高压旋喷技术在沉桩引孔中的应用

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1、高压旋喷技术在沉桩引孔中的应用高压旋喷技术在沉桩引孔中的应用来源：好地基作者：admin时间：2010-03-23本论文已经发表在国家《施工技术》杂志上1工程概况xx区位于汾河东岸，属于冲洪积Ⅰ级阶地地貌。主要由第四系全新统人工堆积层、第四系全新统河流冲洪积层（Q4al+pl）和上更新统河流冲洪积层（Q3al+pl）构成，以人工填土、粉质粘土、粉土、沙土为主。太钢150万吨不锈钢炼钢工程位于该地层上，地基处理以Φ600高强预应力混凝土管桩为主，持力层为第7层密实中砂层。各层土质情况如下；1—1杂填土，松散；1—2素填土，松散；2—1粉土，中密-密实；2—2细砂，

2、松散-稍密；2粉质粘土，软塑-可塑；3—1粉质粘土，可塑-软塑；3粉土，中密-密实；4—1中砂，中密；4—2粉质粘土，软塑；4粉土，中密-密实；5—1粉土，中密-密实；5细砂，中密-密实，标准贯入试验实测锤击数N为20.0-50.0击，平均值为35.4击，厚度0.60—5.20m；6—1粉质粘土，可塑；6粉土，中密-密实，标贯击数N为20.0-45.0击，平均值为31.4击，厚度1.00-10.60m；7—1粉土，局部透镜体，密实；7—2圆砾，局部透镜体，密实；7中砂，标贯击数N为43.0-50.0击，平均值为48.4击，厚度5.00-11.90m，密实。该工程

3、由中冶赛迪设计，PHC桩受力为端承加摩擦，要求桩端进入持力层（第7层密实中砂层）≥2.5d（d为桩直径），随第7层埋深不同，选用18m～25m不同长度的桩，闭口式桩尖，使用履带式打桩机，D80柴油锤打桩。其中炼钢主厂房共设计PHCAB600a桩3269根，总长73216延米。05年1月18日开工，4月17日完工。打桩开始前，业主根据试桩情况制定了?PHC桩施工作业指导书?，停锤标准执行标高和贯入度双控原则，贯入度为最后三阵十击每阵≤40mm，并按设计要求锚入持力层。但实际施工普遍沉桩不到位，于是将标准提高为最后三阵贯入度≤30mm，仍有相当一部分桩不到位。不到位

4、的桩占沉桩总数的90.8℅，桩端比设计普遍高1.6m～4m，并有不少桩出现桩头被打碎的现象。经分析，认为主要原因有两条，一是由于○5层细砂密实度很高，平均标贯达到35.4击，一般厚度都在3m～5.2m，加之○6层粉土平均标贯击数达到31.4击，一般厚度都在2.7m～5m，形成两个（因地层不同有时合为一个）坚硬夹层，因此管桩穿越十分困难，再要穿入第○7层就更难了；二是由于周边工程前期施工降水，使地基密实度加大，造成沉桩困难。2业主方案业主提出用粉喷机喷清水引孔，其目的是通过高压水将沿桩深Φ600～800mm范围内的地层扰动，减少沉桩阻力，以达到沉桩到位的目的。但该

5、机型引孔深度最大19mm，无法穿透第○5层，同时它需要全高扰动土层，无法有选择地扰动坚硬夹层。作为验证，用该法引了两个孔，引孔后形成一个直径500mm的垂直孔，孔内上部为稀泥浆，下部为较稠的泥浆。施打第一根桩时用开口桩尖，第一节桩即因桩芯孔内泥浆引起的瞬间高压而挤爆。第二根桩改用闭口桩尖，打桩时稀泥浆四处飞溅，无法正常施工。决定放弃该方案。另有人提出用螺旋钻机引孔，因其仍然是全高引孔，并排出泥土，被否决。3旋喷引孔沉桩方案针对以上情况，与设计、监理以及业主多次研究讨论，决定用高压旋喷工艺引孔，然后沉桩。具体方案如下：（1）测量放线，准确定出桩位；深入了解桩位处地

6、层情况，特别是坚硬夹层的埋深、厚度；高压旋喷机就位、调平，制备膨润土泥浆。（2）高压旋喷机下钻，下钻的同时压注清水，注水压力20Mpa。钻头底与侧面的喷射孔全部喷射水流，便于下钻。（3）钻头下钻到距桩端3m~4m处时停止，此时第○5层已穿透，第○6层只钻入不足1m。然后在钻杆芯内下一个钢珠，将钻头底部喷孔封闭，使其只能从侧面喷浆，再边提钻边改喷膨润土浆液。喷浆压力提升至25～28Mpa，旋转速度18～20r/min，提升速度0.25m/min，以便将坚硬夹层扰动并悬置，形成一个Φ600～800mm的扰动层圆柱体。膨润土泥浆比例为1：1，并填加适量火碱，硬夹层膨润

7、土用量约35kg/m（300kg/8m）。为了防止细砂堵塞喷孔，接、拆钻杆前，先上下往复动作数次，并待钻孔内液面略有下降时再接拆。（4）根据地勘报告和钻进不同土层时的速度，可比较准确地确定坚硬夹层的深度和厚度，钻头提升到硬夹层以上时，改喷稀释至1：8~1：10的膨润土浆液，直至提出地面。（5）压注膨润土时，注浆速度快、能量大、呈脉动状喷射，泥砂土粒在喷射流的冲击力、离心力以及压差的作用下，与浆水搅拌混合，被浆水从钻杆侧的空隙携出地面。从携出地面的细砂粒的多少，可直观地观测到引孔内形成的空隙的大小，以不超过桩所占体积的1/2为原则。地下部分膨润土浆液与粗砂颗粒混合

8、，悬置了引孔内。但是由于