鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力錨桿組合在基坑支護中的應(yīng)用探析

文/陳成名 安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊 安徽蚌埠 233000

進入新時代后，建筑行業(yè)迎來了發(fā)展的高峰期，這也使得基坑支護工作得到了人們的廣泛重視，而有效結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿與鉆孔灌注樁則能夠提高工作質(zhì)量。因此，必須正確認識預(yù)應(yīng)力錨桿與鉆孔灌注樁，并掌握各環(huán)節(jié)施工要點，提高基坑的穩(wěn)定性與安全性，從而促進建筑行業(yè)健康發(fā)展。

1、鉆孔灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿組合概述

鉆孔灌注樁是在實際施工過程中，通過對各種手段的利用，如人力挖掘、鋼管擠土以及機械鉆孔等，促進樁孔的形成，并將鋼筋籠和混凝土灌注而成的樁放入其中[1]。根據(jù)不同成孔方法，灌注樁還可以分成挖孔、鉆孔以及沉管等類型。預(yù)應(yīng)力錨桿主要由墊板、桿體以及錨頭等構(gòu)成，其主要是利用錨頭錨固力將預(yù)壓應(yīng)力施加到圍巖中，從而對圍巖進行主動加固。針對當(dāng)前坑基支護施工，有效結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿和鉆孔灌注樁是最佳方式。這一方式主要具有以下幾方面特點：錨桿作業(yè)空間較小，可以廣泛運用到各種場地或者是地形中；通過把內(nèi)支撐換成錨桿，可以將造價降到最低，并對施工條件進行改善；能夠利用抗拔試驗來明確錨桿的拉力，保證施工的安全性；支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移可以采取將預(yù)拉力施加到錨桿中的方式來控制。

2、基坑支護中的鉆孔灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿組合

2.1 工藝原理

一方面，預(yù)應(yīng)力錨桿與鉆孔灌注樁主要是通過對圍梁的利用來促進二元擋土圍護結(jié)構(gòu)的形成，這一支護體系可以憑借整體剛度對基坑變形進行有效控制，即利用鉆孔灌注樁完成擋土操作，并憑借預(yù)應(yīng)力錨桿向穩(wěn)定底層傳遞支護結(jié)構(gòu)所承受的力，將張拉應(yīng)力施加到錨桿中，這樣，在錨桿強度、錨固體和拉桿握裹力以及土體和錨固體的作用下，可以為錨固體系穩(wěn)定性提供有力保障。另一方面，通常情況下，預(yù)應(yīng)力錨桿主要包含錨固段、自由段以及錨頭等，屬于向穩(wěn)定土層傳送拉力的結(jié)構(gòu)體系之一，其中，錨固段的作用是向穩(wěn)定地層傳遞錨頭拉力；自由段屬于錨頭拉力向錨固段傳遞的中間階段，其包含防腐構(gòu)造、注漿體以及鋼絞束等內(nèi)容；而錨頭的作用則是對錨桿拉力進行鎖定，主要由螺帽、托板以及錨具等構(gòu)成。

2.2 具體施工方法

2.2.1 工藝流程

在基坑支護工程中，預(yù)應(yīng)力錨桿和鉆孔灌注樁組合的具體施工流程如下：鉆孔灌注樁施工—定位錨孔—鉆孔—插錨桿—初次注漿—再次注漿—圍梁施工—張拉封錨—監(jiān)測。

2.2.2 鉆孔灌注樁

首先，鉆孔灌注樁的施工流程如下：樁機就位—成孔—初次清孔—吊裝鋼筋籠—混凝土導(dǎo)管安裝—再次清孔—隔水栓、漏斗安裝—水下混凝土灌注—漏斗、導(dǎo)管拆除。其次，在具體施工過程中，導(dǎo)管埋入深度應(yīng)該在2到4米范圍內(nèi)，并且在實際灌注中，還要經(jīng)常提、拆導(dǎo)管，如每隔15分鐘就上下活動一下導(dǎo)管。需要注意的是，在對混凝土進行灌注時，要合理控制導(dǎo)管中混凝土表面到泥漿面高度，盡可能保證孔中混凝土上升的緩慢性、均勻性，并使泥漿不出現(xiàn)較為劇烈的翻滾。最后，在實際施工過程中，還要做好混凝土的連續(xù)澆筑工作。通常情況下，每盤混凝土的間隔時間應(yīng)該不超過0.5小時，若必須存在較長時間的間隔，則應(yīng)該每10分鐘就在小范圍中活動兩三次導(dǎo)管，以此來使混凝土初凝時間得到延長[2]。

2.2.3 定位與鉆孔

一方面，錨孔定位。在這一階段，必須保證錨桿鉆機就位的準(zhǔn)確性，墊平其底座，并通過羅盤來校對鉆桿傾斜角度，保證角度偏差不超過20毫米、高度小于30毫米。在具體成孔施工之前，要做好排水溝挖掘工作，防止因隨意排放泥漿而給施工帶來不良影響。

