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单根水平旋喷桩施工引起地表隆起变形规律研究

作者:王志丰; 王亚琼; 谢永利隧道工程水平旋喷桩理论分析地表隆起变形地基处理

摘要:为了解决水平旋喷桩施工引起的地表隆起变形问题,通过对施工过程的简化分析,基于半无限土体平面内圆孔受均布力作用的Verruijt解答,建立了一种新的水平旋喷桩施工引起地表隆起变形的分析方法。基于量纲分析原理,以施工单位长度水平旋喷桩为研究对象,综合考虑高压泵注入土层的能量和土的弹性模量,提出了水平旋喷施工引起周围土体塑性区半径的简化计算方法;利用所提出的地表隆起变形分析方法,探讨了水平旋喷施工过程中常用的旋喷参数(注浆压力、注浆流量和钻喷杆回拔速度)对地表隆起变形的影响规律;将提出的地表隆起变形分析方法应用于工程实例,对比分析了实测数据与计算值。结果表明:注浆压力越大,注浆流量越大,钻喷杆回拔速度越小,引起的地表隆起变形越大,地表变形的最大值均位于水平旋喷桩桩心的正上方;对于施工参数的常用范围,注浆压力每增加10 MPa,地表变形最大值平均增加25.4%;注浆流量每提升50L·min^-1,地表变形最大值平均增加33.9%;钻喷杆回拔速度每提升5cm·min^-1,地表变形最大值平均减小20.7%;地表隆起变形与桩心水平距离的归一化关系表明,以成桩直径大小的1%作为施工影响范围的控制值,则水平旋喷桩施工的影响范围约为12倍的成桩直径;工程实例表明该方法具有较强的合理性。

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