一次性高壓旋噴加筋水泥土樁錨支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用分析

1.優(yōu)勢(shì)分析及適用范圍

施工中一次性安放錨索的同時(shí)進(jìn)行高壓旋噴注漿施工，即安裝錨索、旋噴注漿等工藝一次性完成，工作效率高。

高壓旋噴攪拌工藝，可以使水泥漿液與土攪拌形成水泥土樁體，與原土體產(chǎn)生較高的粘結(jié)力，并通過在水泥土樁體中加設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，形成預(yù)應(yīng)力水泥土錨桿，高壓旋噴水泥土樁錨有效地改善土體物理力學(xué)性能，解決了傳統(tǒng)鋼管、鋼筋作土釘或錨桿時(shí)錨固力低、工藝復(fù)雜等難題，克服了傳統(tǒng)的土釘和土層錨桿在軟弱土層施工中錨桿孔容易塌孔、漏水等缺陷，在軟土、砂土基坑中的應(yīng)用效果尤為明顯。

利用高壓噴射注漿流的切削作用，擴(kuò)孔直徑可達(dá)鉆頭封頭盤直徑的2倍以上，擴(kuò)大頭直徑可達(dá)3倍以上，增加了端部的錨固力。

施工快捷方便，工期可縮短1/3～1/2左右，降低了造價(jià)。施工過程中無噪音、無污染、不擾民，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2. 施工原理

一次性高壓旋噴加筋水泥土錨桿由錨固端注漿體、鋼筋、擴(kuò)大頭以及外錨頭組成。其施工原理為鉆孔機(jī)械在鉆進(jìn)土體過程中施加一定的壓力，旋轉(zhuǎn)噴射出水泥漿液，形成與土體混合的水泥土樁體。另外在水泥土中加設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋，通過錨固件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉形成加筋水泥土錨桿。成孔及安放錨索、旋噴注漿一次性完成，錨固體與土層的結(jié)合面不但沒有隔離層，并且漿液或會(huì)滲透到錨固體四周的土層中，可使水泥土體與錨筋之間、水泥土體與原土體之間能較快產(chǎn)生較高的黏結(jié)力，再通過錨筋施加預(yù)應(yīng)力以后，將有效的提高錨桿抗剪、抗拉強(qiáng)度，對(duì)被加固土體的變形產(chǎn)生有效約束作用。

2.1鉆機(jī)原理

鉆機(jī)鉆桿為中空鉆桿，鉆桿內(nèi)芯管連通鉆頭兩側(cè)的噴漿口作為高壓旋噴注漿通道，鉆頭還帶有連接套筒（定子），套筒內(nèi)用兩道軸承連接鉆桿芯管，使鉆芯管旋轉(zhuǎn)時(shí)保持連接套筒不轉(zhuǎn)，加之封頭盤板和連接的錨索，在已旋噴注漿形成的水泥土嵌固作用下，使套筒的前密封圈和封頭盤板及其連接的錨索不會(huì)再旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)被擰成麻花形。套筒的前后密封圈起到油式密封保護(hù)軸承不受淤泥污染作用，完成旋噴注漿后，鉆桿及鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)式退出一邊補(bǔ)注漿，承載頭及其連接的錨索則留在注漿錨桿內(nèi)。

2.2注漿孔直徑增大原理及擴(kuò)大頭的形成

旋噴注漿的壓力大，故錨固體的直徑可在成孔鉆頭直徑的基礎(chǔ)上擴(kuò)大到鉆頭直徑的2倍以上，且錨固端可采用增大噴漿壓力、復(fù)噴等措施切削土體行成圓柱形擴(kuò)大頭（直徑可達(dá)500～600mm）。從而增大了錨固端與土體的接觸面積，從而增加了錨固端的錨固力。

圖1高壓旋噴加筋水泥土樁錨結(jié)構(gòu)示意圖

3. 工藝流程

圖2工藝流程圖

4. 操作要點(diǎn)

