浆加固技术工艺类型

旋喷注浆加固法工艺类型有单管旋喷注浆法、二重管旋喷注浆法和三重管旋喷注浆法，

二、设计要点

旋喷注浆加固桥梁墩台基础时，地基是在承受着构筑物已有全部重量的情况下进行加固施工的。因此，若被加固的桥梁构筑物没有受到新的荷载作用，旋喷固结体最初是几乎不受力的。只是由于时间的推移， 原有地层的恒压力的作用下， 土体产生徐变或滑移，使原土体承受的部分压力转移到刚性较大的旋喷固结体上。但这种转移是不大的。因此，只有构筑物新增加荷载时，才为旋喷固结体所承受。用旋喷注浆法加固后的地基，具有下列特点：固结体与原土层共同受力；固结体的形变模量较原土层大很多倍；固结体和土体的受力在时间上不同步，一般是土体已达到或接近其极限强度以后，固结体才进入工作状态。

综合起来， 旋喷注浆加固的设计要点有以下三个方面：

（1） 加固前原有墩台基础的承载能力进行估算。

墩台基础加固， 大体上可分为两种情况。一种是构筑物正在建造或运用过程中， 基础发生较大的均匀或不均匀下沉，已危及桥梁结构的正常使用。另一种是目前使用状态良好，但考虑到桥梁要通过更大载重的车辆， 地基承载力不能满足进一步发展的需要。两种情况对原有地基的极限承载力的估算方法是有所不同的：

对已发生病害的墩台基础在加固前，除收集有关工程设计所必须的各项资料外，还应对工程的病害历史和现状进行调查分析。根据病害发生、发展的程度，推算出现有地基的承载能力。
对于目前没有病害，仅为提高荷载等级而需要加固的地基，地基承载能力有两种方法确定。
一种是依据地质钻探或土工试验所给出的土体极限强度进行计算。另一种是依据规范提出的“经过多次压实、未受破坏的旧地基”允许承载力可予提高(提高系数为1.25～1.5)的方法确定。

（ 2） 对危及正常使用的墩台基础的设计计算。

（ 3） 对旋喷法加固未发生病害而为提高荷载等级的墩台基础的设计计算。

三、施工要点

1．施工流程

旋喷注浆施工流程可概括为钻机就位、钻孔、插管、旋喷作业、冲浇等五道工序，

2．方法选择

高压喷射注浆设备可根据工程具体情况和机具条件， 加固时可选用：
(1)单管法： 单独喷射水泥浆液,桩径可达0.3～ 0.8m。
(2)双管法： 同轴喷射水泥浆液的压缩空气， 桩径可达1m。
(3)三重管法： 同轴喷射高压水和压缩空气， 并注入水泥浆,桩径可达1～ 1.5m。

3．操作要点

施工前根据现场环境和地下埋设物的位置等情况， 复核旋喷注浆的设计孔位。旋喷注浆法的单管法及双管法的高压水泥浆液流和三重管法高压水射流的压力宜大于20MPa， 三重管法使用的低压水泥浆液流压力宜大于1MPa，气流压力宜取0.7MPa，提升速度可取0.1～0.25 米/分钟。旋喷注浆法的主要材料为水泥， 对无特殊要求的工程， 宜采用325 号或425号普通硅酸盐水泥。根据需要可加入适量的速凝、悬浮或防冻等外加剂为掺合料。所用外加剂和掺合料的数量，应通过试验确定。水泥浆液的水灰比应按工程要求确定，可取1.0～1.5，常取1.0；水泥使用前需要作质量鉴定。搅拌水泥浆所用的水，应符合有关规定；钻机与高压注浆泵的距离不宜过远。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。实际孔位、
孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、漏水如与工程地质报告不符等情况均就详细记录。

当注浆管贯入土中，喷咀达到设计标高时，即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后，随即旋喷、提升注浆管、由下而上喷射注浆。注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。

对需要扩大加固范围或提高强度的工程， 可采用复喷措施。在旋喷注浆过程中如实记录旋喷注浆的各项参数和异常现象， 出现压力骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时， 应量查明产生的原因并及时采取措施。当高压喷射注浆完毕， 应迅速拨出注浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程， 必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。当处理既有构筑物地基时， 应采取速凝浆液或大间距隔孔旋喷和冒浆回灌等措施， 以防旋喷过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象， 影响被加固工程及邻近建筑。同时， 应对构筑物进行沉降观测。

