具有随机几何缺陷的超高压旋喷桩止水效果研究

由于设备精度、地层特性等因素影响，在旋喷、提升过程中，超高压旋喷桩不可避免地会出现直径缺陷和垂直度缺陷。为研究具有几何缺陷的超高压旋喷桩在暗挖地铁车站工程中的止水效果及适应性，以北京地铁3号线石佛营站3号施工竖井为例，研究几何缺陷对超高压旋喷桩止水效果的影响。基于旋喷桩成桩质量检测结果，归纳总结超高压旋喷桩的几何缺陷规律：旋喷桩直径服从平均值为1.1 m,标准差为0.11 m的正态分布，倾斜角度服从平均值为0.003°,标准差为0.3°的正态分布；倾斜方位角在[-180°,180°]内服从均匀分布。根据旋喷桩几何缺陷规律，建立三维缺陷计算模型，分析不同缺陷对旋喷桩止水效果的影响。研究结果表明：在旋喷直径和咬合厚度相同时，4种模型渗流量排序为双缺陷模型>直径缺陷模型>垂直度缺陷模型>无缺陷模型。基于数值模拟计算结果，提出超高压旋喷桩“临界咬合厚度”概念，为合理设置旋喷桩参数提供了依据。