軟土地層高壓旋噴擴大頭錨索施工技術(shù)

潘璽帆

中煤江南建設(shè)發(fā)展集團有限公司 廣東廣州 510800

1 工程概況

汕頭市潮南區(qū)人民醫(yī)院異地新建項目基坑支護工程位于汕頭市潮南區(qū)家美村陳沙大道以南，基坑周邊長度約720米，基坑占地面積約36500平方米，基坑開挖深度8.3m，局部9.1米，基坑支護安全等級為二級，側(cè)壁重要性系數(shù)取1.0。基坑支護方案采用“放坡+SMW工法樁+一道鋼筋砼內(nèi)支撐（A、C、E、G區(qū)）”、“放坡+SMW工法樁+旋噴錨索（F、H區(qū)）”、“放坡+雙排SMW工法樁（D區(qū)）”以及北側(cè)“雙排灌注樁+三軸攪拌樁止水帷幕+放坡（B區(qū)）”的支護型式。

2 軟土地層高壓旋噴擴大頭錨索施工

2.1 施工問題及原因

從以往泥濘軟土層高壓旋噴擴頭錨索施工方法及實施效果來看，存在易塌孔、縮頸、擴頭錨段質(zhì)量難以保證、套管拔出困難等問題，粘扣、錨固困難、旋噴效果差、淤泥凝結(jié)、錨索錨固力不足，套管脫落風(fēng)險大。

通過分析得出以下原因：一是相應(yīng)區(qū)域淤泥層過厚，錨固力只能通過延長和擴大錨固力段達到設(shè)計值，導(dǎo)致導(dǎo)孔長度過長；淤泥質(zhì)軟土層中有粘土、砂土等夾層，拔出困難套管損壞，套管脫落風(fēng)險大[1]。如果套管僅用于非膨脹段，即常規(guī)Φ150段，則在膨脹段，即Φ500段，很難拉下錨。高壓注漿壓力的選擇和鉆機轉(zhuǎn)數(shù)的多少，直接影響錨固段注漿體的質(zhì)量。二是淤泥層旋噴注漿施工過程中，淤泥含水率高，流動蠕變大，塌孔；水泥漿比不準確導(dǎo)致旋噴體與膨脹頭錨固段淤泥凝結(jié)效果差；水灰比過高導(dǎo)致旋噴壓力不足，膨脹錨直徑減小，而過小的水灰比會導(dǎo)致錨固段漿液凝結(jié)性差、強度低，不能滿足錨固力的設(shè)計要求。

2.2 施工技術(shù)

套管拔出困難，卡鉆易造成套管脫落，砂層錨固困難，縮口擴頭錨固段質(zhì)量不易保證。為此，采用89mm鉆桿和2.8mm噴嘴鉆頭進行高壓灌漿。高壓灌漿泵的泵壓控制在10-12MPa。根據(jù)現(xiàn)場土壤條件確定混凝土，泵送純水泥漿。鉆進過程中，根據(jù)底層情況，鉆機轉(zhuǎn)速控制在6-40R/min，高壓灌漿時，泵壓控制在20-23MPa，鉆機轉(zhuǎn)速控制在12R/min，取材速度由定時控制[2]。出擴壓頭段前，緩慢降低灌漿壓力至10MPa左右。

對粉砂層旋噴注漿施工過程中出現(xiàn)的塌孔、水泥漿配合比等問題，在施工前進行了現(xiàn)場試驗，確定了土體的相關(guān)參數(shù)。鉆井時在水泥漿中加入適量膨潤土，水灰比為0.8-1.0，水泥漿比重控制在1.5左右，灌漿過程中水泥用量不低于250kg/m。

2.3 施工工藝

（1）施工準備：基坑開挖至錨索施工高程。由于土質(zhì)較差，沿錨索施工路線鋪設(shè)6m寬的工作面，并鋪設(shè)鋼板。場地平整后，將6×45m2工作面底部換填石渣，頂部換填石粉。

