李瀘著，曾陽彬，邱炳權(quán)

（中國建筑第四工程局有限公司 廣州510665）

0 引言

目前，普通預(yù)應(yīng)力錨索在國內(nèi)外基坑支護(hù)工程中應(yīng)用較多，錨索的抗拔力是依靠錨固體與周圍土體之間的摩擦力，普通錨桿由于直徑小，所以單根抗拔力較小，普通錨索長度相對較長。在土層中采用錨索要滿足設(shè)計的抗拔力，往往需要增加錨索長度或縮小錨索水平間距，但間距過小則會導(dǎo)致“群錨效應(yīng)”不良影響［1］。

擴(kuò)大頭錨索又被稱之為高壓噴射擴(kuò)大頭錨索，是通過擴(kuò)大錨固段直徑，加大與土體的接觸面積，形成“端承錨固”［2］，可大幅度增加抗拔力，縮短錨索長度［3］，在施工過程中采用鉆孔注漿一體式鉆機(jī)，錨注結(jié)合，能夠較好地解決砂層塌孔、成孔難等施工難題，在砂土地質(zhì)深基坑支護(hù)工程中有良好的應(yīng)用前景［4］。

本文通過實際案例介紹擴(kuò)大頭錨索在砂質(zhì)土中的施工方法，重點闡述其一體式施工應(yīng)用，突出體現(xiàn)擴(kuò)大頭在解決砂層基坑支護(hù)中的巨大優(yōu)勢，值得進(jìn)一步研究和推廣。

1 案例背景

擬建項目基坑全長963 m，面積約30 000 m2，開挖深度9.25～11.30 m，地下水穩(wěn)定埋深一般為0.60～2.00 m不等?；颖眰?cè)為珠江，南側(cè)為在建中小學(xué)項目。本基坑的主要特點有：開挖深度較深、砂質(zhì)土層厚。基坑支護(hù)采用部分樁撐、部分樁錨相結(jié)合的支護(hù)形式。設(shè)計采用擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索，長20～35 m，錨索打入角度35°。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)勘察結(jié)果分析，擬建場地所揭露的第四系地層主要有第四系人工填土層、沖積層及殘積層；下伏基巖為第三系泥質(zhì)粉砂巖。地層分布自上而下的描述如表1所示。

表1 場地內(nèi)地質(zhì)情況Tab.1 Geological Conditions within the Site

3 施工工藝

3.1 施工流程

擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索采用錨注一體式鉆機(jī)施工，除加壓注漿后臺，擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索施工采用1 臺錨注結(jié)合的鉆機(jī)即可完成鉆孔，下錨索，注漿全部作業(yè)。施工過程簡便，效率高。具體施工流程如圖1所示。

圖1 擴(kuò)大頭錨索施工流程Fig.1 Expansion Head Anchor Cable Construction Flow Chart

3.2 一體式施工

⑴根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)記施工部位，同步進(jìn)行錨索提前加工制作，由于選擇此作業(yè)工藝，錨索制作時隔離支架進(jìn)行節(jié)省，如圖2所示。

圖2 擴(kuò)大頭錨索施工Fig.2 Extend Head Anchor Cable Construction

⑵鉆機(jī)就位前，要求對作業(yè)平臺進(jìn)行平整，滿足連續(xù)作業(yè)需求，就位后進(jìn)行鉆機(jī)調(diào)試、清水濕管試壓，調(diào)整錨索施工角度。

⑶鉆孔與錨索安裝同步進(jìn)行［5］，錨索承載體安裝于鉆桿鉆頭，邊開孔邊牽引錨索帶入孔內(nèi)，直接穿越軟弱砂層，鉆孔安裝一步到位，鉆孔直至將錨索送至指定深度。

⑷自底部抽回鉆桿開始，在擴(kuò)大頭范圍段，鉆桿注漿管內(nèi)高壓注射氣體及水，進(jìn)行高壓噴射，旋轉(zhuǎn)切割、擠壓土體，來回高壓旋噴數(shù)次，形成一個不小于φ 600的圓柱狀的擴(kuò)大頭段。

⑸自底部向外抽離鉆桿，同步高壓旋噴灌注水灰比為0.5的水泥漿，通過控制注漿壓力，置換并擠壓填充擴(kuò)大頭段土體空間，形成串葫蘆狀水泥土擴(kuò)孔錨固段［6］，一次注漿到位。

⑹鉆機(jī)移至下一根繼續(xù)作業(yè)，單根錨索施工完成后，注漿體需滿足75%的強(qiáng)度（約需15 d），進(jìn)行張拉鎖定。

4 應(yīng)用效果

⑴相較于普通錨索，采用一體式施工擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索從施工作業(yè)順序可提高效率，節(jié)省隔離支架，鉆孔與錨索安裝同步進(jìn)行，同時利用鉆桿注漿管注漿，集鉆孔、下錨索、注漿于一身，大大提高施工效率。

⑵砂層位置為自由段，得益于鉆孔與牽引錨索同步施工工藝，不需要成孔后另外牽引錨索進(jìn)入，直接穿越砂層。即使砂層不能成孔或者塌孔，也不影響錨索后續(xù)施工步驟，一體式施工擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索在很大程度上解決了砂層施工錨索的難題。

⑶當(dāng)錨固段注漿固結(jié)體強(qiáng)度達(dá)到15 MPa 或者達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75%后，開展錨索抗拔承載力檢測工作［7］。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程：JGJ 120-2012》，錨索檢測數(shù)量應(yīng)不小于錨索總數(shù)的5%，且同一土層中的錨索檢測數(shù)量應(yīng)不少于3 根。本工程隨機(jī)抽選19根錨索進(jìn)行抗拔承載力檢測，以110#錨索為例，最大試驗加載量為728 kN，總位移量為69.44 mm。由試驗結(jié)果可知，錨索質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高，如表2、圖3所示。

表2 抗拔試驗位移情況Tab.2 Displacement of Pullout Test

圖3 Q-S曲線Fig.3 Q-S Curve

5 結(jié)語

高壓噴射擴(kuò)大頭錨索的抗拔力一般是普通預(yù)應(yīng)力錨索的3 倍以上［8］，擴(kuò)大頭段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的錨固段，錨索長度可以大大縮短，因此對周邊建筑物的影響減小，并且工程造價更低。另外，擴(kuò)大頭錨索單根抗拔力大，間隔相對放寬，錨索數(shù)量減少，對基坑止水帷幕的影響降低［9，10］。綜上，擴(kuò)大頭錨索在砂層地質(zhì)中有著可期的應(yīng)用優(yōu)勢，且基坑水平位移小，安全可靠性高，經(jīng)濟(jì)性好等，其施工技術(shù)也日趨成熟，在樁錨形式基坑支護(hù)工程中有著良好的發(fā)展應(yīng)用前景。