另一方面，鉆孔。首先，在施鉆過程中，應(yīng)該保證鉆頭完全遵循錨桿孔的孔位標(biāo)識向下鉆，并保證偏差值不超過100毫米。在剛開始鉆進時，要采取小功率以緩慢方式展開鉆進工作，在大概500毫米之后，應(yīng)該對鉆孔方向進行校正，之后再采取全功率方式繼續(xù)鉆進。同時，為了保證鉆孔角度的準(zhǔn)確性，在實際施工過程中，相關(guān)技術(shù)人員還應(yīng)該通過對地質(zhì)羅盤的運用來對鉆桿方向進行有效掌控，盡最大可能使角度偏差不超過2度。另外，還要將鉆孔深度標(biāo)記在鉆桿上，以此來展開相應(yīng)控制，其中鉆孔深度不但要超過桿體的有效長度，還應(yīng)該不超過設(shè)計孔深的200毫米。

其次，在具體鉆進過程中，還要以實際地質(zhì)情況為依據(jù)，適當(dāng)調(diào)整泥漿性能，例如，在錨桿鉆機到達粘土層時，泥漿的比重應(yīng)該處在每立方米1.05×103到1.1×103千克范圍內(nèi)；而在處于砂層時，泥漿的比重則應(yīng)該是每立方米1.2×103到1.3×103千克。

最后，通常情況下，錨桿鉆進機的鉆進速度是每分鐘0.3到0.5米，退出速度則是每分鐘0.5到0.6米。另外，在完成鉆孔工作后，還要做好相應(yīng)的清理工作，即通過對往復(fù)式壓降泵的利用，對孔洞進行3到5五分鐘的清理，徹底清除孔中存在的沉渣或者是清理干凈孔壁泥皮，并保證孔底沉渣不超過300毫米。如圖1所示。

圖1 鉆孔樁清孔

2.2.4 錨桿制作與插桿

一方面，錨桿制作。在實際制作過程中，應(yīng)該將防銹油涂到錨桿的自由段中，并在其表面包上兩層塑料薄膜，為有效隔離水泥凈漿體和鋼絞束提供有力保障。同時，在拉力作用下，充分拉伸錨桿的自由段，保證其能夠向錨固段更好傳遞預(yù)應(yīng)力。另外，在對錨桿進行制作時，還應(yīng)該將定位架安裝到錨固段，保證其間距是2米，并且外徑要比鉆孔直徑小10毫米，只有這樣，才能保證錨桿制作的科學(xué)性、合理性，從而在后續(xù)工作中更好發(fā)揮出其作用。

另一方面，插錨桿。在展開這一工作之前，相應(yīng)工作人員必須明確每一個孔實際方向，為順利插入桿體提供便利，并且要保證桿體插入的勻速性、緩慢性，避免因擾動桿體而導(dǎo)致注漿不密實或者是漿液下掉問題的出現(xiàn)。同時，還應(yīng)該通過棉紗的利用來臨時封閉孔口。另外，在對錨桿進行安插之前，要先戴好螺帽與托板，避免漿液給桿體絲口造成污染，若出現(xiàn)污染情況，則應(yīng)該及時做好清理工作，還要防止出現(xiàn)因絲門破壞而無法順利安裝螺帽的問題。

2.2.5 注漿

首先，應(yīng)該把注漿管和鋼絞線同時埋到孔中，每隔0.5米鉆出一對注漿孔，并通過膠布完成包扎工作，避免注漿管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。其次，初次注漿主要涉及到兩方面，即錨固段注漿與自由段注漿。前者是指沿著鉆桿展開注漿活動，將水泥漿液輸送到錨孔底部。其中，注漿壓力會由0.5兆帕變成2兆帕，而水泥漿液則會有效包裹、填充錨固段錨桿。之后，就可以展開自由段注漿，其中壓力應(yīng)該在0.5兆帕左右，并且在漿液上升的同時還應(yīng)該將孔內(nèi)套管與一次注漿管緩慢拔出。最后，在初次注漿8到12小時之后，應(yīng)該展開二次注漿，并且壓力應(yīng)該由2.5兆帕逐漸上升，一直到漿液無法注入為止。同時，在實際注漿過程中，還應(yīng)該保持低等或者是中等的灌漿速率，緩慢提高注漿壓力，從而讓漿液擴散到土體中[3]。

結(jié)論：

綜上所述，加強預(yù)應(yīng)力錨桿與鉆孔灌注樁組合在基坑支護中的運用已經(jīng)成為了一項重要工作。因此，必須正確認識預(yù)應(yīng)力錨桿與鉆孔灌注樁，明確工藝原理，并做好鉆孔灌注樁、定位鉆孔、錨桿制作與插桿以及注漿等環(huán)節(jié)的施工，促進基坑穩(wěn)定性與安全性的提升，從而為基坑支護工程更好發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。