魯玉芬 檀秋芬 徐光龍 開 明

(1.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000； 2.蕪湖市勘察測繪設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 蕪湖 241000)

·巖土工程·地基基礎(chǔ)·

談旋噴錨索在深基坑工程中的應(yīng)用★

魯玉芬1檀秋芬1徐光龍2開 明2

(1.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000； 2.蕪湖市勘察測繪設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 蕪湖 241000)

介紹了旋噴錨索的加固機(jī)理及特點(diǎn)，結(jié)合某工程實(shí)例，對旋噴錨索進(jìn)行了抗拉試驗(yàn)，并分析了其施工要點(diǎn)，有助于有效地解決軟土地區(qū)常規(guī)錨索在松散軟土施工中遇到的管涌、縮頸和滲流等問題。

旋噴錨索，深基坑，樁錨支護(hù)體系，軟土地基

樁錨支護(hù)體系是一種由排樁和錨桿(索)組成的聯(lián)合支護(hù)形式，在工程實(shí)踐中應(yīng)用范圍較廣。錨索按施工方法不同，分為普通錨索和旋噴錨索兩種[1,2]。普通錨索具有易塌孔、成孔難、錨固力不足等缺陷[3]。旋噴錨索是一種將大直徑水泥土樁體與普通錨索相結(jié)合的一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu)，主要利用旋噴鉆機(jī)按一定角度在土體中成孔，在成孔同時(shí)，通過旋噴機(jī)向土體噴射一定配合比的水泥漿，并充分?jǐn)嚢栊纬蓸扼w，同時(shí)利用鉆機(jī)鉆頭將加筋體(鋼絞線)直接帶入土中形成旋噴攪拌加勁樁[4]。旋噴錨索技術(shù)可以有效地解決軟土地區(qū)常規(guī)錨索在松散軟土施工中遇到的管涌、縮頸和滲流等問題，適用于各種地基，尤其對軟弱土層更能發(fā)揮優(yōu)勢[5]。

1 旋噴錨索的加固機(jī)理及特點(diǎn)

在軟土基坑支護(hù)中，支護(hù)結(jié)構(gòu)一般要配合錨索或支撐結(jié)構(gòu)共同工作，在內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，一般性錨索又不能提供有效的錨固力，這時(shí)，旋噴錨索發(fā)揮了積極的作用。旋噴錨索是將受拉錨索利用高壓噴射的水泥漿體固定于土體中，錨固體直徑可以擴(kuò)大到設(shè)計(jì)要求，入土端部以錨板固定，另一端錨固于冠梁或腰梁上，以承受土壓力、水壓力，從而充分利用軟弱土體的內(nèi)在抗力達(dá)到支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的改款錨索。其加固與支護(hù)具有如下特點(diǎn)：

1)可以根據(jù)旋噴壓力的大小以及噴射工藝，可以改變旋噴錨索的直徑或擴(kuò)大頭直徑，從而改變錨索設(shè)計(jì)承載力。

2)施工機(jī)械及設(shè)備的作業(yè)空間較小，在軟弱土層中行走方便，適用條件強(qiáng)。

3)施工的噪聲小，無震動，降低施工噪聲。

4)旋噴錨索成孔直徑可達(dá)到φ500 mm以上，與周圍土體接觸面和摩阻力較大，抗拔承載力也更大。

5)旋噴錨索還可以施加預(yù)應(yīng)力，以控制地面位移和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。

6)錨索的設(shè)計(jì)承載力可由抗拔試驗(yàn)來獲得，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)值，基坑更加安全可靠。

2 工程實(shí)例應(yīng)用

2.1 工程概況

南翔萬商工程地處蕪湖市萬春西路北側(cè)，中江大道西側(cè)，基坑安全等級按二級基坑工程設(shè)計(jì)，本工程地下室開挖深度6.5 m，采用以下圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式：1區(qū)、2區(qū)鉆孔樁+錨索圍護(hù)形式，3區(qū)、5區(qū)采用土釘(管釘)+掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)形式，4區(qū)采用攪拌樁墻，針對2區(qū)軟土區(qū)域基坑外側(cè)設(shè)置攪拌樁進(jìn)行土體改良，4區(qū)基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置攪拌樁進(jìn)行坑內(nèi)加固。本工程基坑開挖深度范圍內(nèi)的土層及其性質(zhì)自上而下依次為：

