35m旋噴錨索施工在船閘擴容改造工程中的應(yīng)用

王 辰

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

芒稻船閘擴容改造工程下閘首基坑緊鄰新大橋主墩，基坑開挖深度達19.7m，需防止基坑開挖過程中引起土體位移和滑坡，導(dǎo)致基坑邊坡及大橋主墩發(fā)生過量變形和破壞，這也是工程的重點和難點。同時，由于土錨長達35m，土錨深度范圍內(nèi)土層均為淤泥質(zhì)粉土，因此容易塌孔，不利于鉆進成孔和桿體安放。

為了能夠在這種復(fù)雜的地址和地質(zhì)條件下，確?；舆吰录按髽蛑鞫詹话l(fā)生位移和變形，同時加快基坑開挖施工進度，減少基坑暴露時間。經(jīng)研究、對比，選用旋噴錨索工藝，通過高壓旋噴與鋼絞線相結(jié)合，可保證土錨拉應(yīng)力，加快施工進度。

1 施工概述

旋噴錨索工藝即利用高壓旋噴原理將水泥漿體和鋼絞線桿體結(jié)合形成錨固抗拉體，保證土錨拉應(yīng)力，加快施工進度。其具備以下特點：（1）施工操作簡單，場地要求較低，機動靈活，施工迅速，質(zhì)量可靠。（2）利用高壓旋噴原理，泥漿護壁防止塌孔，確保鉆進成孔和桿體安放。（3）減少土方開挖，加快施工進度。（4）錨索在張拉后和土體互相作用的同時，樁、錨索間相互協(xié)調(diào)工作，基坑達到安全穩(wěn)定狀態(tài)。

2 適用范圍

該工法適用于基坑開挖深、地址和地質(zhì)條件復(fù)雜、變形監(jiān)控要求高的施工環(huán)境。

3 工藝原理

（1）高壓旋噴鉆頭的高壓水泥漿，在高壓泵作用下從底部和側(cè)翼向外噴射，噴射過程中對周側(cè)的土體進行切割；高壓旋噴鉆頭和側(cè)翼在動力推動下逐漸向前推進，直至達到設(shè)計深度和直徑，形成錨孔。（2）高壓注漿與錨索形成錨固抗拉體。（3）利用錨索與灌注樁排樁連接，錨索張拉后形成拉應(yīng)力，對土體進行支護。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

旋噴錨索施工工藝與鉆孔灌注樁結(jié)合，對下閘首基坑局部進行支護。在具備旋噴錨索條件后，可按照工藝流程圖實施（見圖1）。

圖1 工藝流程圖

4.2 操作要點

（1）灌注樁施工。灌注樁為排樁結(jié)構(gòu)，錨索穿插入灌注樁之間，錨索與灌注樁相互協(xié)調(diào)起到支護作用。為了確保錨索順利安裝，灌注樁不得串孔、擴孔。為防止灌注樁串孔現(xiàn)象，施工前應(yīng)保證樁距在5m內(nèi)且混凝土完成后24h才能開鉆，以免干擾相鄰樁混凝土的凝固。施工前對各灌注樁進行編號、排序，施工方式采用跳打法。（2）土方開挖。土方開挖前采用防滲帷幕（高壓旋噴樁）與井點降水相結(jié)合，降低地下水位，保證土方開挖和旋噴錨索施工。土方開挖至土錨標(biāo)高以下1.2m，確保施工操作面。（3）測量定位。土方開挖至施工作業(yè)面后，用水準(zhǔn)儀和鋼尺標(biāo)明鉆孔位置，做好標(biāo)記。鉆機就位準(zhǔn)確，將底座墊平，鉆桿的傾斜角度采用羅盤校核。（4）鉆孔。施工前應(yīng)在灌注樁旁挖好排水溝及泥漿池，避免因泥漿隨意排放而影響施工。采用MDL-135D型鉆機，配硬質(zhì)合金三翼鉆頭。根據(jù)現(xiàn)場土層土質(zhì)條件，施工中采用泥漿（主要針對砂質(zhì)粉土土質(zhì)）護壁，并通過泥漿循環(huán)將孔底鉆渣帶出孔外；水泥漿水灰比為0.6～0.8，邊鉆進邊攪拌注漿，確保一次成孔，孔深符合設(shè)計要求，不應(yīng)小于設(shè)計值，也不宜大于設(shè)計長度50cm。鉆桿水平、垂直方向的孔距誤差不應(yīng)大于10cm；每個鉆孔方向按設(shè)計要求的孔斜度、方位角布置，用羅盤控制鉆孔角度，鉆孔軸線的偏斜率不應(yīng)大于錨桿長度的2%。鉆孔過程中，及時檢測孔斜偏差，確?？仔逼罘显O(shè)計要求，必要時采用糾偏措施。

