深基坑支護(hù)工程中擴(kuò)大頭錨索的應(yīng)用

竇方濤

（蘭州市公安局交通警察支隊(duì) 甘肅蘭州 730030）

深基坑工程隨著我國(guó)高層建筑的不斷增加而不斷發(fā)展，其中擴(kuò)大頭錨索施工工藝在工程中得到廣泛應(yīng)用。影響錨索錨固力因素很多，如巖土層結(jié)構(gòu)、粘結(jié)材料強(qiáng)度、錨索類(lèi)型、錨固端形式等。根據(jù)錨固端形式分為直筒型、擴(kuò)孔型、壓力注漿型、連續(xù)擴(kuò)孔型。傳統(tǒng)成孔方式錨固端為直筒型，近年來(lái)，由于基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越大，對(duì)單根錨索提供的錨固力要求高，另外，為防止錨索施工對(duì)相鄰場(chǎng)地建筑基礎(chǔ)的影響，錨索的長(zhǎng)度有限制要求。在傳統(tǒng)深基坑工藝中，普通錨索存在成孔難、注漿不夠飽滿(mǎn)、錨固支撐力量不足等缺陷，因此在設(shè)計(jì)普通錨索過(guò)程中，技術(shù)人員曾通過(guò)加長(zhǎng)錨桿長(zhǎng)度以及縮小錨桿水平間距等方式對(duì)普通錨索進(jìn)行改進(jìn)，但是由于一些限制，效果并不明顯，因此擴(kuò)孔型錨固端開(kāi)始應(yīng)用。

1 擴(kuò)大頭錨索的工作原理以及特點(diǎn)

1.1 擴(kuò)大頭錨索的工作原理

擴(kuò)大錨索的工作原理是將特殊金屬制作的噴嘴安置于錨索下端，通過(guò)注漿管注入高壓漿液，從噴嘴向外噴發(fā)的高壓漿液流可以對(duì)土體進(jìn)行切割。在對(duì)土體進(jìn)行切割的過(guò)程中，一些應(yīng)力承受能力較弱的土體會(huì)因無(wú)法承受高壓漿液而遭到破壞，形成碎裂的土塊，而此時(shí)，漿液會(huì)填補(bǔ)破壞土體缺漏，然后與碎裂的土塊結(jié)合，從而形成一種新型填充體。新型填充體在堅(jiān)固程度、嚴(yán)密程度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比破壞前的原土層強(qiáng)，因此，通過(guò)這種方式能夠加強(qiáng)土體的堅(jiān)固程度。而噴嘴結(jié)合高壓漿液在進(jìn)行破壞填充的過(guò)程中，錨索與新型填充體緊密接合，從而增加了錨索的地下截面，待新型填充體凝固冷卻，錨固體與土地的摩擦阻力將會(huì)得到有效提升，而且擴(kuò)大頭錨索的抗拔能力也得到極大幅度提升，這就是旋噴擴(kuò)大頭錨索的工作原理。

1.2 錨索施工工法特點(diǎn)

①成孔技術(shù)先進(jìn)，可以在軟土地層、淤泥質(zhì)土層等巖土體變形較大的地質(zhì)條件下，為錨索提供穩(wěn)定的抗拔力。②操作相對(duì)簡(jiǎn)便、成孔質(zhì)量有保證。③可減少工程量，縮短施工工期，并且可以降低工程的成本，提高深基坑工程的安全性以及可靠度。

2 擴(kuò)大頭錨索技術(shù)的施工方法

2.1 測(cè)放孔位

測(cè)放孔位過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做好以下幾項(xiàng)內(nèi)容：①錨索的孔位需要根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)的錨索的實(shí)際標(biāo)高以及其表面位置的實(shí)際情況進(jìn)行確定。②把鉆孔排樁當(dāng)做是圍護(hù)結(jié)構(gòu)。一般情況下，應(yīng)當(dāng)將錨索位置，設(shè)置在樁間，確保施工的順利進(jìn)行以及工程的質(zhì)量能夠達(dá)到相應(yīng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 鉆機(jī)就位

