砂卵石地層預應力錨索復合土釘支護技術應用探討

張功英

（福州永基建設有限公司）

0 引言

基坑工程是土力學基礎工程中的傳統問題，隨著建筑業發展，對該工程的研究也更加深入，尤其是近年來城市化進程加快，基坑工程數量急劇增加，同時又伴隨較高的施工要求，給施工帶來了不小的難度，其中最值得關注的問題就是在砂卵石地層中進行開挖與支護的問題。現多采用預應力錨索復合土釘支護技術，該技術的應用大大減少了支護設計的工程量，且更能保證基坑工程的安全性。

1 工程概況

福建省某砂卵石地層工程為超大深坑工程，工程總占地面積為8.9 萬m2，開挖面積為7.2 萬m2，在基坑的非塔樓區域預備開挖深度為31.32m，在本工程施工中主要采用“支護樁+預應力錨索”的支護方案。通過對施工現場的勘探，在勘探深度為45m 的范圍內揭露的地層按照其成因進行分類可分為：人工堆積層和新近沉積層。主要土層結構有層巒巖、層細中砂粘質粉土等，給工程施工帶來一定難度。

2 工程難點

⑴該工程地處福建省老城區，此地居住居民眾多，施工過程中還應考慮到居民的安全，給施工帶來一定制約，再加上老城區周圍環境狀況復雜，鉆孔過程中易出現地面冒漿問題，導致成孔困難，給施工帶來一定壓力。

⑵由于該工程以砂卵石地層為主，地層穩定性較差，且砂卵石顆粒較大，在鉆孔過程中易出現卡鉆現象，進而造成鉆具損壞嚴重。

⑶在砂卵石地層進行預應力錨索體安裝或者注漿時，容易造成砂卵石坍塌，如果預應力錨索體安裝位置不規范，還會影響錨固力，進而影響施工的整體質量。

⑷在預應力錨索自由端進行防腐黃油涂刷時也是施工中的難點問題。注意黃油涂刷時應均勻涂刷，防止因黃油涂刷不均勻造成的預應力錨索防腐不到位，引起銹蝕；還要保護塑料波紋套管，防止其破裂；在砂卵石地層施工中，為保證錨固效果，通常采用遠距離錨固，但在注漿后自由段的有效長度會變短，錨固段變長，進而形成近距離錨固，影響施工效果。

3 預應力錨索復合土釘支護施工工藝

預應力錨索復合土釘支護施工是一種復合型技術，其中融合了各單項施工技術，包括袖閥管水平注漿施工、全套管跟進水沖法成孔施工及土釘施工，在福建省某砂卵石地層工程施工中均有所應用。現就這三項施工工藝分析預應力錨索復合土釘支護施工工藝，具體流程如圖1 所示。

3.1 袖閥管水平注漿施工

本工程多為砂卵石地層，在對該地層進行土體改良，在第一層土層支護時多采用袖閥管施工技術，具體施工過程如下。

3.1.1 鉆機成孔

圖1 預應力錨索復合土釘支護施工整體流程圖

選用本工程施工規定的鉆機類型進行鉆孔作業，鉆孔時注意預留孔徑與鉆孔深度應符合要求，一般來說，鉆孔孔徑應保持在100mm 左右，鉆孔深度應在40m 左右，鉆孔傾斜角建議與錨索傾斜角保持一致，鉆孔的方式也應根據卵礫石含量而定。若該地層中卵礫石含量較少，則可以采用套管鉆進的方式，用泥漿進行循環護壁，利于保證施工質量，提高整體施工的流暢度；若該地層中卵礫石含量較多，此時對鉆進施工帶來較大影響，為防止出現卡鉆現象，應采用跟管護壁回爐鉆進工藝，并將鉆頭與套管合金鋼刀片之間的距離控制在28mm 左右。當鉆進深度符合要求之后，應撤出鉆桿，并做好孔內的清洗工作。

3.1.2 澆筑套殼科漿液澆筑

套殼科漿液制備應按照1：1.5：2 的水泥、膨潤土、水的配合比，將三種材料按照規定劑量放于配漿桶內進行攪拌，以制備合格的套殼科漿液。之后再進行套殼科漿液的澆筑，澆筑時借助注漿泵的動力，通過注漿管將套殼科漿液注入孔內，注意注漿應從孔底向上進行注漿，直至漿液注滿套管后方可將套管拔下，再對套管占用部位進行補漿，直至漿液注滿方可將注漿管拔出，由此澆筑完成。套殼科澆筑示意圖如圖2 所示。

圖2 套殼科澆筑示意圖

3.1.3 安裝袖閥管

套殼科澆筑結束后應及時安裝袖閥管（如圖3 所示），安裝袖閥管時注意先將袖閥管前端堵住密封，并檢查每一節袖閥管之間連接是否緊密，若發現連接不緊密的袖閥管應及時旋緊，若有滑絲現象，應及時更換，此外還應檢查袖閥管有無出現裂縫問題，防止泥漿向袖閥管內滲漏，使鉆孔報廢，浪費人力，影響施工質量。將袖閥管堵住密封可以保持管內清潔，防止灰塵進入。

