陳虎，劉永軍，李瑞全

（中冶地勘巖土工程有限責(zé)任公司，河北 邯鄲 056003）

淺析高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝

陳虎，劉永軍，李瑞全

（中冶地勘巖土工程有限責(zé)任公司，河北 邯鄲 056003）

結(jié)合工程施工經(jīng)驗，分析探討高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索的基本構(gòu)造、作用機理及施工工藝，與常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索施工方法進行對比，詳細闡述高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程，總結(jié)施工要點，確保預(yù)應(yīng)力錨索質(zhì)量達標，滿足設(shè)計要求，保證基坑安全。

高壓旋噴;錨索;施工工藝

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.114

1 引言

當(dāng)前，我國的城市化建設(shè)飛速發(fā)展，城市高層建筑越來越多，相應(yīng)的對城市地下空間的利用要求也就越來越高，這就使得基坑支護工程向著超大、超深方向發(fā)展，基坑支護工程的規(guī)模越來越大，周邊環(huán)境更加復(fù)雜，施工難度逐漸增大，技術(shù)要求越來越高。近年來，基坑支護工程施工出現(xiàn)了很多的新工藝、新方法，高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索就是一種新的施工工藝，實踐證明其效果良好，性價比很高，市場應(yīng)用前景非常廣闊。在此，總結(jié)工程施工經(jīng)驗，對高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝做簡要分析。

2 高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索簡介

2.1 基本構(gòu)造

高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索構(gòu)造主要由錨固段，自由段和腰梁，錨頭3部分組成。錨固段位于穩(wěn)定土體內(nèi)，提供錨索的承載力，長度由基坑設(shè)計錨索承載力計算確定。自由段位于錨固段和腰梁、錨頭之間，長度不小于5m，且應(yīng)穿過基坑坡面潛在滑動面，進入穩(wěn)定土層不小于1.5m，自由段全長度套塑料管，主要起到傳遞錨固力的作用。錨索腰梁可采用型鋼組合梁或混凝土梁，型鋼組合梁可選用雙槽鋼或雙工字鋼，槽鋼或工字鋼之間應(yīng)綴板焊接為整體構(gòu)件，雙槽鋼或雙工字鋼之間的凈距應(yīng)滿足錨索桿體垂直穿過的要求。當(dāng)采用混凝土腰梁時，宜采用斜面與錨索軸線垂直的梯形截面，混凝土強度等級不低于C25。

2.2 作用機理

高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段是通過高壓旋噴的方式形成的水泥土樁體，改善了土的力學(xué)性能，使水泥與土共同作用，形成錨固體。安裝腰梁和錨頭，按設(shè)計參數(shù)施加預(yù)應(yīng)力，通過自由段傳遞到錨固段，用以承受由于土壓力、水壓力等施加于基坑支護結(jié)構(gòu)的推力，以此來控制基坑邊坡的水平位移量在設(shè)計和規(guī)范要求范圍內(nèi)，保證基坑邊坡安全。

2.2 高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索特點分析

高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索與常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索相比，有很多的優(yōu)點，總結(jié)歸納如下：

1）高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索適用地層比較廣，一般的軟土地層、粘性土、砂土地層均可使用，尤其是在砂土地層中，很好的解決了砂土地層常規(guī)錨索施工塌孔的問題，另外，對地下水位的高低無限制，地下水位以上、以下均可使用，避免了在地下水位以下采用常規(guī)方法施工錨索時出現(xiàn)泌水、流砂、塌孔等現(xiàn)象。

2）常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索施工一般都是先采用不同的施工方法成孔，再安裝錨索桿體、注漿。成孔方法主要有套管護壁成孔、螺旋鉆桿干作業(yè)成孔，泥漿護壁成孔等，而高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工無須先成孔，相比常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索施工方法而言，避免了成孔時塌孔導(dǎo)致錨索桿體安裝不到位，注水泥漿液不飽滿，錨索承載力達不到設(shè)計要求等現(xiàn)象的發(fā)生，對地層的擾動小，對周邊環(huán)境的影響小，適合周邊有鄰近建筑物或重要管線的基坑工程使用。