（2）定位：將專用錨桿鉆機對準井位，調(diào)整角度，經(jīng)質(zhì)檢員驗收合格后方可鉆進。

導(dǎo)向孔：鉆機就位后，通過調(diào)整鉆機四條腿的伸出長度來調(diào)整鉆機的垂直度。同時，通過調(diào)整液壓桿，緩慢調(diào)整鉆桿和斜角[3]。高壓灌漿采用89mm鉆桿和2.8mm鉆頭。高壓灌漿泵的泵壓控制在10-12MPa?；炷粮鶕?jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況確定，泵送清水泥漿。鉆進過程中，根據(jù)底層情況，將鉆機轉(zhuǎn)速控制在6-40R/min，待導(dǎo)孔各段結(jié)束后，先拔出鉆桿，再更換旋噴咀，為后續(xù)錨固擴孔灌漿做準備。

3 技術(shù)應(yīng)用

3.1 研究內(nèi)容

對軟土地層高壓旋噴擴頭錨索施工中的問題，將水泥土強制攪拌，形成完整、穩(wěn)定、抗水、強度高的細長旋噴樁。該施工技術(shù)的應(yīng)用研究主要包括以下內(nèi)容：

配制不同濃度的水泥漿。根據(jù)收集的資料總結(jié)，粉土層中旋噴樁和旋噴錨的水灰比在0.5-1.3之間，因此本次試驗選取了3種水灰比。

測試錨索施工。根據(jù)三種不同的水灰比，現(xiàn)場試驗施工了三根錨索，共施工了九根錨索。在錨索施工過程中，主要記錄了以下兩個問題：①相同注漿壓力、不同水灰比條件下的水泥漿噴射半徑；②施工過程中是否有堵管現(xiàn)象。

選擇了最佳水灰比作為錨索張拉參數(shù)。施工結(jié)束后20天，對9根錨索進行破壞性張拉，記錄每根錨索的最大張拉值。結(jié)合試驗錨索施工過程中存在的問題，綜合選擇了最佳水灰比。

3.2 應(yīng)用效果

不同濃度的水泥漿，水泥漿比漿液濃度厚，在相同的注漿壓力下，噴射注漿半徑小，易造成堵管。高水泥濃度形成的水泥土強度雖然高，但與旋噴半徑相比，存在剩余?；舆吰碌淖畲蟪两?、累積沉降和最大沉降速度滿足工程應(yīng)用要求，沉降量不超過預(yù)警值。高壓旋噴膨脹錨索施工技術(shù)在淤泥質(zhì)軟土層中的應(yīng)用效果包括以下幾個方面：

在淤泥質(zhì)軟土層中采用高壓噴射注漿膨脹錨索施工技術(shù)，錨索施工全過程不出現(xiàn)卡套脫落現(xiàn)象，錨固順暢，注漿順暢，大大節(jié)省了工期，提前完成了工程。

采用淤泥質(zhì)軟土層高壓旋噴擴眼錨索水泥漿配置技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)場試驗確定的水泥漿配合比、注漿壓力、鉆孔膨脹土摻量等參數(shù)，該工程較好地避免了淤泥層注漿階段的塌孔現(xiàn)象，控制了鉸孔錨固體的質(zhì)量。

4 結(jié)語

在淤泥質(zhì)軟土層中應(yīng)用高壓旋噴加錨索施工技術(shù)，可有效縮短錨固段長度，錨索施工對周圍建筑物影響較小。一些地方原來無條件施工的錨索已經(jīng)變得可行。高壓噴射注漿膨脹錨索能有效克服普通錨索的缺點，具有單次拔出力大、位移小、可靠性高、經(jīng)濟性好等優(yōu)點。它是錨固技術(shù)發(fā)展的方向，在深基坑支護工程中具有良好的應(yīng)用前景。