水射流破土机理分析 31 影响水射流破土效果的因素。水气同轴喷射时，高压水射流破碎土体的效果与水射流出口压力、喷射速度、喷嘴直径、喷嘴形状等因素有关；与空气射流的速度、方向及流量大小等因素有关；与被破碎土体的密度、颗粒大小及级配、抗剪强度等因素有关。 随着喷射压力增加，有效喷射距离增大，但喷射流的流量对水射流压力有较大影响。水射流出口速度增加，所携带的能量增大，破土效果提高。空气射流的速度越大，高压水射流速度的衰减越小，空气射流的流量增加，水射流的扩散减小，射流有效距离增大，可取得较好的破土效果，因而成桩直径增大。 32 水射流对土体的破坏作用。水射流破土效果，随土介质的物理力学性质不同而变化。当喷射初始时，被破坏土体处于三向受压状态，在水射流冲击点表而，土体被水射流冲压产生凹陷变形。 射流作用在土体表而时，将产生两种作用力：一是在距喷嘴较近处，射流作用而积很小，压力远远大于土体的自重应力，因而在土体中少产生个剪切力；一是在距喷嘴较远处，射流压力不能使土体发生破坏，但可压密土体并将部分射流液体挤入土体中，因而在土体中产生个挤压力。对于无粘性土，渗透作用占主导地位；对于粘性土，压密起主要作用。 当水射流移动进入土颗粒之间时，土体因被切割而破坏。由于土质的不均匀性，水射流首先进入大孔隙中产生侧向挤压力，以裂隙为边界大块土体被冲刷下来，翻滚到射流压力较小处而停止。因此该处射流压力较小土块不会再发生破坏，这就是喷射桩体内存在块状土的原因。 高压旋喷桩施工工艺控制 1、在高压旋喷桩正式施工前应进行成桩工艺试验。 2、施工中钻机安放平稳，钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于15%，钻机位置与设计位置偏差不得大于50mm。注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。 3、在注浆过程中出现压力骤然上升或下降。大量冒浆等异常情况时，应及时停止提升和注浆，以防断桩。 4、严格对固结体的质量进行检验包括检验固结体的整体性和均匀性、固结体的有效直径、固结体的垂直度、固结体的强度特性包括轴向压力、水平压力、抗冻性和抗渗性，固结体的溶蚀和耐久性。 5、喷射注浆时要注意设备开动顺序。以三重管为例，应先空载起动空压机，待运转正常后，再空载起动高压浆，然后同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高至规定值。风水畅通后，旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵量泵压正常后即可将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估算水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。 高压旋喷桩返浆问题: 用高压旋喷桩作为止水帷幕，施工前可以在桩侧基坑内挖条沟，作为返上来的水泥浆储存的地方使用，以免场地到处跑浆。它是随着提钻同时进行高压注浆，浆液与四周土体结合而形成具有一定强度和止水功能的桩，浆液是会冒出来的，提钻速度要与注浆量、压力等配合好，才能保证旋喷桩的施工质量。注意地面以下2m左右就停止注浆，以免到地面后高压浆液伤人引发安全事故。