①層：雜、素填土，含大量植物根莖，主要為黏性土夾有塊石，在原有溝塘處回填有大量塊石，中為淤泥，結(jié)構(gòu)松散，一般在0.5 m～4.5 m。

②層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，淤積，暗灰色，流塑～軟塑狀，飽和，無搖震反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，低韌性。本層局部存在，厚度在3.5 m～8.3 m。

③層：粉質(zhì)黏土，灰色，軟塑～可塑狀，含鐵錳結(jié)核，本層局部存在，厚度0.60 m～3.20 m。

④層:粉質(zhì)黏土，可塑～硬塑狀，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，切面光滑，韌性中等。

南翔萬商地基土基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 南翔萬商地基土基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表

2.2 旋噴錨索的抗拉試驗(yàn)

在淤泥質(zhì)土中，普通錨索的做法是成孔、錨索支護(hù)、高壓注漿及預(yù)應(yīng)力張拉等工序，而旋噴錨索是通過高壓旋噴樁旋噴而成，南翔萬商基坑工程，支護(hù)體系采用了φ400旋噴錨索，長度16 m，我們在相同的淤泥質(zhì)軟弱土層中，也施工了16根φ150普通錨索，長度16 m,并隨機(jī)選取了16根旋噴錨索做了抗拉承載力對比(見表2)。

表2 旋噴錨索與普通錨索拉力值記錄表

通過圖表顯示數(shù)據(jù)表明，普通錨索的抗拉承載力平均值為86.75 kN，旋噴錨索的抗拉承載力平均值為249.75 kN，旋噴錨索是普通錨索的2.87倍，而錨索表面積，旋噴錨索是普通錨索的2.67倍。以上說明，旋噴錨索不單單是錨索直徑的增大，其注漿效果比普通錨索的高壓注漿還要好，這說明，在淤泥質(zhì)土中，作為錨固體，旋噴錨索是最好的一種選擇。

2.3 旋噴錨索施工要點(diǎn)

根據(jù)工程實(shí)際情況，南翔萬商基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工現(xiàn)場如圖1所示，在施工過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)鋼絞線制作，按照設(shè)計(jì)采用2根或多根鋼絞線，事先在場地按設(shè)計(jì)長度加工好，預(yù)留1 m作為張拉長度，鋼絞線每隔1.5 m設(shè)置一定位器，將注漿管安置于定位器上，便于與鋼絞線一起送入土層。在錨索末端設(shè)置錨板，作為張拉錨固用，以提高承載力。

2)鉆孔，旋噴跟進(jìn)，噴漿一般采用P.O42.5級水泥，水灰比為0.65～0.7，根據(jù)設(shè)計(jì)要求摻入水泥量，一般為25%～30%，直徑400～500旋噴錨索旋噴壓力一般應(yīng)控制在15 MPa～20 MPa，擴(kuò)大頭的旋噴攪拌的進(jìn)退次數(shù)應(yīng)增加1次～2次，以保證擴(kuò)大頭的直徑、水泥土強(qiáng)度以及水泥土的均勻性。

3)旋噴錨索施工完畢，應(yīng)待水泥土養(yǎng)護(hù)7 d～10 d后方可施加張拉力鎖定，夏天時(shí)間適當(dāng)減小。根據(jù)預(yù)應(yīng)力大小，可以選擇適當(dāng)大小的千斤頂進(jìn)行張拉，一般采用高壓油泵和100 t穿心千斤頂進(jìn)行張拉鎖定。正式張拉按照試驗(yàn)要求分級張拉，切忌一次張拉到底，每級張拉荷載要保持5 min～10 min，觀測錨頭無位移現(xiàn)象后再按鎖定荷載鎖定。若達(dá)不到要求，應(yīng)在旁邊補(bǔ)加錨索。

