基于现场试验的高压旋喷桩承载特性变化规律研究.pdf

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1、2014年第5期(总199期)安徽建筑基于现场虽试验的高压旋喷桩承载特性变化规律研究ChangeLawofHighPressureJetGroutingPileBearingChar~teristicsbyFieldTest吕成(徐州工程学院土木工程学院，江苏徐州221008)摘要：为了研究高压旋喷桩承栽特性的变化规律，设计并实施的现场试验方案，通过测量桩身沉降量以及桩周摩阻力，获得其随顶部荷载以及桩深变化的基本规律。结果表明：在桩体发生破坏之前，高喷桩的沉降量随顶部荷栽增大而基本成线性递增；当荷载较小时，摩阻力随顶部荷载的增加

2、而增加，当荷载达到某一数值后，则摩阻力随顶部荷载增加很小；摩阻力都从桩身下部开始发挥，然后逐渐向上发展，并随荷载的增大而增加。研究成果为高压旋喷桩有效应用提供参考。图1现场载荷试验关键词：高压旋喷桩；承载特性；变化规律；现场试验高喷桩物理特征参数表1中图分类号：TU473．1文献标识码：A文章编号：1007—7359(2014)05—0332—031研究背景地基基础是建筑物的根基，地基处理的不当，会造成很大的损失。调查表明，国内外地基基础工程失败的例子也很多，比岩土如：苏州市虎丘塔的倾斜；上海展览中心馆、墨西哥市艺术宫等工建筑地

3、基的严重下沉；美国纽约某水泥仓库因超载而引起地基程与土剪切破坏而滑动等等[1】。建筑物的地基问题，概括地说，可包基括强度问题、变形问题、渗漏问题和动力稳定性问题囡。当建筑础物的天然地基存在上述四类问题之一或其中几个时，则必须采处理用适当的地基处理措施，以保证建筑物的安全与正常使用。高压旋喷注浆法作为常用的处理加固地基方法之一，始创于13本，是在化学注浆法的基础上，采用高压水射流切割技术而发展起来的嘲。其主要优点有：加固地基时浆液在喷切割土体极限范围之内固结，浆液可控性好，不易流失到远距离的加固区域外，以置换土体方式固结，固结体强

4、度高。高压旋喷注浆能定向定位，能形成连续的圆柱状的旋喷桩体(高喷桩)，能直接承受上部荷载问。为此，目前在土建、市政、水利电力、交通能源、隧道、地下铁道、矿井、地下建筑等众多领域被广泛的应用，且具有很好的经济效益和社会效益【51。对高喷桩的研究目前在设图2传感器元件布置示意图计、施工领域中比较集中，而对于其承载性能的随外部环境变化的基本规律则研究较少，造成对其承载特性认识不足。为此，．鼢重物本文基于现场物理试验，对高喷桩的承载性能基本规律展开研究。2试验方案设计女．2．1试验参数确定徽建筑收稿日期：2014—08一O1作者简介：吕

5、n-~(1978-)，男，江苏徐州人，毕业于中国矿业大学，硕士；冒工程主要从事工程桀理、岩土工程教科研和工程实践工图3加载方案图(括号内数值属2桩)安徽建筑2014年第5期(总199期)摩阻力(kPa)摩阻力(kPa)O5010015O。24深深度／皇譬6—81。12a)1号桩b)2号桩图5桩周摩阻力沿桩长分布现场做试验桩2根，根据旋喷机具的能力，采用单管旋喷，总荷载p(kN)沉降值争0O1520o3410oO56150072Ooo水泥用425普通硅酸盐水泥，浆液水灰比1：1，旋喷参数：浆液配合比1：l，压力20MPa，流量10

6、0L／min，喷嘴直径23mm，注浆管外径42mm，提升速度25cm／min，旋转速度20岩转／min。土l蕊工根据地质资料和设计的桩基参数，试桩直径为60cm，考虑曼程加载需要，桩头做成80cmX80cmX80cm的立方体，高喷桩与头嵌入50cm。在高喷桩成桩后，在桩中心钻孔取样，以检测桩基础身强度和弹性模量。高喷桩物理特征参数见表1。处旋喷结束一个月后，做单桩静载荷试验，如图1。理2．2试验加载方案与量测试验时沉降量用百分表测量，桩身应变、桩身摩阻力及桩图4荷载与沉降关系底反力用钢筋计测量，测量的传感元件布置如示意图2。静载

7、试验前，对试桩进行了低应变动力检测。检测结果表b．在某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一段荷载作用下明：桩身完整性良好，满足静载试验要求。现场静载试验按照的沉降量的2倍，且24h尚未达到相对稳定状态；《建筑桩基技术规范}(JGJ94—94)进行，采用油压千斤顶加载，c．荷载已超过按规定所确定的极限荷载二级以上，或超过利用压重平台作为反力装置。试验加载方式采用慢速维持荷载极限荷载36h以上仍不稳定时。法，即逐级加载试验直至达到要求的最大荷载或符合规范规定的终止加载条件，即开始按要求卸载，如图3。3结果与分析在试验过程中进行荷载与沉降

8、测读记录，具体如下：①加载分级(规定为1／5重—1／8)；3．1沉降变形②沉降测读，每级加载后，隔5、10、15min各测读一次，以试验桩荷载与沉降关系如图4。后每隔15min读一次，累计1h后每隔0．5h读一次；图4表明，1号桩未达到破坏阶段，所加荷载的最大值