4.3 桿體制作

桿體由鋼絞線（4×Φ17.8）、錨盤、隔離架和注漿管制作而成。所用鋼絞線在制作之前應(yīng)送至有關(guān)單位檢驗合格后方可使用。

（1）鋼絞線制作。將合格的鋼絞線放置于平整硬化的專用制作場地上（尺寸為40m×3m）拉直，用鋼尺量測。每根鋼絞線比設(shè)計長度長100cm，控制每根鋼絞線的下料長度誤差不大于5cm，采用切割機按量測尺寸切斷鋼絞線。（2）錨盤制作。制作完成的4根鋼絞線安裝錨盤，在鋼絞線端頭安裝錨具，錨盤與錨具焊接牢固。（3）隔離架安裝。鋼絞線應(yīng)平直排列，沿桿體軸線方向每隔1～1.5m設(shè)置一個隔離架，應(yīng)與隔離架綁扎牢固。（4）注漿管制作。注漿管即鉆機鉆桿，一體化施工。

4.4 錨索安裝

錨索安裝前要檢查對桿體，檢查鋼絞線順直性，如有扭曲，需調(diào)整。經(jīng)檢查合格后，進行桿體安裝。

將制作好的桿體安裝于鉆桿上，鉆頭上套住錨具索套，錨具索套和鉆頭由鉆桿送至設(shè)計孔深位置，孔深以鉆桿長度為標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 注漿

注漿材料：水泥采用強度等級為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿強度為M20，水灰比為1∶0.5～1∶1。

注漿時，注漿管的出漿口應(yīng)插入距孔底30～50cm處，控制泵壓為10～25MPa，控制提升速度在1.0m/min左右。漿液自下而上連續(xù)灌注，且確保從孔內(nèi)順利排水、排氣，隨漿液的注入緩慢勻速地拔出。為保證注漿飽滿，孔口宜設(shè)止?jié){塞或止?jié){袋；注漿時需保證在1h內(nèi)完成單根連續(xù)灌注。

孔底注漿體擴大頭部分長度為6.0m，為保證滿足設(shè)計要求，控制泵壓為25MPa鉆進、提升、注漿各2次，采用大壓力、慢提速施工。標(biāo)準(zhǔn)注漿體采用小壓力、快提速施工，最終形成符合技術(shù)要求的錨固注漿體。

4.6 張拉與鎖定

按設(shè)計要求安裝臺座、錨具，臺座、錨具型號及強度滿足設(shè)計要求，臺座的承壓面應(yīng)平整，并與土錨的軸線方向垂直。

單個臺座由鋼墊板（250mm×250mm×20mm，2塊）、加強肋（厚度18mm，4塊）、楔形板（厚20mm，3塊）、槽鋼（2[20a）組成。

土錨張拉前對張拉設(shè)備進行標(biāo)定。土錨的張拉需在錨固體強度達到設(shè)計強度，且灌注樁與帽梁均達到設(shè)計強度等級后進行。張拉按順序進行，張拉時先用（0.1～0.2）Nt（Nt錨桿軸向拉力設(shè)計值）設(shè)計軸向拉力值，對單根錨索進行預(yù)張拉1～2次，以保證各部位的接觸緊密，桿體完全平直。

