高压旋喷桩的承载原理及应用浅析

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1、高压旋喷桩的承载原理及应用浅析高压旋喷桩的承载原理及应用浅析摘要：高压喷射注浆是一项加固和防渗的新技术，需要有一个发展和完善的过程。随着软土地基加固技术和堤坝防渗技术的迅速发展，高压喷射注浆技术也有了新的发展，特别是在大颗粒地层动水条件下的高喷注浆防渗技术和淤泥地层中的高喷注浆加固技术等方面均有了新的突破，并且不论是施工规模还是施工深度均走在了世界前列。　　　　高压旋喷桩以其经济实用的性能，设计方法，以及施工中基本不产生环境污染，在工程中得到了广泛的应用，扩底桩是在灌注桩基础上发展起来的一种新桩型，通过压力或机械的方式在桩底形成一个扩大头，增大有效承载面积，

2、从而提高桩端承载力，使扩底桩成为以桩端支承为主，桩周侧摩阻力为辅的桩型。在同样桩长的情况下，可大大提高其承载力。　　扩底桩选型　　扩底桩将其上部荷载通过桩身传递到桩端，再进一步传递到桩端下端持力层土体，故设计计算时可将桩身等效为传力杆件，将单桩设计简化为桩身传力杆设计，而扩底基础的设计主要受埋深和三击贯入度的影响，故可以将扩底的设计用下式表示：　　D=F　　式中L为桩间距，Ae为等效计算面积，d为等效基础埋深。　　同一工程既可选择大间距、埋置的基础，也可选择间距小、埋深浅的基础，对扩底桩的设计即为选择最佳间距、埋深和等效计算面积Ae，使工程造价最低。　　由于

3、这三者在施工中相互影响和制约，桩型的选择除了要考虑设计方案的经济型外，还要考虑扩底桩的施工因素，若桩型选择不当会造成施工困难，增加施工成本。　　设计桩长确定　　高压旋喷扩底桩的设计桩长主要考虑上部结构荷载和桩端土层情况两个因素。既要满足上部结构的荷载要求，还要便于施工。　　高压旋喷扩底桩的持力层可以为可塑～硬塑状态的粘性土以及粉土、砂土、碎石土。而扩底所在的加固土层可以经过确定为稳定的所有土层。当软塑状态粘性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过试验确定为稳定可靠的土层时也可作为桩端被加固土层。　　扩底旋喷桩设计　　根据实际工程情况及所做固结体室内试验情况，可采

4、用底部扩大的扩底旋喷桩形式，上部桩径d=60cm，扩大头部分直径D=100cm，扩底端长120cm。桩距为，以第1层为持力层，平均桩长为17m。　　根据室内试验结果，若工程采用425#普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为500kg/m3水灰比1：1～：1，比重为～/cm3。　　水泥浆压力为20-30MPa，空压机压力为，旋转速度为10-20r/min，提升速度为10-25cm/min。　　根据上述设计参数，利用复合地基的承载力计算公式和沉降计算公式，计算结果表明经过降水联合扩底旋喷桩加固后场地的地基承载力和沉降都达到预期要求。　　施工工艺　　施工前应根据现场环境和地

5、下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。　　1.定位　　在施工过程中，必须采用跳打法以防止孔间串浆。移动地质钻机到指定桩位对中，同时保证钻机的垂直度，以使钻孔达到设计垂直度。钻机就位后，再作水平校正，使其钻杆轴线对准钻孔中心位置。钻机安放在设计的孔位上并应保持平稳、水平，桩架垂直，施工时旋喷杆的允许倾斜度不得大于%。　　2.钻孔：　　钻机就位后，开启钻机钻孔，保证钻机钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。钻进过程中要记录完整，对岩性、孔深、钻杆数量、长度、塌孔、掉块、漏浆的深度和时间记录详细，终孔后用砂袋塞住孔口，以防止杂物掉入孔内。钻孔设备

6、采用GD-2型和G-2A型钻机进行施工。　　3.插管　　钻孔完毕后，拔出芯管，插入喷射注浆管至预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力不超过1Mpa。　　4.喷射注浆　　喷射注浆管插入预定深度后，由下而上进行喷射注浆，注浆时注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等是否符合设计要求，并做好记录。注浆管分段提升时注浆搭接长度不小于100mm。冒浆量小于注浆量20%为正常，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，采取相应措施：　　冒浆量过大，可提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。　　地层中较大空隙，出现不

7、冒浆现象，可掺入速凝剂，缩短固结周期，使浆液在一定土层范围内固结；在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正常喷浆。　　5.成桩　　成桩完毕，将注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆，可用水代替浆液在地面上喷射，以使泥浆管、注浆管和软管内的浆液全部排出。移动桩机至下一桩位继续施工。　　6.高压旋喷桩施工工艺流程图　　若工程采用425#普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为550kg/m3，水灰比1：1～：1，比重为～/cm3。　　水泥浆压力为15MPa，空压机压力为，旋转速度为10-20r/min，提升速度为20cm/min，其中在扩底部分水泥浆压力为25MP

8、a，空气压力为，选择速度为25r/min，提升速度为