基于高压旋喷桩基坑支护技术应用分析

基于高压旋喷桩基坑支护技术应用分析

摘要:高压旋喷桩基坑支护技术在建筑工程施工中应用具有极大的优势，本研究首先分析了高压旋喷注浆成桩技术工作机理，然后结合工程实例详细分析高压旋喷桩基坑支护技术，以供参考。

关键词:高压旋喷桩基坑支护技术应用

我国的住宅区主要包含住宅楼和地下车库。目前，大多业主为了融资，先进行住宅楼的施工和预售，后进行地下车库工程施工，这样的施工顺序在进行后主体施工时，会存在悬置土层。若悬置土层控制不当，则会导致高层结构地基稳定性较差，从而引起高层建筑的位移或倾斜现象。因此，为避免此种情况的发生，在建设时需要考虑建筑基础悬置土层支护结构的设置。本文将结合以上问题，讨论在此建筑中高压旋喷桩基坑支护技术的运用。

1 高压旋喷注浆技术成桩技术的工作机理

拉伸—水楔破岩机理。此机理认为高压旋喷注浆的冲击力可以简化为作用于岩石半空间弹性体平面上的集中力。当高压旋喷的拉应力和剪应力超过岩石的抗拉和抗剪力的极限时，岩石就会出现裂缝，裂缝形成后，把浆液通过岩石的缝隙注入进去，浆液在缝隙的尖端形成拉应力集中并逐渐扩大裂缝，最终破坏岩体。

密核—劈拉破岩机理。首先同拉伸—水楔破岩机理相同的是通过

极限拉应力和剪应力的作用在岩体上形成裂缝。其次，在高压旋喷注浆的冲击力作用下，被剪切破坏的岩石细粉组成了球形的密实核。最后，在密实核的能量到达一定程度后，密实核开始膨胀至能量的释放，随密实核能量的释放而导致周围岩石产生切向的拉应力，当此拉应力超出岩石的承受强度时，就会使岩石出现径向裂缝，并逐步扩大至岩石被破坏。

高压旋喷技术注浆成桩机理。高压旋喷注浆成桩技术是先通过钻机钻孔把注浆管放置在土层中设定的位置，然后在高压脉冲泵的作用下把水泥浆液向四周高速喷入土体，再以一定的速度由下向上提升，在此过程中土体和水泥浆充分混合凝固，横断面上的土粒在旋喷动压力、重力和离心力的作用下按质量大小进行规律的排列，在一段时间的胶化硬结后形成一个较为均匀且具有一定强度的圆柱体。现利用这样的注浆成桩原理，把众多的圆柱体通过交错相切连为一体，即形成一道墙体，也成为防渗墙，在建筑工程中把地下水阻与工程之外。

高压旋喷桩的竖向承载力。高压旋喷桩单桩的竖向承载力可通过现场单桩荷载试验进行确定，它的较小值计算公式如下：

备注：为注浆桩的强度折减系数;

为单桩试块无限抗压强度平均值,kPa;

n为注浆桩长度范围内所划分的土层数;

为注浆桩周围第i层土的厚度;

qsi指第i层土的侧阻力特征值,kPa;

qp注浆桩桩端天然地基土的承载力特征值,kPa。

2 工程概况

某建筑工程中包含1#、2#、3#、5#、6#、9#楼以及相应楼下的地下室工程，总建筑面积约为168029.26 ，地下室建筑采用框架剪力墙结构。基础结构采用机械冲孔灌注桩，桩直径为800～1600 mm。地质勘查报告显示该地区的地质特征主要是灰岩，质地坚硬，隐晶结构，块状构成，区域的地下水主要是上层滞水和大气降水。

3 高压旋喷桩的支护技术

此建筑设计采用的是框架剪力墙，具有灵活的空间分割。在这样的情况下利用高压旋喷技术进行喷浆支护以增加建筑基底的稳固性（此句话的目的是什么）。

框架剪力墙和与外围高压旋喷桩的结合。在框架剪力墙外围基岩上部进行高压旋喷施工，以在此基岩上形成具有防渗作用的高喷围护筒式墙，起到隔绝地下水的作用以保证挖孔桩工作的正常进行。

框架剪力墙和与桩基高压旋喷桩的结合。对于桩基下的溶洞采用

旋喷注浆的方法来处理。在高压泵冲击力的作用下把水和水泥浆从泥浆管中喷射出来，对那些溶岩缝隙中的后期填充物和弱胶结物进行冲击使其中的部分颗粒溢出地面，其余部分则结合浆液进行充分的搅拌，使之进行规律的排列之后与坚硬岩石骨架进行紧密的胶结，最终得到密实的复合地基。

此外，若是经旋喷桩处理后的桩基仍与设计要求存在差距时，可以在桩基的孔桩基础上设置等角分布的三个钻孔，使其穿透溶洞形成完整的基岩，进行注浆，放置钢轨或无缝钢管等构件，使框架剪力墙、完整基岩和高压旋喷桩连为一体，这样可以有效的将主体载荷传递至基岩，使地基的强度增加。其中钢质构件放置的规格数量可以用下列计算式，先计算出其截面积，再由截面积来确定其规格和数量。

Ag>(FK-ARa)PRg

备注：Ag为钢质构件的截面积；A为旋喷桩体的截面积；Ra为单个旋喷桩的极限抗压强度；K为安全系数；Rg为的是钢质构件的设计强度；F为工程的设计载荷；高压旋喷桩基坑支护施工过程。

外围旋喷桩工程。(1)钻机就位。把钻机设备安装在设计的位置上，要把钻杆头和孔的中心位置相对，在实际安装过程中钻孔的位置与设计方案的位置偏差要≤50 mm，其校准的标准为钻孔要保持一定的垂直度允许的倾斜范围≤1.5%。(2)钻孔过程。此工程的旋喷桩我们采用的是三重管钻机的方法，因为在此过程中喷管是和钻机是同时进

入钻孔内的，同时，在钻孔时还要进行射水处理，防止喷嘴被泥沙堵塞。(3)旋喷作业。当钻孔达到设计深度后，接通高压水管、空压管，启动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，通过仪表来控制压力、流量和风量，使它们分别达到预定值后开始上升，之后继续旋喷，直到上升至预定的值。最后形成封闭圆筒状防渗帷幕墙。

穿透溶洞至基岩面，再进行等角分布的钻孔，之后是放置钢质构件，最后浇筑桩芯泥浆。

在孔桩基岩的厚度不能满足设计需求时，进行孔桩基旋喷桩施工，从中心桩的施工入手，然后再对孔进行复喷，以增加孔桩基的直径。

对施工旋喷桩进行抽芯检测。等到各工序的施工桩达到养护时间后对各桩体进行抽芯检测。

4 结语

高压旋喷桩基坑支护方法能够在此项工程中增加工程支护的强度，同时起到防水作用。在现代高层建筑中基层部分承载着较大的载荷强度，对此建筑工程的支护工序是必要的。目前的各种支护技术中，高压旋喷桩支护技术相对比较适用。随着现代施工技术的不断进步，高压旋喷支护技术将会得到更好的发展和使用。

参考文献