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如何通过计算确定高压旋喷桩的提升速度 三航上 海分 公 司 杨辉胡 忠轩 1 引 言 高压旋喷主要用于地基加固、提高地基 的抗剪强度 、 改善土的变形性质 ： 也可以组合 成闭合的帷幕 ，用于截阻地下水流和治理流 砂。 特别是高压旋喷桩作为止水帷幕时， 施工 质量 显得 尤为 重要 。 在 以往很 多基 坑工程 中 ， 就是因为止水帷幕施工质量出现问题 ，导致 基坑漏水甚至坍塌 ， 造成重大工程损失。 在高压旋喷桩施工中，确保单桩的水泥 用量 是质 量控 制 的基 本要 求 。而 如何确保 水 泥掺量的均匀 ，确定合适的喷浆管提升速度 是关键 。下面结合工程实例来阐述在给定桩 的基本参数 的情况下 ，如何采用计算 的方式 确定高压旋喷桩钻杆提升速度。 2工 程概 况 某下穿式地道工程中，其 4号泵房为工 程的最低点 ， 结构底标高为一 1 0 9 4 m， 地面标 高 + 6 5 m 。 泵 房东 侧为 交通 主要 干道 ， 在施 工 期间正常通行 ， 无法设置降水井。 与设计商榷 之后 ，决定 在 泵房 四周 1 2 mx 2 6 m 范 围 内设 置双排高压旋喷止水帷幕。 具体参数见表 l 。 表 1 桩 径 ( i n i n) 8 0 0 桩 心距 ( mi l 1 ) 6 0 0 桩 长 ( m) 9 1 6 浆压( mp a ) 3 0 气压( mp a ) 0 6 水 灰比 0 8 水泥掺量( k g m3 ) 5 5 0 ( 普硅 4 2 5级水泥 ) 3提 升速 度 的确定 提升 速度 的计 算公 式为 ： 一 3 6一 v = hq ( 1 + 3 ) q ( 1 ) 式 中 ： 一 提升 速度 ( m mi n ) ： 日 一 桩 长 ( m) ； q 一 单位时间喷浆量 ( m3 mi n) ； 一 损失系数 ， 通常取 0 1 0 2 ； q一 单桩水泥浆量 ( m。 ) 。 ( 1 )单桩水泥浆量 q 单桩水泥浆量可采用式( 2 ) 计算 ： q= 埘2 r 1 ( 2 ) 式 中 ： 1 7 1 2 一 水泥浆质量， m2 - - 1 1 l l ( 1 + a ) ； ， 1 一 水泥浆比重 ， r l = ( a + 1 ) ( a + 1 ) ； 7 l 一 单桩水泥质量 ， 埘l ：v l c； a一 水灰 比： b一 水泥密度 ； 一 单桩体积； c一 水 泥掺 量 。 将 相关数 据带 人后 可得 ： q= m2 r 1 = = 2 8 4 7 m。 ； ( 2 )单位时问喷浆量 q 从流体力学而知 ，喷嘴高压连续喷射流 的速度可 按式 ( 3 ) 计 算 ： = 2 g p ( 3 ) 式 中 ： 一 喷 嘴 出 口流速 ( m s ) ； 一 喷 嘴流速 系数 ，圆锥形 喷 嘴取 沙 0 97； g一 重 力加 速度 ， g = 9 8 1 m s ； p一 浆压( p a ) ； 一 水 的重度 ( n m。 ) 。 我们将相关数据代人公式后可得 ：v = 2 3 7 7 2 m s 。 ( 下 转第 5 9页 ) 港 工技术 与 管理 2 0 1 5年 第 4期 余钢筋 、 凿除剩余混凝土 。 同时及时调整注浆 材 料 和注浆 量 。 洞 门凿 除要 连续施 ， 尽量 缩 短 作业 时 间 ， 以减少 正面 土体 的流 失量 。 ( 2 )盾构外壳上有突出的注浆管等物体 ， 密封效 果受 到影 响 。 这种情况下。 设计 、 使用洞门密封时要考 虑盾壳的凸出物 ，并根据实际情况在相应的 位 置设 计 可调 节 的构造 。 ( 3 )进洞时未能及时安装好洞圈钢板 ， 造 成水土流失 。 因此 盾构进洞时要及时安装 、 调整密封 钢板的位置， 及时地将洞 口封好。 ( 4 )进 洞 时 正 面压 力 未 及 时 下 调 ， 洞 门 装置 被破 坏 ， 造 成 塌方 。 盾构将进入进洞 口土体加固区时 ，要降 低正面的平衡压力 。 特别是刀盘进站后 ， 由于 刀盘 前方 阻力 消失 。 盾 构在 推进 过程 中 ， 推 力 也相 应大 大减 小 。为 防止管 片之 间 因缺乏 足 够 的千斤 顶推 力而 不能 紧密 连接 甚 至错位 变 形 ， 必须反复拧紧螺栓 ， 确保洞门附近管片的 整体稳定性。 参 考文献 1住房 和城 乡建设部盾 构法隧道施 t与验收 规范 ( g b 5 0 4 4 6 2 0 0 8 ) s 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 8 2陈馈 ， 洪开荣 ， 吴学松盾 构施工技术 m 北京 ： 人 民交通出版社 ， 2 0 0 9 3 周文波盾构 法隧道施 工技术及 应用 m 北京 ： 中 国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 4 4 朱永全 ， 宋玉香地下铁道 m 北京 ： 中国铁道出 版社 2 0 0 6 ( 上 接 第 3 6页 ) 单位时间喷浆量 口 可按式 ( 4 ) 计算 ： q = v ( 4 ) 式 中 ： 一 流量系数 ， 圆锥形喷嘴取 0 9 5 ； 一 喷嘴出口面积 ( m。 ) ， 本工程喷嘴直 径 为 ； 2 mm。 代人后得 ： q= 7 0 9 l l 0 3 s =0 0 4 2 5 3 m3 mi n 将上述计算 所得 q、 q及相关参数代入 式 ( 1 ) ， 可 得提 升速 度 ： =日口 ( 1 十 ) q ：0 】 5 7 m mi n 4 计 算 结果 验证 根据上述计算结果 ，初步将钻杆 的提升 速度设置在 1 5 c m mi n。 由于整套高压旋喷设 备 的喷浆 系统 在 长期 的施工 过程 中会 有 所磨 损 ，虽然在上述计算过程 中通过有关系数进 行 了相 应 的调整 ，在 实 际施工 过程 中仍 需 对 计算结果进行验证。 ( 1 )将第一根桩作为典型施工对设定的 提 升 速度进 行 检验 ： ( 2 )按照设计提供 的水灰 比 0 8进行配 浆 ， 安排专人用 比重计进行检测： ( 3 )在钻杆提升喷浆的过程中安排专人 检 查 提升 速度 ； ( 4 )喷浆结束 时( 即单桩施 工结束 ) ， 对 所用的水泥重量进行计算 ： ( 5 )若水泥的用量约等于计算水泥用量 ( 2 5 3 1