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摘要:高壓旋噴錨索一次成型施工技術可被應用于軟土地區的基坑支護，其具有施工效率高、施工質量可靠，錨索抗拔力大，節省工期和材料等優勢，具有良好的工程應用前景。分析了施工現場操作照片，對該技術的技術原理和操作要點進行了詳細的說明，并將其在工程應用實踐中展現的特點進行了分析提煉，總結了相關工程經驗，可供相關專業人員參考借鑒。

關鍵詞:軟土地區，高壓旋噴錨索，一次成型，基坑支護

引言

樁錨支護結構是基坑開挖邊坡支護方法中常用的一種，樁錨體系施工時，錨索的埋設一般采用機械預鉆成孔，然后在孔中下入錨索，最后注漿固定。此方法施工簡單，易于開展，主要應用于較為堅硬的黏土等土層條件較好的地層中［1］。在實際中，由于規劃建設用地的原因，基坑位于軟土地區的情況很常見。在軟土地區進行基坑樁錨支護體系施工時，使用常規錨索出現了一系列的工程問題，主要表現在以下方面:1)成孔困難:預鉆成孔時易塌孔、縮徑，成孔施工困難，效果不理想［2，3］。2)安索困難:錨索難以安入孔內，或安不到預設深度，故而滿足不了設計要求。3)承載力小:由于極易發生坍孔現象，導致錨固體與孔周土層的結合面出現隔離層，使得二者之間的接觸面減小，從而減小了抗拔力。4)滲漏問題:預鉆成孔施工需穿透止水帷幕，從而引起滲漏，導致基坑施工困難，以及周邊地層和建(構)筑物的沉降開裂。為解決上述問題，近年來國內已有不少學者進行了相關理論、試驗和實踐的研究，研究證明，高壓旋噴錨索技術是一個行之有效的辦法［4-6］。國內學者的研究大多偏向于該技術的應用試驗以及與普通錨索的應用效果比較，而沒有對該技術本身的技術原理以及操作工藝本身進行詳細的說明，這對于工程應用型讀者對技術本身的掌握和開展進一步的工作有局限。本文在通過多個工程項目的應用實踐后，詳細的闡述了高壓旋噴預應力錨索一次成型施工技術的原理和施工要點，并總結了相關工程經驗，供同行參考借鑒。

1技術原理

本技術的原理主要由以下兩個方面組成:一是施工設備的改進;二是施工工藝的把控。

1．1施工設備的改進

施工設備的創新即錨索旋噴鉆桿和鉆頭的制定。如圖1所示，鉆桿為中空鉆桿，其內芯管連通鉆頭兩側的噴嘴，作為高壓旋噴注漿的通道，鉆頭部位帶有滾動軸承(見圖2)，軸承內圈固定在鉆桿上，隨鉆桿同步轉動，滾動軸承外圈為自由端，在外界阻力下不隨鉆桿轉動。旋噴土錨鉆頭大樣如圖3所示，鉆孔前，鉆桿前端穿過錨盤中心孔，因滾動軸承的外圈直徑大于錨盤中心孔直徑，則不能穿過。鉆頭進入土層后，滾動軸承外圈頂著錨盤一同進入錨孔，連接在錨盤上的鋼絞線被同步帶入。因為滾動軸承的內轉外不轉機制，使得鋼絞線不會在鉆桿旋轉鉆進時被擰成麻花狀。施工設備的創新保證了錨索施工的鉆孔、安索和注漿工序可以一次完成。

1．2施工工藝的把控

對施工工藝的把控表現在以下三方面:第一，嚴格按照“進、退二噴二攪”的施工工藝進行施工，即鉆頭鉆進和退出的兩個過程都要進行旋轉和噴漿，使得旋噴漿液和土層得到充分攪拌，保證水泥土的成樁質量，同時對鋼絞線形成良好的包裹。第二，在錨固體前端采取增加注漿壓力和鉆頭往復進退次數，進一步保證水泥土的成樁質量，同時增大了樁徑，形成擴大頭結構，使得錨索的抗拔力大大提高。第三，對于設計要求需要進行二次注漿的錨固體，在錨索制作時，可將注漿管與鋼絞線一起連接在錨盤上，注漿管在成孔過程中一同被埋入錨固體內，不需再進行額外埋管，直接接入注漿機械進行注漿即可。