圖3 袖閥管安裝示意圖

3.1.4 注漿

注漿不急于進行，應在上述工序完成2 天后進行。注漿時漿液水灰質量比應按照0.5：1 進行配置，同時為了有效提高注漿效果，還可以摻入一定的水玻璃，注意每個注漿段逐次進行，之間大概間隔6～8 分鐘，注漿壓力控制在1.6～2.8MPa，對于上部空位應去下限值，注意空位標高越高注漿壓力應越小，反之注漿壓力則越大，注漿結束后，注意清潔袖閥管內的灰漿，保持管內清潔。注漿示意圖如圖4 所示。

圖4 注漿示意圖

3.2 全套管跟進水沖法成孔施工

在本工程第二層土層支護時，依據本工程工程地質、水文情況特點，采用全套管跟進水沖法成孔工藝，具體流程與上述流程相似，大致如下。

3.2.1 全套管跟進水沖法成孔

首先挖好鉆孔平臺，再用相關測量工具測量出錨索空位標高，并將錨桿鉆機就位，根據鉆孔施工規定調整好鉆桿傾斜角，固定液壓裝置，待鉆機完全固定后方可進行后續作業。鉆孔過程注意按照鉆入順序進行，采用全套管跟進鉆孔方法，待第1 節鉆桿及套管鉆入土層之后，進行沖洗，將管內殘渣沖洗干凈，之后再安裝第2 節及套管，再將第2 節及套管鉆入土層，以此類推，直至施工結束。鉆孔過程需注意鉆孔孔徑不得超出或小于規定范圍，保證鉆孔的有效性。

3.2.2 制作錨索束

錨索束制作質量影響整個工程施工質量，因此，在錨索束制作過程中應嚴格按照錨索束制作標準，根據圖紙設計錨索束的長度要求，采用砂輪切割機進行鋼絞線下料，并將導管中的支架用鉛絲綁扎。為防止自由段錨索束被水泥漿抱死，應在錨索束自由段涂抹黃油，防止錨索銹蝕。在運輸錨索時切忌生拉硬拽，應采用合適的運輸工具，借助人工轉運等方式將錨索束運送到指定位置，防止波紋管破損。

3.2.3 錨索束安裝及錨索注漿

錨索束安裝作業宜采用人工進行，施工人員將制作好的錨索束下入套管內，注意下入過程應緩慢進行，不得急于求成，要確保錨索束一定下入孔底。

錨索束安裝好后開始進行注漿施工，漿液宜采用純水泥漿，先注入2 桶，在根據注漿實際情況酌情添加，注意控制注漿壓力，注意控制第一次和第二次注漿的時間。

3.3 土釘施工

土釘墻是一種原位土體加筋技術，在本工程施工中有所應用，主要是在本工程的基坑邊坡用鋼筋制成的土釘進行加固，進而形成類似重力擋土墻的支護結構，本工程對于土釘材料及具體施工工藝有明確規定。

3.3.1 對原材料的要求

根據本工程地層特點，選用有強度檢驗報告的合格的土釘，不得出現銹蝕現象；根據本工程施工要求，選用符合施工規定的水泥，正式使用之前先進行實驗；盡量選用中、粗砂作為施工用砂，注意控制含水量和含泥量；不得使用污水進行水泥配置，避免影響水泥正常凝結。除此之外，對于其他材料的購置也應按照本工程規定進行采購。

3.3.2 具體施工工藝

土釘施工順序大體包括定位、成孔、置筋、注漿等，以下，針對成孔、置筋、注漿施工過程進行介紹。

⑴成孔：本工程為砂卵石地層，在支護施工中存在一定困難，施工人員應密切勘探本工程地質，并根據自身工作經驗進行鉆孔作業，鉆孔時不可盲目鉆取，應根據施工要求選擇合適的位置進行鉆孔。

⑵置筋：成孔后將孔內雜物清除干凈，并往孔內放置Ⅱ級螺紋鋼筋，還要在鋼筋上每隔2m～3m 設置一個定位架。

⑶注漿：注漿過程不可馬虎，根據本工程施工要求，以及本工程施工條件合理施工，注漿時宜在孔口設置止漿塞并使之與孔壁緊密貼合，防止注漿時漿液撒漏到孔壁，造成孔內堵塞。注漿開始位置應選擇在孔底。

4 結語

綜上所述，在砂卵石地層地基施工中，采用傳統的施工方式已無法滿足現階段的施工要求，因此建筑方面相關學者開始針對砂卵石地層地基施工展開研究，集各項施工技術之長，研究出預應力錨索復合土釘支護施工技術，并將其應用于砂卵石地層施工中，效果顯著，極大推動了砂卵石地層地基施工的有效發展。