①鉆機(jī)平臺(tái)需要比錨索的設(shè)計(jì)標(biāo)高高，一般情況下，應(yīng)當(dāng)高出約50.0 cm，同時(shí)，作業(yè)面場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)保持平坦、堅(jiān)實(shí)，確保施工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。此外，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置排水溝，對(duì)排水溝進(jìn)行應(yīng)用，確保施工期間，水能夠及時(shí)的排除施工場(chǎng)地之外，以免施工期間出現(xiàn)積水，對(duì)工程施工造成不良影響。②控制好錨桿鉆機(jī)中鉆桿的方向，其應(yīng)當(dāng)同圍護(hù)結(jié)構(gòu)面呈90°夾角，只有這樣才能確保施工工作的順利進(jìn)行。

2.3 成孔工藝

成孔工藝主要包含三個(gè)部分：①錨桿鉆機(jī)。錨桿鉆機(jī)是成孔的重要器械，在準(zhǔn)備過(guò)程中，鉆機(jī)平臺(tái)的標(biāo)高需要超過(guò)錨索大約500mm，同時(shí)場(chǎng)地的堅(jiān)實(shí)度需要得到保證，從而避免鉆機(jī)的水平位移受到影響。需此外，鉆桿方向需要與深基坑圍護(hù)欄保持垂直狀態(tài)；②鉆孔。在鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中，需要保證整體的平穩(wěn)，在選擇鉆具上，一般選擇巖芯鉆探系列的鉆頭以及管材，在面臨容易坍塌的土層是，需要采用管材跟進(jìn)的方式，以避免出現(xiàn)的坍塌現(xiàn)象對(duì)鉆進(jìn)過(guò)程造成不良影響，而且需要對(duì)整個(gè)過(guò)程操作進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，一旦出現(xiàn)傾斜或者坍塌現(xiàn)象，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，來(lái)防止埋鉆、停鉆、卡鉆等事故的發(fā)生；③擴(kuò)孔。擴(kuò)孔是旋噴擴(kuò)大頭錨索獨(dú)有的工藝技術(shù)，在擴(kuò)孔過(guò)程中，需要采取兩次水?dāng)U孔，一次水泥漿擴(kuò)孔，其中水?dāng)U的目的是將空隙表面細(xì)砂類(lèi)土質(zhì)沖散留下顆粒較大的礫石。

2.4 注漿

①施工期間，達(dá)到擴(kuò)孔深度后，應(yīng)當(dāng)采用噴桿鉆用噴頭，玩穿相應(yīng)的跨孔操作。②一般情況下，擴(kuò)孔操作通過(guò)二次水?dāng)U，以及一遍水泥漿液完成最終擴(kuò)孔操作。作業(yè)過(guò)程中，水?dāng)U的作用是洗掉孔內(nèi)中的細(xì)顆粒，將粗顆粒留下。③做好施工的實(shí)際用漿量和擴(kuò)大頭容量設(shè)計(jì)比值的對(duì)比分析，同時(shí)還要注意是否出現(xiàn)了漏漿，或擴(kuò)孔不足的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)，要及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，以免對(duì)工程的最終質(zhì)量造成不良影響。

2.5 錨索安放

①錨索需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)定以及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制作，并且需要將其放置到鉆孔的中心位置處，同時(shí)在錨索的桿件上需要設(shè)置中架，并且要設(shè)置隔離架，每1.5m設(shè)置一個(gè)。②鋼絞線(xiàn)要始終保持平直，并且要涂抹油漆，避免對(duì)鋼絞線(xiàn)生銹，影響施工。③錨桿桿體安放時(shí)，要避免桿體被壓彎和發(fā)生扭曲現(xiàn)象，注漿管需要沿著錨桿放置到鉆孔的內(nèi)部，桿體放入的角度需要與鉆孔的傾斜度保持相同，安裝完成之后，應(yīng)當(dāng)讓桿體位于鉆孔中心處。④再進(jìn)行施工的過(guò)程中，如果產(chǎn)生了孔壁坍塌的現(xiàn)象，需要進(jìn)行重新的透孔以及清孔操作，直到錨索順利送進(jìn)為止。以上操作完成之后，需要采用特定的漿液對(duì)錨索孔處的純水泥漿液進(jìn)行置換，直到置換注漿操作完成。

