探析高压旋喷桩在岩土工程中应用

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1、探析高压旋喷桩在岩土工程中应用　　摘要：高压旋喷桩是用压力使浆体具有巨大能量，经过喷射由浆体直接破坏土体，并在喷射过程中旋升钻杆，使浆液与土体混合，在土中形成柱状固结体，由于高压旋喷桩优良的加固和止水效能，其工程应用较为广泛，本文介绍了高压旋喷桩在岩土工程中的应用，对高压旋喷桩的应用方式和常见参数进行了汇总，有一定的参考价值。关键词：高压旋喷桩；岩土工程；加固；止水中图分类号：F470.1文献标识码：A1应用原理高压旋喷桩形成的桩体具有两大功能，即地基加固和止水帷幕，有的工程单独利用其中一个功能，有的则同时利用两个功能

2、。1.1加固功能7水泥浆经注浆管喷射到地基内后，与地基土发生一系列物理化学反应，包括水泥水解和水化反应，反应生成各种水化合物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应，形成具有一定强度的水泥土混合体。高压旋喷桩加固地基，能够适用的土体种类较广，包括淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等，但当地基土内含有大粒径的块石、大量植物根系或有机质含量较高，以及地下水流速较高或已有涌水的工程中，效果可能欠佳，应根据现场试验确定其适用性。高压旋喷桩的直径与注浆管类型、喷射压力、土质条件等有关。通常情况下，单管法形

3、成的桩体直径最小，约位于0.4～0.9m之间；双管法的位于0.8～1.3m之间；三管法的可达0.9～2.0m。喷射形成的桩体强度可通过室内试验或现场取芯进行无侧限抗压强度试验测得，一般粘性土形成的桩体单轴抗压强度可达5～10MPa，砂土和砂砾土的强度可达8～20MPa。此外，也可结合标贯试验、静力触探等测得形成桩体的强度。高压旋喷桩承载力特征值的确定方法类似于水泥搅拌桩的，分别按桩身强度确定和按桩周土强度确定，并取两者中的较小者。公式符号具体意义参考《建筑地基处理技术规范》或《工程地质手册》（下同）。高压旋喷桩与桩周土

4、形成复合地基，共同承担上部荷载，复合地基承载力可通过复合地基载荷试验确定，也可利用公式计算，。1.2止水功能高压旋喷桩也广泛应用于止水帷幕工程中，在该类工程中，主要利用旋喷桩的低渗透性。水泥浆切入到土体内部或填充到土颗粒之间的孔隙后，能够形成一道致密的止水帷幕，通常要求其渗透系数小于710-6cm/s。有关研究[1]表明淤泥和粉质粘土形成的桩体渗透系数位于（3.2～7.0）×10-7cm/s。为了增加止水的整体效果，高压旋喷桩一般采用交联式三角形或交联式排列，并且相邻两桩需要搭接一定长度。在基坑支护中，为了增大支护结构

5、的刚度，高压旋喷桩也可与其它桩型（如钢筋混凝土钻孔灌注桩、钢板桩）结合共同使用。在竖向深度上，高压旋喷桩止水帷幕的顶部要高于设计期限内可能出现的最高地下水位，帷幕的底端位于土层不透水层上（如不透水基岩、坚硬粘土层）或进入到不透水层一定深度处。止水帷幕厚度也是影响因素之一，墙厚需大于30cm。2工程应用2.1应用范围由于高压旋喷桩的特性，可广泛应用于软土地基加固、基础托换、桩基补强、基坑坑底抗渗透变形、边坡加固等加固工程和基坑止水、坝基止水等止水工程中。7在软土地基加固中，每隔一定间距打设一根高压旋喷桩与地基土形成复合地

6、基以加固软土地基；若原来建筑物的浅基础地基承载力不足或由于严重不均匀沉降所导致建筑物倾斜、开裂时，可在浅基础底部采用高压旋喷桩加固。同样原理，在桩基端部或桩侧也可采用高压旋喷桩加固，提高桩基承载力；在基坑开挖前，事先在坑底喷射水泥浆形成一道抗渗透体，可以有效防止基坑流砂或因坑底承压水导致的突涌等渗透变形问题；在可能滑动的坡体内，垂直打设一排或几排高压旋喷桩，贯穿滑动面进入下部稳定地层内可以有效阻止边坡的滑动；在需要止水的工程中，如基坑、坝体、垃圾填埋场等工程中也可采用高压旋喷桩进行防渗。2.2工程实例工程一。加固高速公

7、路软土路基。文献[2]报道了高压旋喷桩在浙江某高速公路软土路基中的应用。该高速公路地基局部软土厚度达20～26m。采用单管旋喷注浆法，桩间距为150cm，有效桩径为40cm，采用正三角形布置。浆液以32.5R普通硅酸盐水泥配置，水灰比为1∶1，并掺入早强剂。工后取芯测试强度，发现10d龄期时强度达到1.6～1.9MPa，20d龄期达到2.3～2.8MPa，50d时达到5.5MPa。工程二。桩基补强。文献[3]报道了珠海市某烂尾楼改造工程中的高压旋喷桩桩基补强。该工程中的部分桩桩底存在粘性土层、强风化软弱层或孤石与强风化

8、层并存等桩底缺陷。采用单管法高压旋喷桩对桩基底部4.5m深度的范围内进行注浆加固，施工工序包括钻孔-高压旋喷清洗-高压旋喷注浆-静力压桩等几个环节。注浆压力大于20MPa，旋转速度控制在10～15r/min，提升速度为10～15cm/min，单个孔的有效处理半径大于100cm。补强后经检验效果良好。7工程三。护岸工程。文献[4]报