錨桿張拉應(yīng)進行荷載分級，每級張拉荷載應(yīng)觀測、控制位移時間及加載速率。錨桿張拉荷載的分級、位移觀測時間及加載速率如表1所示。

錨桿張拉至（1.05～1.10）Nt時，保持10min，然后卸荷至鎖定荷載設(shè)計值進行錨鎖。確認鋼絞線在張拉控制應(yīng)力達到穩(wěn)定后方可錨固。

表1 錨桿張拉荷載表

張拉、鎖定時要做好相應(yīng)的施工記錄。

5 封錨

錨固后的夾片頂面應(yīng)平齊，其相互的錯位不宜大于2mm，且露出錨具外的高度不應(yīng)大于4mm。錨固完畢并確認合格后方可切割端頭多余的鋼絞線，切割時應(yīng)采用砂輪鋸，嚴(yán)禁采用電弧焊進行切割，同時不得損傷錨具。切割的鋼絞線外露長度不應(yīng)小于30mm。錨具采用封端混凝土保護。

6 質(zhì)量控制

6.1 施工中易出現(xiàn)的問題及其處理措施

（1）施工注漿過程中如果出現(xiàn)斷漿現(xiàn)象，應(yīng)及時停鉆，解決施工問題后再重新進行注漿。（2）鋼絞線安放應(yīng)注意：鋼絞線放入鉆孔之前，應(yīng)檢查鋼絞線的質(zhì)量，確保鋼絞線組裝滿足技術(shù)要求；鋼絞線安放后不得隨意敲擊，不得懸掛重物。（3）注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用；漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石塊、雜物混入漿液；旋噴外孔口溢出漿液時，可停止注漿。（4）該施工工藝專業(yè)要求級強，如違反施工工藝，會造成人員傷亡事故，因此施工過程中要嚴(yán)格按照專門技術(shù)要求進行施工。

6.2 質(zhì)量控制要點及相應(yīng)技術(shù)質(zhì)量保證措施

（1）鉆進、提升速度控制在1.35～0.8m/min，回轉(zhuǎn)速度控制在20～50r/min，防止速度過快引起旋噴攪拌不均勻，漿液過少。（2）注漿用水、水泥及其他添加劑應(yīng)注意氯化物與硫酸鹽的含量，以防對鋼絞線的腐蝕。（3）施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和土層條件，選擇合理的施工工藝。（4）鋼絞線應(yīng)除油污、除銹，嚴(yán)格按設(shè)計尺寸下料。（5）注漿材料應(yīng)根據(jù)要求確定。（6）張拉前，應(yīng)對張拉設(shè)備進行標(biāo)定；張拉應(yīng)按一定程序進行，張拉順序應(yīng)考慮鄰近土錨的相互影響。

7 安全措施

（1）認真貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工實際情況和工程的具體特點，組成由專職安全員和班組兼職安全員參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好工程的安全生產(chǎn)。（2）嚴(yán)格遵循施工安全流程。（3）堅持開展檢查、驗收和體系審核活動，做到“四不放過”原則。（4）施工機械有可靠的防雨措施；一、二次線接線處應(yīng)有齊全的防護罩，二次線應(yīng)使用線鼻子；有良好的接地或接零保護。（5）施工現(xiàn)場必須建立安全用電責(zé)任制。

8 基坑監(jiān)控

（1）嚴(yán)格控制基坑安全坡比，禁止在邊坡上增加荷載。（2）確?；咏邓B續(xù)降排水。（3）變形監(jiān)測：從基坑土方開始開挖至挖深5m深度處，每2～3天監(jiān)測1次；5～10m的深度是每天監(jiān)測1次；待開挖深度大于10m時，每天監(jiān)測2次。

9 結(jié)論

針對狹小的地形地貌、不良的地質(zhì)條件以及周邊不利的建筑物，船閘擴容改造工程宜采用旋噴錨索施工工藝，從施工工藝、材料優(yōu)選、技術(shù)管理、安全管理等方面保證基坑安全穩(wěn)定，加快了施工進度。