2.6 錨索張拉

①?gòu)埨耙M(jìn)行試拔檢驗(yàn)，進(jìn)行該項(xiàng)操作時(shí)，采用的拉力應(yīng)當(dāng)為設(shè)計(jì)軸向拉力的110%。然后根據(jù)拉力的實(shí)際情況，逐級(jí)進(jìn)行加荷，卸荷時(shí)需要按照軸向拉力的20%進(jìn)行，在該過(guò)程中，操作人員的每一項(xiàng)操作都必需要嚴(yán)格的依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，同時(shí)完成操作后要做好相應(yīng)的校對(duì)，確保施工不存在任何問(wèn)題。②張拉力大小為設(shè)計(jì)拉力的100%～120%之間時(shí)，應(yīng)當(dāng)持續(xù)5-10min，對(duì)變化情況進(jìn)行觀察，穩(wěn)定后，鎖定荷載。鎖定之后，如果出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力損失，則需要進(jìn)行補(bǔ)償張拉，確保施工的最終質(zhì)量能夠達(dá)到要求。

3 施工案例

某項(xiàng)目工程為深基坑工程，開(kāi)挖深度大約15m，其中深基坑圍護(hù)措施采取鉆孔樁錨索形式進(jìn)行，對(duì)實(shí)際土質(zhì)進(jìn)行勘察發(fā)現(xiàn)，如果使用普通錨索，需要將錨索固定于地質(zhì)中的巖石層，經(jīng)過(guò)計(jì)算，普通錨索長(zhǎng)度需要39m，這不僅會(huì)影響到工期，還會(huì)為工程增加難度，因此工程采取旋噴擴(kuò)大頭錨索方式進(jìn)行，經(jīng)過(guò)計(jì)算，以其中一個(gè)界面為例，擴(kuò)大頭錨索長(zhǎng)度23m，其中自由段長(zhǎng)度為17m，錨固段長(zhǎng)度為6m，擴(kuò)大頭長(zhǎng)度為5m，預(yù)計(jì)抗拔承載能力為850kN。工程施工人員為了確保擴(kuò)大頭錨索的穩(wěn)固性，對(duì)其中三根錨索采取抗拔能力實(shí)驗(yàn)，其中兩根經(jīng)過(guò)0.8倍的桿體強(qiáng)度進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)均不存在斷裂情況；在對(duì)第三根錨索進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，按照桿體的正常承受強(qiáng)度（1302kN）進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)拔力達(dá)到桿體正常承受強(qiáng)度的時(shí)候，錨索的鋼絞線(xiàn)才出現(xiàn)斷裂的情況。

工程分析：①應(yīng)用效果方面。工程結(jié)束一年后，通過(guò)第三方檢測(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)基坑內(nèi)部錨索進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)深基坑內(nèi)部位移非常小，最大位移只有19mm，該數(shù)據(jù)足以證明采用擴(kuò)大頭錨索起到的作用；②經(jīng)濟(jì)方面。施工人員按照以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，如果該工程采用普通錨索進(jìn)行，則需要1.2m間隔布置一個(gè)錨索；而擴(kuò)大頭錨索由于抗拔能力出眾，2.4m間隔布置一個(gè)錨索便能達(dá)到建筑標(biāo)準(zhǔn)，按照錨索量來(lái)講，采用擴(kuò)大頭錨索將會(huì)節(jié)約一半的錨索數(shù)量，而由于擴(kuò)大頭錨索運(yùn)用的水泥量較多，綜合來(lái)計(jì)算，成本增加并不多，但是在工程效果來(lái)說(shuō)，將深基坑穩(wěn)固程度提升了一個(gè)檔次；③工期方面。在施工過(guò)程中，由于地質(zhì)較為復(fù)雜，如果采用普通錨索，還需要將錨索打入巖層，由于巖層較為堅(jiān)固而且成孔比較困難，勢(shì)必會(huì)影響到工期，而且穩(wěn)固效果也并不能達(dá)到建筑標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，擴(kuò)大頭錨索在深基坑工程中起到非常重要的作用。根據(jù)本文分析可知，擴(kuò)大頭錨索能夠有效避免普通錨索的一些缺點(diǎn)，而且效果顯著，其單根錨索抗拔性能強(qiáng)，后期位移較少，而且能夠從節(jié)約工程成本以及工期時(shí)間等方面，為工程的安全實(shí)施提供良好的基礎(chǔ)。