高压旋喷桩在基坑支护中的应用探讨.docx

高压旋喷桩在基坑支护中的应用探讨【摘要】:本文探讨了高压旋喷注浆桩的破岩、成桩机理介绍了高压旋喷技术的施工工艺及技术要点提出施工中存在的问题和今后研究的方向为高压旋喷注浆桩在基坑支护工程中的应用奠定了理论基础。【关键词】：地下工程；高压旋喷注浆；基坑支护；应用中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：引言在建筑工程基础选择时桩基因其稳定性好、承载力高沉降稳定、沉降量小而均匀等优点在工程建设中的得到了广泛的应用与普及并起到了保证施工质量和节省施工工期的目的。而基坑工程则是作为建筑工程的一个重要组成部分尤其是深基坑工程施工的好坏更会对工程的进度和质量造成重要的影响要保证工程的安全合理、节约造价以及方便施工基坑支护的合理选择与应用是其中的关键。一、高压旋喷注浆桩的工作机理1.高压旋喷注浆的破岩机理高压旋喷破坏土层的机理在理论上尚未探明目前对高压旋喷注浆破坏土层的描述形成多种理论学说如气蚀破坏作用、冲击作用、动压力作用、脉冲负荷引起的疲劳破坏作用、水楔作用等但大部分学说尚停留在假说阶段。其中拉伸-水楔破岩和密核-劈拉破岩学说在研究中获得较多的认可。（1）拉伸―水楔破岩机理。高压旋喷注浆的冲击力可简化为作用于岩石半空间弹性体平面上的集中力。当拉应力与剪应力超过岩石的抗拉和抗剪的极限强度时就会在岩石中形成裂缝。裂缝初步形成和汇总后浆液将进入裂隙的空间在裂隙尖端产生拉应力集中使裂隙发展和扩大致使岩体破坏。（2）密实核―劈拉破岩机理。当极限剪应力和拉应力超过岩石本身的抗剪、抗拉强度时即出现剪切和拉伸裂纹。随着浆液的继续冲击或冲击压力的增加剪切裂纹扩展并汇接到冲击接触面形成由剪切破坏的细岩粉组成的球形密实核。当密实核的能力达到一定程度时它将开始膨胀而释放能量使周围的岩石产生切向拉应力当拉应力超过岩石的抗拉强度时岩石壁面将出现径向裂隙并逐渐扩大完成破岩过程。2.高压旋喷注浆桩的成桩机理高压旋喷注浆工程是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后利用高压脉冲泵使水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头向四周以高速水平喷入土体其加固范围就是以喷射距离加上渗透部分或压缩部分的长度为半径的圆柱体。旋喷成桩时钻杆一面以一定速度（20r/min）旋转一面低速（15～30cm/min）徐徐提升使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固。在旋喷动压、离心力和重力的共同作用下在横断面上土粒按质量大小有规律的排列起来小颗粒在中部居多大颗粒多在外侧或边缘部分形成了浆液主体、搅拌混合、压缩和渗透等部分经过一定时间胶化硬结后即在地基中形成直径比较均匀且具有一定强度（0.5-8.0Mpa）的圆柱体（即旋喷桩）。利用该原理将无数个圆柱体交错相切连成一体称为一道墙体在防水工程中形成一道止水帷幕称之为防渗墙将地下水阻止于所建地下工程之外。二、高压旋喷注浆桩在基坑支护工程中的应用1.高压旋喷注浆方案的设计与施工高压旋喷注浆方案的设计。采用单管法施工工艺沿基坑周边布孔其中竖向布置为：对现地下水位-5.20m以上的0.50m以下0.80m的砂层同全风化岩进行高压旋喷注浆地基处理形成一道连续水泥砂浆搅拌成的水泥砂体墙。水泥砂体墙与全风化泥岩组成天然隔水帷幕；平面布置为：高压旋喷注浆桩沿基坑周边布置两排间距0.50m交错布置。施工机械参数为：喷嘴直径2.5mm；注浆压力30Mpa；喷射速度20转/min；提升速度不大于20cm/min。止水帷幕注浆材料采用由水泥强度为32.5R级普通硅酸盐水泥制备的水泥浆。采用符合要求的搅拌用水水灰比按1∶1配置。工艺流程为：侧放孔位钻机就位调整钻架成孔钻进制浆提升喷射回灌结束挪至新孔位。2.高压旋喷注浆法的施工技术要点（1）成孔钻进钻进采用合金钻头带水钻进水压1Mpa钻进时通过观察返浆、钻进进尺、钻进震动判断地层并和地质报告确定的地层深度相比钻进至预定位置封闭出水孔待喷。（2）制浆选用32.5R级普通硅酸盐水泥水泥及搅拌用水必须符合国家标准要求。水泥倒入搅拌桶前进行第一次过滤滤掉水泥结块、杂质、水泥袋碎片防止堵塞管路及喷嘴搅拌机采用高速电机旋转喷射期间要不停搅拌按水灰比1∶1进行配置进浆比重不小于1.45G/cm3回浆比重不小于1.35G/cm3。水泥浆进入管路前还要进行第二次过滤。（3）提升旋转喷射在旋转之前应检查喷射管的连接部位是否紧固防止有间隙使浆液压力降低而对喷射产生影响当钻进至预定位置后开始提升喷射本着不返浆不提升原则。返浆后开始提升提升速度、旋转喷射速度、水泵压力按设计参数执行。喷射过程中记录员作好