3）高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工時錨固段錨固體的直徑可以通過控制泵送水泥漿的壓力進行相應(yīng)的調(diào)整，一般可控制在150～500mm范圍內(nèi)，且單根錨索的錨固段錨固體直徑可以分段調(diào)整，形成擴大頭。常規(guī)錨索的錨固體直徑一般為150mm，由此可見高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索比常規(guī)錨索的承載力要高，在基坑工程設(shè)計計算時滿足承載力要求所需的長度要比常規(guī)錨索小，有利于節(jié)約鋼絞線、水泥等材料，降低工程造價。

4）高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量容易保證。常規(guī)錨索施工注水泥漿的質(zhì)量控制難度大，塌孔、進回漿管路堵塞、機械損壞、一次注漿與二次注漿的時間間隔等都會影響到注漿質(zhì)量，注漿質(zhì)量不好直接影響錨索錨固段錨固體的強度，也就是影響錨索的承載力，造成錨索承載力不能夠滿足設(shè)計要求。

5）高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工將常規(guī)錨索施工先引孔，再人工安裝錨索桿體、一次注漿、二次注漿的環(huán)節(jié)簡化為不引孔直接頂進錨索，邊退出鉆桿邊旋噴水泥漿一次完成全部施工過程的施工方法，施工工藝相對簡單，施工速度快、效率高，節(jié)省工期，降低成本。

3 高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝

3.1 施工工藝流程

錨索桿體制作→鉆機就位→校正孔位調(diào)整角度→鉆頭安放錨索→擺動鉆進至大于設(shè)計孔深0.5m→邊提鉆桿邊高壓旋噴注漿→回灌補漿→自然養(yǎng)護→安裝腰梁、角度板、錨頭→張拉鎖定。

3.2 施工過程簡述

3.2.1 錨索桿體制作

1）原材料質(zhì)量檢驗：鋼絞線進場后，應(yīng)組織現(xiàn)場驗收，查驗產(chǎn)品出廠合格證明，并取樣送由有相關(guān)檢測資質(zhì)的單位進行原材料復(fù)檢，檢測合格并出具材料復(fù)檢報告后方可使用。

2）頂板制作：頂板材料選用10～14mm厚度的鋼板，形狀一般為圓環(huán)形，大圓直徑一般為150mm，空心圓直徑一般為55mm（與旋噴鉆頭相匹配），使用15.6mm鋼絞線時錨索眼直徑為18mm，使用17.8mm鋼絞線時錨索眼直徑為20mm，頂板上錨索眼數(shù)量與單根錨索鋼絞線束數(shù)一致，在同心圓上等間距分布，（見圖1）。

圖1 頂板設(shè)計及實物圖

3）下料：根據(jù)設(shè)計錨索長度切割鋼絞線，鋼絞線一般都使用機械切割，不得使用電弧切割，錨索長度應(yīng)比設(shè)計要求長度大1～1.5m（根據(jù)腰梁或基座寬度確定），為后期腰梁或基座的安裝預(yù)留長度。

4）焊接：將鋼絞線一頭伸入頂板上錨索眼約3～4cm，套上與頂板上錨索眼直徑相同的鋼管，將鋼管前端與鋼絞線焊接，后端與頂板焊接，焊接要牢固，保證鋼絞線與頂板緊密連接，保證錨索在頂進時鋼絞線不脫落（見圖2）。

圖2 鋼絞線與頂板連接實物圖

5）自由段綁扎：錨索自由段全長度套塑料管，用細鐵絲按2～3m一道綁扎牢固，保證錨索在頂進時塑料管不脫落。

3.2.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

1）按照設(shè)計圖紙要求測放錨索孔位，鉆機就位，校正孔位，調(diào)整好角度，利用高壓旋噴鉆頭頂住錨索頂板，緩慢的沿鉆孔液壓頂進（見圖3）。頂進過程中，高壓泵同時輸送水泥漿液，水泥漿壓力為5MPa。

