旋喷桩在处理涵洞软弱地基中的应用

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1、旋喷桩在处理涵洞软弱地基中的应用中铁三局集团第三工程有限公司山丙030000摘要：旋喷注浆是利用钻机将安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴置入土层预定深度后，用高压浆泵等装置以20MPa以上的压力将浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，使水泥浆液与土体搅拌混合成一定形状的水泥土（即旋喷桩），从而达到提高地基承载力、减小地基沉降的目的。木文结合具体工程实例，探讨了旋喷桩在处理涵洞软弱地基中的应用。关键词：旋喷桩；涵洞；软弱地基；应用；旋喷桩处理软弱地基伍括复合地基承载力设计和高压旋喷桩施工方法。从旋喷桩的加固机理和计算参数的设计

2、以及旋喷桩的施工工艺等方面分析。一、旋喷桩加固机理旋喷注浆法是将与注浆管连接的喷射器送达预定地层后，利用高压泵产牛.从喷嘴中喷射出来且速度快、呈脉动状的高压喷射流，并使之破坏土体结构,从而使土粒分离、剥落，一部分土粒返出孔外，大部分土粒在喷射流的作用下，在压力影响范围内重新排列并被水泥浆液胶结，形成性质稳定、强度较高的固结体即旋喷桩。从受力机理分析，旋喷注浆法形成的旋喷桩可以作为桩基础使用。根据喷射方法的不同，喷射注浆双管法是用二重注浆管同时将高压液体和空气两种介质喷射流横向喷射出，冲击破坏土体，在高压液体和外圈的环

3、绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，最后能在土中形成较大的固结体。高压旋喷注浆法用于桥梁桩基加固工程，可以有效地清除桩周的泥皮的涂抹作用，与原桩基础紧密地结合在一起，扩大了桩径，提高桩周摩擦力，从而提高了单桩的承载力;此外，设计旋喷桩桩K:比钻孔灌注桩K:2米，并在该钻孔灌注桩桩底2米范围处复喷，增加了桩长，并形成“扩大头”，提高桩端阻力。实例分析1.工程概况。某石拱涵旧涵处于水库淹没线范围内，接长涵洞原设计为大开挖基坑，采用围堰截水措施后，开挖探坑2处到设计标高后，底部为松软淤泥，含水量偏大/淤泥深度大于8

4、m且机械无法停靠，大开挖施工对安全和环保、投资影响较大，无法保证工期，经业主、设计监理和施工单位现场研究决定，对该涵采用深层旋喷桩处理。设计平均有效桩长以桩端进入到硬土层为准，桩径0.7m,正方形布桩间距1.2m,完成后桩基承载力特征值大于260kPa。2.旋喷桩技术参数的设定(1)桩长的确定。旋喷桩按其受力状态主要分为两种情况：一是将旋喷桩加固到坚硬的中(微)风化岩层上，按端承桩进行设计与计算；二是旋喷桩只加固到一定深度的土层，旋喷桩承载力主要由桩侧摩阻力承担，同吋考虑桩底承载力的作用。在后一种情况的加固中，旋喷桩

5、的加固深度是有限的，当其达到某一值吋，旋喷桩既能满足承载力要求，又不会造成浪费，该值称为旋喷桩的冇效加固深度(即奋效桩长)。(2)桩距与布桩形式的确定。将旋喷桩用作竖向荷载的复合地基吋，桩间距可取桩身直径的2〜3倍，同吋也需要考虑工程的规范要求来确定最后的取值。布桩形式应依据基础的形式来确定，对于大面积的满堂处理，桩位宜采用等边三角形布置；对于独立或条形基础，宜采用正方形、矩形或等腰三角形布置；对于环形宜采用放射形布置；对于管基等，宜根据管径大小采用单排或双排的梅花形布置。(3)旋喷桩复合地基承载力的验算。根据jGj

6、79-2003建设地基技术处理规范，采用如下公式：，式中:fsp,k—复合地基承载力特征值;m—面积转换率,Ap—桩的截面积,0.3846m2;A—复合单元控制面积,1.44m2,本场地正方形布桩，间距1.2m。复合地基承载力特征值为312kPa。要求涵洞处理后的承载力特征值大于260kPa。(4)对施工技术要求。一是设计要求采用普通32.5号水泥，用量300kg/m。二是桩位偏差不大于50mm,桩身垂直度不大于1.5%。1.旋喷桩施工顺序与质量检测。一是钻机就位：将钻机安置在设计的孔位上，钻杆头对准孔位中心，校正钻

7、机的水平，以保证钻孔的垂直度。二是钻孔、插管：为了将旋喷浆插入预定的土层中，钻孔方法应视地质情况、加固深度、机具设备等条件决定。采用76型旋转振动钻机吋，钻孔和插管两道工序合二为一。三是喷射注浆：当注浆管插入预定的深度后，即可自下而上进行高压注浆。当注浆管不能一次提升完成需分数次卸管时，卸管后喷射的搭接长度须100mm,以保证固结体的整体性。对同一土层进行喷射可增大加固范围和提高固结体强度，所以，在底部和顶部进行复喷可以增大承载力。四是拔出注浆管：当喷射注浆完毕或因故中断、短时间内不能继续喷射时，均应立即拔出注浆管，

8、清洗后备用。为了使搅拌桩更加均匀密实，再次将钻杆边搅拌边下沉，复搅到桩长1/3处，但不少于5m。从复喷深度均匀提升钻杆至地面，桩柱完成。五是喷射注浆的施工监测：为了使高压注浆的质量达到设计要求，必须对各种喷射介质的压力、流量、喷头旋转速度和提升速度等参数用仪器记录下来，一则可以当某项参数超过或低于设计值吋及吋报警，便于施工人员检查排除故障，二可