2工藝流程及操作要點

2．1施工工藝流程施工工藝流程如圖4所示。

2．2操作要點

2．2．1施工準備1)高壓旋噴水泥土錨施工前，應詳細研究設計內容、設計要求、地層條件和環境條件。2)對設計階段考慮到的地下埋設物、障礙物應做進一步核查，確定其位置、形狀、尺寸和數量，同時提出排除和防護處理等措施。3)掌握工程周邊環境狀況、建筑物狀態及其可能受到的施工影響，預測可能出現的問題并提出相應對策。4)認真檢查原材料及各種儀器設備的種類、型號、規格，檢查其主要性能是否符合設計要求。5)對于地質條件特殊或特別重大工程，宜在正式施工前進行鉆孔成樁、張拉鎖定試驗，以獲得有較強針對性的施工工藝參數，同時考核施工工藝和施工設備的適應性。

2．2．2鉆機就位1)當土方開挖溝槽后，測量人員應在錨索施工前根據設計圖紙將鉆孔的孔位、方位測定，并予以編號。2)由于鉆機安裝定位質量不僅影響成錨質量，同時還影響施工速度和人員安全，因此，鉆機安裝定位應按照“正、平、穩、固”的要求，確保鉆機受力后不搖擺、不移位。3)鉆機定位后，采用鉆機自帶校核鉆孔開孔角度，使開孔角度誤差不超過3°，開孔處的水平和垂直向誤差不大于50mm。4)鉆進施工前應在場地中挖好排水溝，以避免因泥漿隨意排放而影響正常施工。鉆機施工示意如圖5所示。

2．2．3水泥漿液配比1)注漿材料一般選用42．5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量一般為20%，水灰比在0．65～0．70范圍，具體根據設計要求進行調整。2)當遇特殊地層情況，則需在現場進行漿液配比試驗，確保高壓旋噴水泥土錨的成錨質量。3)水泥漿應拌和均勻，隨拌隨用，控制一次拌和的水泥漿量，保證所拌和的水泥漿能在其初凝前用完。

2．2．4錨索制作1)旋噴土錨施工時插入4根15．2mm的鋼絞線(具體根數和直徑依設計而定);鋼絞線插入定位誤差不大于30mm，底部標高誤差不大于20mm。2)單根鋼絞線的極限強度標準值為1860MPa，抗拉強度設計值為1320MPa。每根鋼絞線由7根鋼絲絞合而成，公稱直徑15．2mm，樁外留1．0m長度，以便張拉。3)錨頭用冷擠壓法與錨盤進行連接固定，如圖6所示。