2）錨索頂進到設(shè)計深度后，旋噴鉆頭提離孔底20cm旋轉(zhuǎn)噴射水泥漿，水泥漿壓力為20MPa，孔口有漿液流出時旋轉(zhuǎn)提升，提升速度為20cm/min，回轉(zhuǎn)速度為70～80r/min，旋噴段長度按設(shè)計要求施工，非旋噴段施工時保持水泥漿液以5MPa的壓力，緩慢提升鉆桿至孔口。

圖3 錨索頂進施工圖

3）旋噴鉆頭提升至孔口后，卸下旋噴鉆頭，用鉆桿回灌水泥漿液至孔口。

3.2.3 安裝腰梁、張拉鎖定

高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索養(yǎng)護到期，安裝型鋼腰梁時必須加工異型支撐角度板，按設(shè)計要求調(diào)整腰梁角度，使腰梁承壓面在同一平面上，保證與預(yù)應(yīng)力錨索作用力方向垂直。

高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索旋噴施工完成后，進行自然養(yǎng)護，待錨索錨固體強度達到15MPa或設(shè)計強度的75%后，即可進行預(yù)應(yīng)力錨索張拉鎖定，分級加載，鎖定時的錨索拉力可取鎖定值的1.1安裝1.15倍。鎖定后如有明顯應(yīng)力損失時，應(yīng)進行補償張拉并再次鎖定。當(dāng)錨索出現(xiàn)錨頭松動、脫落、錨具失效等情況時，應(yīng)及時進行修復(fù)并對其進行再次張拉鎖定。

4 質(zhì)量檢驗

4.1 施工偏差控制指標

高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工時偏差控制應(yīng)符合規(guī)范要求：（1）錨索孔位允許偏差不大于50mm；（2）錨索傾角允許偏差不大于3°；（3）錨索桿體長度不應(yīng)小于設(shè)計長度；（4）錨索自由段套管長度允許偏差應(yīng)為±50mm。

4.2 承載力檢驗

高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索承載力檢驗項目主要是抗拔承載力，應(yīng)符合規(guī)范要求：（1）檢測數(shù)量不應(yīng)小于錨索總數(shù)的5%，且同一土層中的錨索檢測數(shù)量不應(yīng)少于3根；（2）錨索檢測應(yīng)隨機抽取，不得在施工前指定；（3）當(dāng)檢測的錨索承載力不符合設(shè)計要求時，應(yīng)擴大檢測數(shù)量，不合格時根據(jù)設(shè)計要求可以降低承載力使用，并按設(shè)計要求補施工。

5 結(jié)語

文章就基坑支護工程中采用的高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝做了詳細的闡述，總結(jié)了高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索的工藝原理、特點及施工過程中的操作要點，總結(jié)施工經(jīng)驗，對類似工程施工具有一定的參考和借鑒意義。

【1】JGJ120-2012建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

【2】GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

【3】劉國彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊（第二版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

Discussion on the Construction Technology of High Pressure Jet Grouting Prestressed Anchor Cable

CHENHu,LIUYong-jun,LIRui-quan
（ZhongYeDiKanGeotechnicalEngineeringCo.Ltd.,Handan056003,China）

Combined with construction experience, the article analyzed the basic construction of high pressure jet grouting prestressed anchor cable, mechanismand construction technology, comparedwith conventional prestressed anchor rope constructionmethod, paper expounded high pressure jet grouting prestressedanchorropeconstructiontechnologyprocess,summarizesthekeypointsofconstruction, to ensure the qualityofthe prestressed anchor cable,meet the designrequirements,ensurethesafetyoffoundationpit.

highpressurejetgrouting;anchorcable;theconstructiontechnology

TU753

B

1007-9467（2016）07-0179-02

2016-6-15

陳虎（1985～），男，河北邯鄲人，注冊一級建造師（建筑工程），主要從事巖土工程設(shè)計與施工研究，（電子信箱）349371851@qq. com。