4)整個(gè)旋噴錨索施工過程與土方開挖相匹配，遵循自上而下、分層施工的原則，切忌一挖到底，每層土方應(yīng)開挖到錨索下500 mm為宜，分段施工以30 m～50 m為宜。開挖下一層土方時(shí)，

上層錨索要張拉鎖定并確定已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5)錨頭鎖定時(shí)，要按照設(shè)計(jì)要求對樁間土進(jìn)行處理，對腰梁與樁間空隙應(yīng)以混凝土澆搗灌實(shí)。錨固臺座要符合張拉角度和張拉力的要求，不得以平面鋼板代替。

旋噴錨索實(shí)際壓力達(dá)到20 MPa，在旋噴過程中，自由段水泥量較少，在錨固段和端部擴(kuò)大頭水泥用量明顯增加，甚至達(dá)到80 kg/m。抗拉實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，旋噴錨索提供的實(shí)際錨力可以達(dá)到230 kN，實(shí)際監(jiān)測位移也非常小。

3 結(jié)論與建議

通過介紹旋噴錨索加固軟基機(jī)理及特點(diǎn)，并通過工程實(shí)例驗(yàn)證其可靠性，得出以下結(jié)論：

1)旋噴錨索一般是配合排樁進(jìn)行工作。旋噴錨索的價(jià)值主要體現(xiàn)在通過擴(kuò)大錨索計(jì)算直徑，將錨固力均勻提供給軟弱土層，提高了抗拔錨力而不破壞土層的做法，同時(shí)，旋噴體對主動土進(jìn)行了局部加固，可有效控制位移、提高土體的穩(wěn)定性。

2)旋噴錨索固體直徑大、承載力高，力學(xué)性能優(yōu)于普通錨索，能夠在軟弱土層中應(yīng)用。

3)加大水泥土的用量，增強(qiáng)水泥土在基坑中的作用，是處理軟基的基坑支護(hù)方案中非常重要的安全儲備要素。

4)整個(gè)旋噴錨索施工過程與土方開挖相匹配，遵循自上而下、分層施工的原則，切忌一挖到底，開挖下一層土方時(shí)，上層錨索要張拉鎖定并確定已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

[1] 朱 輝.樁和旋噴錨索在黃泛區(qū)深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用研究[D].鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2013.

[2] 陶 鑄，范欽建，宋德鑫.旋噴加筋水泥土加錨支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用[J].巖土工程技術(shù)，2015,29(3)：158-162.

[3] 趙志縉，應(yīng)惠清.簡明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[4] 陳先軍.可回收旋噴攪拌加勁樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與理論研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2011.

[5] 孫 克，李美梅.關(guān)于高壓旋噴錨索與普通錨索的對比試驗(yàn)研究[J].煤炭工程，2015,48(9)：84-86.

With a project as an example to explore the application of jet grouting anchor in deep foundation pit engineering★

Lu Yufen1Tan Qiufen1Xu Guanglong2Kai Ming2

(1.WuhuInstituteofTechnology,Wuhu241000,China； 2.WuhuGeotechnicalandSurveyDesignInstituteCo.,Ltd,Wuhu241000,China)

This paper introduced the reinforcement mechanism and characteristics of jet grouting anchor, combining with an engineering example, made tensile test to jet grouting anchor, and analyzed its construction key points, helpful to effectively solve the pipe leakage, necking and seepage and other problems of conventional anchor of soft soil area encountered in loose soft soil construction.

jet grouting anchor, deep foundation pit, pile anchor support system, soft soil foundation

1009-6825(2017)20-0053-02

2017-04-28★：省級“建筑工程技術(shù)”特色專業(yè)(項(xiàng)目編號：2015tszy048)

魯玉芬(1977- )，女，碩士，副教授

TU463

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