四、质量检验

旋喷注浆加固的质量检验可采用开挖检查、钻孔取芯、标准贯入、载荷试验或压水试验等方法进行。
1．检验点布置部位：（ 1） 荷载大的部位；（2）中心线上；（3）施工中出现异常情况的部位；（4）地质情况复杂部位。
2．检验点数量：为施工注浆孔数的2%～ 5%，对不足20 孔的工程，至少应检验2 个点。
3．检验时间： 质量检验应在旋喷注浆结束4 周后进行， 不合格的应进行部补喷。
4．检验内容：
(1）桩体平均直径；
(2）桩体垂直度；
(3）桩身中心允许偏差(0.2 倍设计桩径) ；
(4）均匀性。

五、应用实例及特点

旋喷注浆加固桥梁墩台基础， 近年来已得到一定的应用， 如湖南怀化机车走行线的公路立交跨线桥、四川大渡河公路桥、阜淮线戴家湖铁路桥、日本名古屋崎川桥等工程， 均取得了良好的加固效果。
怀化铁路机车行走线公路立交跨线桥：该桥为U 型桥台，台高9.8m，1978 年底建成并架设主梁铺设桥面。1979 年8 月进行台背填土。当填土达3m 时，发现北台严重下沉，台后左角下沉112mm，右角下沉106mm。桥台后倾，桥面伸缩缝增大，影响结构正常使用。加固时采用旋喷法，根据计算用20 根旋喷直径达46cm 的旋喷桩柱。本桥台自1981 年6 月完工后通车，一直未有下沉现象，使用正常。
阜淮线戴家湖铁路两桥台为扩大基础，自1980 年建成后，尚未架梁即发生较大下沉和位移。
加固时南北两台分别采用40 和38 根旋喷桩，长为8.3m 和7.5m，设计直径为50cm。加固后仅10天便进行架梁，投入使用后均未见有下沉现象。
日本名古屋神崎川桥由于桥址受纸厂废液冲刷，基础摩擦力减少，使桥墩发生不均匀下沉。
在桥墩周围作旋喷，由于桥址离海口较近，河道流速小，采用单排旋喷固结体帷幕，在帷幕内，采用化学灌浆达到了增加地基强度的目的。

通过实际工程应用， 旋喷注浆加固的主要特点如下。

（1）适用范围广。能以高压喷射流直接破坏加固土体，固结体的质量提高，适用范围较大。
既可用于工程新建之前，又可用于工程修建之中，也可用于工程加固。
（2）施工简便。旋喷施工时，只需在土层中钻一个孔径为50mm 或108mm 的小孔，便可在土中喷射成直径为0.4-2.0m 的固结体。
（3）固结体形状可控制。为满足工程需要，在旋喷过程中，可调整旋转速度和提升速度，增减喷射压力或更换喷嘴孔径改变流量，使固结体成为设计所需要的形状。
（4）确保固结体的强度。采用不同的浆液种类和配方，可获得所需的固结体强度。
（5）有较好耐久性。在一般的软弱地基中加固，和其他工艺相比，因其加固结构和适用范围不同，加固效果虽不能一概而论，但从使用的浆液性质来看，能预期得到稳定的加固效果并有较好的耐久性能。
（6）材料来源广、价格较低廉。喷射的浆液以水泥为主，化学材料为辅。除在要求速凝超早强时使用化学材料以外，一般的地基工程中均使用料源较广、价格低廉的325 号或425 号普通硅酸盐水泥。此外，还可在水泥中加入一定数量的粉煤灰，既利用了废料，又降低了注浆材料的成本。
（7）设备简单、管理方便。旋喷的全套设备均为我国定型产品或专门设计制造的设备。结构紧凑、体积小、机动性强，占地少，能在狭窄和低矮的现场施工。施工管理简便。在旋喷过程中，通过对喷射的压力、吸浆量和冒浆情况的量测，可间接地了解旋喷的效果和存在的问题，可调整旋喷参数或改变工艺，保证固结质量。