軟弱土錨索二次注漿擴大體積探討

王創國

【摘要]深基坑定義為深度超出5m的有支護結構的基坑，深基坑工程因工程設計的錯誤或施工問題，往往容易導致基坑穩定性的喪失[1]，因此基坑支護成為建筑工程地下室安全施工的重中之重。預應力錨索用于穩定基坑外部土體，可防止基坑變形超限，必須確保萬無一失，為主體結構施工提供保障。預應力錨索的施工重點在于錨索注漿體在土體的有效錨固，尤其是對軟弱土體，采取二次注漿擴大體積，可以有效的發揮錨索與注漿效果，達到基坑安裝要求。本文以某工程為例，探討二次注漿擴大體積對軟弱土體提高有效錨固，可以作為今后軟弱土基坑支護的參考，為后續類似工程施工提供范例。

【關鍵詞】基坑支護;錨索;注漿;軟弱土

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.31.005

1、工程概況

豐潤區某基坑，基坑深7.0m-8.1m。采用復合土釘墻支護（微型鋼管樁+預應力錨索），總支護面積約4866m2。基坑支護設計等級：二級。基坑支護工程設計使用時間：一年。

2、工程地質條件

開展土建工程的施工時，高層建筑必須要進行深基坑施工，而基坑的質量關乎建筑工程基礎的牢固性，進而影響著整體工程的質量[2]。本工程場區地層主要為填土及第四系沖積物。依據其巖性及物理力學性質可劃分為7個主要工程地質層，分述如下：

①雜填土（Q4ml）：雜色，稍密，稍濕，以建筑垃圾為主，含細砂、黏性土。該層厚0.40m～1.80m。分布不連續。

②粉質黏土（Q4al）：黃褐色，可塑，干強度中等、韌性中等，切面稍光滑，土質不均，含砂粒，無搖振反應。層厚2.40m～4.70m，分布連續。

第②1層黏土（Q4al）：灰黑;軟塑;無光澤，味臭，除腐殖質外尚含少量未完全分解的植物體系，浸水后水面出現氣泡，干燥后體積收縮。層厚1.00m～1.30m，分布不連續。

③細砂（Q4al）：褐黃色，中密-密實，濕，主要以石英、長石為主，磨圓度中等，分選不均，亞圓形，級配不良，砂質較純。層厚0.90m～3.20m，分布連續。

④細砂（Q4al）：褐黃色，密實，濕-飽和，主要以石英、長石為主，磨圓度中等，分選不均，亞圓形，級配不良，砂質較純。層厚8.30m～11.10m，分布連續。

⑤黏土（Q4al）：黃褐色，可塑-硬塑，干強度高，韌性高，切面光滑，無搖振反應，夾細砂薄層。層厚0.40m～2.40m，分布連續。

⑥細砂（Q4al）：褐黃色，密實，飽和，主要以石英、長石為主，磨圓度中等，分選不均，亞圓形，級配不良，砂質較純。層厚3.80m～11.20m，分布連續。

⑦卵石（Q4al+pl）：雜色，中密-密實，飽和，成分復雜，大小不等，磨圓度差，亞圓形，呈交錯排列，粒徑大于20mm的顆粒質量超過總質量的50%，充填物為中砂。最大揭露厚度16.00m，分布連續。

3、基坑支護設計

由于復合結構的主要支護是土釘和錨桿，因此設計要求例如錨桿和土釘的長度、土釘孔之間的距離、土釘孔的傾斜度都要嚴格遵守水泥釘的用量和水泥的注入量[3];本工程基坑分為2個剖面進行設計。基坑坡頂2.0m以內嚴禁堆載，2.0m以外最大堆載值不大于20kpa。

4、錨索二次劈裂注漿

4.1應用環境

地勘報告、基坑開挖中局部邊坡存在松散雜填土、軟塑、灰黑色淤泥質粘性土地段，該層土體埋藏較深，恰為錨索錨固土層。這種雜填土、淤泥質粘性土工程性質差，錨索在雜填土、淤泥質粘性土中粘結強度低，錨索一次注漿不能夠滿足基坑錨索張拉鎖定要求，張拉時有被拉出風險。