2．2．5鉆進成孔1)高壓旋噴一次成型錨索采用專用鉆機成孔，鉆桿為中空鉆桿，其內芯管連通鉆頭兩側的噴嘴，作為高壓旋噴注漿的通道，鉆頭部位帶有滾動軸承，軸承內圈固定在鉆桿上，隨鉆桿同步轉動，軸承外圈為自由端，在外界阻力下不隨鉆桿轉動。2)鉆孔前，鉆桿前端穿過錨盤中心孔(見圖7)，因滾動軸承的外圈直徑大于錨盤中心孔直徑，則不能穿過。鉆頭進入土層后，滾動軸承頂著錨盤一同進入錨孔，連接在錨盤上的鋼絞線被同步帶入。因為滾動軸承的內轉外不轉機制，使得鋼絞線不會在鉆桿旋轉鉆進時被擰成麻花狀。3)鉆進過程中，通過上述鉆桿的中空通道邊鉆進邊攪拌注漿，成孔至設計深度后退出鉆桿，此時鋼絞線也同步安放到位;鉆桿在退出過程中邊退出邊旋噴補漿，直至完全退出土層。至此，錨索體系的鉆孔、安索、注漿工序一次性施工完成。施工形成的錨固體如圖8所示。4)旋噴鉆進壓力一般為10MPa～18MPa，鉆進、提升速度分別控制在0．3m/min～0．5m/min，0．7m/min～0．9m/min左右，鉆桿的轉速控制在20r/min～50r/min左右。可根據工程實際和設計要求，在錨固前端加大噴漿壓力或做多次進退復噴，以確保成錨質量，同時形成擴大頭結構，提高抗拔力。5)鉆進過程中，通過鉆桿數量控制樁長偏差不大于10cm，通過鉆進壓力、鉆進速度與轉速控制樁徑偏差不大于5cm。2．2．6二次注漿、養護及張拉鎖定1)錨固體一次施工完成后，如設計有要求，或者工程對錨索的抗拔力、旋噴水泥土成樁質量有特別高的要求，則需要進行二次注漿。對需要進行二次注漿的錨固體，在錨索制作時，將注漿管與鋼絞線一起連接在錨盤上，注漿管在旋噴鉆進時一同被埋入錨固體內，不需再進行額外埋管，直接接入注漿機械進行注漿即可。注漿管的設置如圖9所示。圖9注漿管的設置（白色PE管）2)錨索施工完畢后即進行養護，一般養護時間為10d～14d，夏季養護時間可適當縮小，具體以設計要求和現場檢測和試驗確定。錨索施工完后，進行腰梁的施工和養護。

3結語

實踐表明，在軟土地區應用高壓旋噴預應力錨索一次成型施工技術，其經濟效益和社會效益均優于普通錨索技術。文章在該技術的實踐應用中總結了以下工程經驗:1)錨索鉆孔施工中，鉆頭通過錨盤將鋼絞線同步帶入土層，同時進行高壓旋噴注漿，即鉆孔、安索和注漿同時完成，錨索施工一次成型，大大提高了施工效率，節省了工期。2)錨索施工一次性完成，能有效地避免軟土地區常規錨索施工遇到的塌孔、縮頸、清孔不干凈等問題，施工質量穩定、可靠，離散性小。3)通過單位抗拔力所耗費的材料分析，在相同地質條件下，旋噴一次成型錨索的抗拔力水平比普通錨索提高了大約50%，也就是說，使用本技術能夠節省近50%的材料。4)采用一邊鉆進，一邊旋噴注漿的掩護式施工方式，可以有效解決鉆孔止水帷幕引發的滲流問題;可以提高噴射水泥漿壓力，從而增加錨固體的直徑，提高錨索抗拔力;可以在采取鉆桿多次進退旋噴，或同步帶入注漿管，進行二次注漿，保證錨固體施工質量。

參考文獻:

［1］孫克，李美梅．關于高壓旋噴錨索與普通錨索的對比試驗研究［J］．煤炭工程，2016，48(9):84-86．

［2］劉魁，徐龍帥，高路皓．高壓旋噴錨索在軟土地區的應用試驗研究［J］．巖土工程技術，2018，32(2):64-68．

［3］崔江余，賀長俊，楊貴芹．旋噴自帶鋼絞線錨桿現場實驗研究［J］．巖土工程學報，2009，31(12):1945-1951．

［4］祁建永，王國輝，靳力勇，等．高壓旋噴錨索在淤泥質地層基坑支護中的應用［J］．華北地震科學，2017，35(S):15-19．

［5］李洪然．高壓旋噴錨索在超大軟土深基坑中的應用［J］．土工基礎，2018，32(2):116-118．

［6］王永偉，李曉文，楊貴永．高壓旋噴錨索在深基坑支護中的應用研究［J］．建筑科學，2015，31(7):23-28．

作者：任志勇單位：湖南教建集團有限公司