高壓噴射囊式擴體錨桿驗收試驗及施工工藝

張其宣

（浙江工業大學，杭州310014）

1 工程實例

中交榮域地下室車庫項目建設地點位于江蘇省南京市高淳區鳳山路以南、丹陽湖北路以西地塊。為1 層整體地下室，建筑面積約31 489m2。

1.1 工程地質及水文地質概況

建筑場地地形稍有起伏，地貌單元為階地，發育有古河道。根據地勘報告可知，場地各土層物力力學指標如表1 所示。

表1 土層物理力學指標

1.2 主要試驗儀器

穿心千斤頂1 臺，油壓表1 套，百分表位移傳感器2 只，磁性表座2 只，反力架1 臺。

1.3 試驗錨桿設計參數

本次試驗所選用的錨桿參數如表2 所示。

表2 錨桿設計參數

2 錨桿驗收試驗及成果分析

2.1 試驗步驟方法

根據CECS 22：2005《巖土錨桿（索）技術規程》[1]的有關規定，本次驗收試驗采用單循環分級加載法進行檢驗。單循環分級加載法即依次對擴體錨桿施加0.1、0.5、0.75、1.00、1.20、1.33和1.50 倍的錨桿抗拔力特征值作為試驗荷載，然后卸載至特征值的10%，再加載到特征值。每級荷載保持6min，最后一級荷載保持11min，依次記錄位移計的讀數。在試驗過程中，若前后位移計讀數的差值均不超過1.0mm，則認為位移收斂穩定。否則延長加載時間，并記錄15min、20min、25min、30min、45min和60min 時的位移計讀數。本級荷載加載完成后，進行下一級荷載加載，直至單循環分級加載結束。

2.2 錨桿驗收試驗結果

根據試驗荷載、位移實測數據，分析試驗錨桿荷載與位移的變化關系。試驗結果分析如下：

1）經計算，a#、b#、c#、d#、e#、f#、h#、j#、k#錨桿分別為：2.02mm、2.02mm、2.02mm、1.57mm、1.57mm、1.57mm、2.02mm、23.51mm、21.55mm、21.55mm、21.55mm、27.71mm、27.71mm、27.71mm。在最大試驗荷載下錨桿的彈性位移量分別為16.49mm、17.56mm、17.68mm、18.11mm、18.64mm、18mm、31mm、18.97mm、18.97mm、19.73mm。均介于ΔS1、ΔS2之間，所有錨桿拉拔試驗均合格。

2）從圖1 可知：9 根錨桿在試驗荷載未達到300kN 之前變形基本接近，變形較小。分析此時變形主要是由于非擴體錨固段的拉伸所引起，此時主要受錨桿長度的影響。

3）當試驗荷載超過300kN，圖像出現明顯分化。分析是由于非擴體段達到極限承載力，導致錨周土體發生剪切破壞，此時錨桿的抗拔承載力受擴體段影響較大。

4）從d#、e#、f#、h#、j#、k#錨桿的荷載位移圖像上發現不同的擴體段直徑的錨桿的承載能力有明顯的區別。說明擴體段直徑是抗拔承載力的主要影響因素。從a#、b#、c#、h#、j#、k#錨桿的荷載位移圖像上發現，h#、j#、k#錨桿的抗拔承載力不及a#、b#、c#錨桿。分析發現a#、b#、c#錨桿所在土層較好。

3 高壓噴射囊式擴體錨桿的施工

3.1 施工工序

高壓噴射囊式擴體錨桿施工工序為編錨、放線定位、鉆機就位、鉆進引孔、旋噴擴孔、接管下錨、高壓注漿、拆管補漿、防水處理、防腐處理、張拉鎖定和外錨頭密封處理。

3.2 施工的技術要求

施工的技術要求包括：

1）在正式施工之前對場地進行平整硬化，滿足鉆桿鉆機施工作業時的基本要求。選用合適的機械設備進行布置安裝和調試，重點檢查機器的高壓試噴，用高于施工要求5～10MPa的噴射壓力高壓噴射水泥漿，持續噴射10min，檢驗相關機械及水泥漿質量是否滿足設計要求。

2）依據設計圖紙，在正式施工前對每根錨桿的點位進行測量控制，保證點位偏差小于100mm。并測放施工點位的場地標高，根據設計要求確定鉆機鉆進深度。

3）待鉆機到達設計深度后進行擴孔施工。本工程采用水灰比為1.0 的水泥漿進行高壓噴射擴孔，噴射壓力控制在25MPa。整個過程保持勻速提升、勻速旋轉，即保持15cm/min的提速和10r/min 的旋速。在進行單根擴體錨桿擴孔施工時應保持連續作業，如果發生中斷，恢復擴孔時應保證500mm 的搭接長度。

4）現場組裝囊式擴體錨桿，并涂刷厚度不小于280μm 的防腐涂層。擴體錨桿組裝完成后，將注漿管固定在囊式擴體錨桿上，用旋噴鉆機附配吊裝系統將其吊入錨孔內。迅速將擴體錨桿下放至設計深度，然后高壓向囊內注入水灰比為0.5 的水泥漿。待囊內注滿水泥漿后，松動固定裝置，使注漿管與錨桿分離，繼續向囊外注入水灰比為1.0 的水泥漿。直到水泥漿液連續從孔口溢出。

5）錨桿施工完成后28d 或者注漿體強度達到設計強度的80%，取錨桿總數的5%且至少3 根錨桿進行驗收試驗[2]。試驗按照單循環分級加載法進行。

6）在進行底板結構防水過程中，對錨桿根部進行加強處理。在混凝土澆筑前，依次安裝螺旋箍筋、鋼墊片、預應力筋螺母，并進行防水處理。

4 結語

本文以某地下車庫擴體錨桿工程為背景，通過對驗收試驗的研究及擴體錨桿的施工過程分析，得到以下結論：

1）在拉拔荷載未達到300kN 之前，主要是非擴體錨固段承載荷載作用，此時錨桿位移較小。隨著荷載逐級增加，擴體段開始承擔荷載作用。

2）擴體段直徑、埋置深度、錨頭所在土層的巖土參數的改變都對其抗拔承載力有影響。其中擴體段直徑是主要影響因素之一。對比埋置深度，擴體段所在土層的巖土參數對抗拔承載力的影響更大。

3）通過高壓噴射擴孔、膨壓擴孔提高了擴體錨桿的成孔質量。通過無收縮灌漿料封底、防腐囊體包裹、止漿塞密封、防腐涂層、遇水膨脹止水膠條等多種防腐技術，提高了擴體錨桿的耐腐蝕性。