附近區域基坑，錨索錨固段在雜填土內，張拉時錨索被拉出。后采用二次劈裂注漿形成擴大體積法補打錨索，實踐證明效果良好，錨索達到張拉鎖定要求。

4.2原理

二次劈裂注漿是在錨索初次注完水泥漿后，采用高壓注漿，通過預留注漿管向錨索內注入水泥漿，高壓劈裂開四周包裹住的水泥凝固體，進而對四周土體進行高壓切割成縫，形成網絡，灌入水泥漿。待水泥凝固后在錨索周邊位形成較大水泥與四周土混合體，提高錨索錨固力。

4.3施工

（1）施工流程

施工人員直接在未開挖的基坑土壁中鉆設孔洞，在洞內依次放入鋼筋、鋼絲束、鋼絞線等材料，再灌注適量漿體[4]。

（2）成孔

采用普通錨桿鉆機成孔，傾角15度，孔深15.0米。

（3）錨索、注漿管制作與安裝

注漿管長度等于錨索長度，端部封堵，錨固段打花管，間距1.5米，最后一排距端部1.5米。制作完用膠帶纏住，防止水泥漿倒灌。

對復檢合格的鋼絞線按設計要求制作桿件，每2m 做一組定位支架，注、壓漿管與錨桿桿體綁扎牢固，下索過程中，注、壓漿管必須與桿體同步進退，不得發生滑移現象。

（4）注漿

一次注漿：水泥采用P.S.A32.5礦渣硅酸鹽水泥，水灰比0.5～0.55，清孔完后將一次注漿管插至孔底，用高壓泵進行一次注漿。注漿應慢速連續，直至鉆孔內的水及雜質被完全置換出孔口，孔口流出水泥濃漿為止。

劈裂注漿：初次注漿后約8小時進行劈裂注漿，注漿壓力0.3-0.4MPa，水灰比0.5，注漿量，每根錨索0.5-1.0方。

（5）錨桿張拉鎖定

錨桿張拉前，應對張拉設備進行標定。錨固體應大于15.0MPa時，方可進行張拉。錨桿張拉應按一定程序進行，錨桿張拉順序，應考慮臨近錨桿的相互影響。錨桿正式張拉之前，應取0.1～0.2設計軸向拉力值Nl，對錨桿預張拉1～2次，使其各部位的接觸緊密，桿體完全平直。

樁錨支護體系中預應力錨桿張拉鎖定時，應對鋼腰梁與接觸面進行修平處理，通過斜墊塊使錨桿與鋼腰梁成處理成正交狀態。

5、成果分析

軟弱土層一般具有一定的可塑性，可塑性的大小與其含水量具有密切的關系。土體在周邊超載以及自身重力的情況下會產生土中應力，土中應力會導致土體發生塑性變形，最終出現水平位移、沉降以及傾斜等變形情況[5]。本工程基坑采用采用二次劈裂注漿擴大體積錨索19根，嚴格按照錨索施工要求及二次破裂注漿要求進行施工操作。

軟土深基坑支護，由于土的抗剪強度較低，支桿相互協調，與樁體共同起到支護的作用;方案設計時應合理選取預應力值，防止錨桿拉抻破壞[6]。本工程二次劈裂注漿形成擴大體很好地解決了錨索在軟弱土中錨固力不足的問題，張拉值130kN，鎖定值110kN，達到預期效果，沒有破壞被拔出現象，合格率100%。

6、結語

錨索二次劈裂注漿擴大體提高軟弱土體有效錨固，能夠滿足設計支護結構體系對錨索張拉、鎖定力要求。避免支護結構方案調整，節約工程成本。

錨索二次劈裂注漿擴大體提高軟弱土體有效錨固，能夠為臨近區域、相似土質采用基坑支護體系中錨索設計與施工提供經驗。

參考文獻：

[1]韓育勝，劉杰.城市深基坑施工對周圍建筑物的影響[J].科技資訊.2016（31）：64-66.

[2]胡義生.復雜深基坑設計優化方法[J].科技咨詢.2017（16）：63-65.

[3]趙永志.軟弱土層深基坑支護中加強型土釘墻的應用[J].低碳世界.2021（11）：119-120.

[4]武平.高層建筑深基坑工程支護施工技術[J].城市住宅.2021（28）：230-231.

[5]許原騎，曹犇，曹杰.軟弱地層深基坑變形影響因素及控制措施[J].工程技術研究.2019（4）：17-18.

[6]吳連祥.某軟土深基坑支護樁入土深度分析[J].巖土工程技術.2021（35）：228-232

（本文作者單位為中國二十二冶集團有限公司，河北唐山，063000）