高壓旋噴加筋水泥土錨桿施工前，應(yīng)詳細(xì)研究設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求、地層條件和環(huán)境條件，對(duì)設(shè)計(jì)階段考慮到的地下埋設(shè)物、障礙物應(yīng)做進(jìn)一步核查，并進(jìn)一步確定其位置、形狀、尺寸和數(shù)量，同時(shí)提出排除和防護(hù)處理等措施。

在正式施工前進(jìn)行鉆孔成樁、張拉鎖定試驗(yàn)，以便取得具有較強(qiáng)針對(duì)性的施工技術(shù)參數(shù)，同時(shí)考核施工工藝和施工設(shè)備的適應(yīng)性。

由于鉆機(jī)安裝定位質(zhì)量不僅影響成樁質(zhì)量，同時(shí)還影響施工速度和人員安全。因此，鉆機(jī)安裝定位應(yīng)按照“正、平、穩(wěn)、固”的要求，確保鉆機(jī)受力后不搖擺、不移位。

完成鉆機(jī)組裝并調(diào)整底盤至水平，完成鉆桿和鉆頭及承載力與錨索的組裝，調(diào)整鉆桿的傾角并對(duì)準(zhǔn)錨桿孔位。將預(yù)應(yīng)力筋按設(shè)計(jì)長度加上錨頭和千斤頂?shù)拈L度及操作余量下料，并穿入承載頭的圓孔后嵌固。鋼絞線必須在平整、無水、清潔的場(chǎng)地下料并采用砂輪切割機(jī)切割，下料過程中鋼絞線切口端先用鐵絲扎緊。

安裝鋼絞線前對(duì)鋼絞線進(jìn)行編束，鋼絞線必須相互平行，不得交叉。確保預(yù)應(yīng)力筋位于攪拌樁中心點(diǎn)，放置過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照鉆進(jìn)角度緩慢、均衡地插入錨筋體，確保錨筋不發(fā)生扭曲。錨桿自由端鋼絞線應(yīng)套波紋管，套入前應(yīng)在波紋管兩端10～20cm長度范圍內(nèi)填充黃油，用防水膠帶固定密封扎牢，確保泥漿不進(jìn)入波紋管內(nèi)。

注漿材料一般選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥凈漿，如有特殊需要，可添加外加劑。水泥摻入量一般為20%～30%，水灰比一般選0.7～1.0，若地層情況特殊，則需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行漿液配比試驗(yàn)，確保高壓旋噴加筋水泥土樁的成樁質(zhì)量。水泥漿應(yīng)拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的水泥漿應(yīng)在初凝前用完。

鉆桿鉆進(jìn)至擴(kuò)大頭位置時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況提高旋噴注漿的壓力，同時(shí)根據(jù)擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)長度和直徑延長旋噴時(shí)間3～6min，同時(shí)減緩鉆桿（旋噴管）的旋轉(zhuǎn)角度。

應(yīng)在完成的加筋水泥土樁施工且養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值后，在鋼絞線上施加預(yù)應(yīng)力后張拉、鎖定。如錨桿與灌注樁、攪拌樁、圈梁配合使用時(shí)，應(yīng)待其強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可進(jìn)行張拉，使筋體圈梁、錨具連接牢固。

錨筋的張拉應(yīng)按照一定的順序進(jìn)行，錨桿的張拉應(yīng)考慮相鄰錨桿間的影響而采用間隔張拉的方案，另外在錨桿鉆孔施工中，為防止群錨的負(fù)效應(yīng)，宜按“隔一鉆一”進(jìn)行施工。

5. 結(jié)語

目前的建筑發(fā)展過程中基坑越來越深，地質(zhì)情況越來越復(fù)雜，新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了建筑技術(shù)的快速發(fā)展。但很多新技術(shù)缺乏實(shí)際施工的經(jīng)驗(yàn)，本文根據(jù)實(shí)際施工中遇到的問題總結(jié)了一些一次性高壓旋噴加筋水泥土樁錨支護(hù)施工中可能遇到的一些問題，旨在為以后類似施工提供一些可供參考的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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（本文作者單位為：上海寶冶集團(tuán)有限公司）