水射流技术用于辅助动力沉桩的可行性研究

水射流技术用于辅助动力沉桩的可行性研究*
仲如冰
(胜利石油管理局采油工艺研究院，山东东营257061)
[摘要]根据超长、大直径开口钢管桩桩基工程的现状，提出用水射流技术辅助动力沉桩，并针对该项技术的可行性进行分析。首先阐述了水射流辅助沉桩技术原理和整个水射流辅助沉桩系统，再针对水射流如何破除桩内土塞进行研究，从射流结构特性、射流冲击压力作用和漫流横推作用3个方面分析，最后进行水射流辅助沉桩的模型试验。结果表明：无水射流沉桩60cm(从35cm至95cm)需要锤击数为263次，而在有水射流辅助沉桩情况下，当射流压力为0.57MPa时，约113次锤击即可完成沉桩，且随着射流压力和流量的增大，沉桩效率显著增加。

内容摘抄：

1水射流辅助动力沉桩技术原理
水射流辅助动力沉桩其原理是在桩基动力沉桩施工过程中，采用高压水射流将桩端土层扰动，破除土塞、降低沉桩摩擦阻力，扰动桩端土体，利用桩的自重或采用锤击等技术手段使桩快速下沉，直至设计深度，同时将冲动后的桩前土由回流带出地面而成孔，停水后，土壤再度沉降，固结在桩的周围，使桩牢固埋在土中。冲孔和沉桩同时进行，边冲孔边沉桩，因高压水的喷射力很强，各种土体都能很快松动。除较大的粗砂、砾石留在孔底外，一般土壤颗粒都能被回水冲出地面，实现高效率、高质量桩基建设。

2水射流破土能力可行性分析
2．1水射流结构特性
水射流辅助动力沉桩技术的关键是水射流完成开口钢管桩内土塞的破坏。水射流在辅助动力沉桩时射流导管以及水射流喷头插入空心钢管桩内部，射流方式为淹没非自由射流。如图2所示，流动结构可分为自由射流区、滞止区和贴壁射流区[1]

3 水射流辅助沉桩技术可行性模型试验
水射流辅助动力沉桩技术是一种有效处理土塞问题使桩达到标准贯人深度的辅助沉桩方法。而该项技术的应用还有待于大量的试验验证。拟采用模型试验对其可行性进行分析。由前面的分析知，增大射流流量和射流压力可以提高水射流破土的能力，因此从提高射流流量和压力角度来检验水射流辅助动力沉桩技术的可行性。

4 结语
1)系统阐述了水射流技术用于辅助动力沉桩的原理，从射流结构特性、冲击压力和漫流作用3个方面对水射流破土能力进行理论分析，增大射流的压力和流量可以提高射流破土能力。
2)从提高射流流量和压力角度来检验水射流辅助沉桩技术的可行性。通过模型试验知，水射流辅助动力沉桩条件下沉桩效率比无射流沉桩时显著提高，且随着射流压力和射流流量的增大，沉桩效率均增加。
本文提出的水射流技术可用于辅助动力沉桩，对于该项工艺的关键结构一喷头的结构设计和优化将另文进行深入讨论。

(略)

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