旋喷锚索桩技术在基坑支护工程中的应用

.旋喷锚索桩技术在基坑支护工程中的应用旋喷锚索桩在南京地区基坑支护工程中开始运用，南京某科技创业研发楼基坑为悬臂直立开挖，支护桩间采用旋喷锚索拉杆代替钢梁或钢筋混凝土梁支撑，基坑挖深6.95m。1旋喷锚索桩工艺概述将受拉杆件的一端固定于岩（土）体中，另一端与工程结构物相联接，以承受由于土压力、水压力或其他外力施加于结构物的推力或上举力，从而利用岩（土）体的内在抗力维持结构物的稳定。这种技术的设计和施工统称为锚固技术或锚固法。锚固技术在我国基坑支护、边坡加固、挡土结构锚固和结构抗倾等工程中得到广泛应用。随着技术的发展，锚固技术施工更简便、技术更可靠、承载力更强的新型锚固技术不断出现，锚固法由钻孔锚固发展到旋喷锚索，孔径由150mm扩大至500mm以上。2旋喷锚索桩的特点（1）施工机械及设备的作业空间不大，可为各种地形及场地所选用。（2）用锚索拉杆代替钢横撑或钢筋混凝土结构做侧壁支撑，可节省大量钢材、水泥和劳力，且能改善施工条件和缩短工期，节约建设成本。（3）拉杆（钢绞线）的设计拉力可由抗拔试验来获得，保证了设计的安全度，相应降低了施工难度。（4）施工的噪声和震动均较小，减轻了环境的负担。（5）旋喷锚索还可以施加预应力，以制约地面和支护结构的变形，提高基坑安全系数。（6）旋喷锚索桩因采用特制套管锚杆机旋喷成孔，成孔直径可达到500mm以上，锚固体直径更大，与周围土体接触面和摩阻力更大，抗拔承载力也更大。3旋喷锚索桩施工技术措施现以南京某科技创业研发楼基坑支护旋喷锚索为例：预应力旋喷锚索5001800，内置3-15.2预应力钢绞线，2根22#工字钢做腰梁，旋喷锚索水泥掺入量为30%。3.1施工要求1）旋喷锚索桩采用PO42.5级水泥，水泥掺入量为30%，水灰比为0.7；500旋喷锚索桩压力应为1520MPa，扩大头的旋喷搅拌的进退次数比桩身增加二次，以保证扩大头的直径，水泥浆应拌和均匀，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。2）旋喷锚索内插钢绞线，应进入旋喷桩底，待旋喷桩养护7d后施加张拉力锁定。3）旋喷锚索施工必须按照分段分层开挖，分层厚度必须于施工工况结合且2m。下层土开挖前，上层的旋喷锚索桩必须有10d以上的养护并已锁定。4）旋喷锚索桩钻孔前按施工图放线定位，做上标记，钻孔定位误差50mm。5）旋喷锚索桩径偏差不超过2cm，并严格按照设计桩长施工。6）钻孔机具应满足设计对设计参数的要求。7）钢绞线插入定位误差不超过30mm，底部标高误差20cm。筋体应放在桩体的中心上，待旋喷锚索桩养护10d以后，在钢绞线上施加预应张力后锁定，使筋体和腰梁、锚具连接牢。8）每根钢绞线由7根钢丝绞合而成，桩外留1m以便张拉。在做主体结构防水处理时，可将外露部分切去，500旋喷锚索桩钢绞线锁定值为100kN。9）锚头用冷挤压法与锚盘进行固定；旋喷锚索桩强度达到70%后方可进行张拉锁定。10）采用高压油泵和100t穿心千斤顶进行张拉锁定。正式张拉首先用20%锁定荷载预张拉一次，再以50%、100%的锁定荷载分级张拉，然后超张拉110%锁定荷载，在超张拉荷载下保持5min，观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。若达不到要求，应在旁边补桩。3.2施工工艺3.2.1工艺流程土方开挖桩间土喷锚放线定孔位钻机就位校正孔位、调整角度-钻进（高压扩孔）成孔安放锚索-注浆拔套管安装腰梁、锚头锚具张拉锁定。3.2.2钻孔施工锚孔定位：开挖后的基坑壁经过修整喷锚，按设计要求的标高和水平间距，用水准仪和钢尺定出孔位，做好标记。钻机就位：将专用锚杆钻机（旋喷锚杆机），对准已放好的孔位，调整好角度，由质检员验收合格经监理工程师验收合格后准许开钻。钻孔：选用硬质合金高压旋喷钻头（喷头），钻头侧翼设置多个喷嘴进行高压旋转回转钻进工艺，锚杆钻机的深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度500mm。钻孔施工符合下列要求：钻杆钻孔时不得扰动周围地层；锚索水平方向孔距误差50mm，垂直方向孔距误差100mm，钻孔底部的偏斜尺寸不大于锚固体直径的3%；锚孔孔深不小于锚索设计长度，也不大于设计长度的1%，锚孔的孔径不小于设计的孔径；锚索成孔施工时应采用套管钻进。3.2.3扩孔施工高压旋喷钻头（喷头）的高压水泥浆在高压泵的压力作用下，从底部钻头和侧翼喷嘴向外喷射，喷射过程中同步对周侧的土体或砂层进行切割；高压旋转钻头和侧翼喷嘴在动力推动下逐渐向前推进，直至达到设计深度和直径，获得形成的锚杆孔。为了扩孔底直径，宜将钻杆来回上下几次（来回次数由试成孔获得）。扩孔施工符合下列要求：扩孔的高压喷射压力应20MPa，可取2040MPa；喷嘴移动速度1020mm/min；高压喷射注浆水泥采用强度等级为PO42.5级水泥浆，水灰比0.51.0；连接高压注浆泵和钻机的输送高压喷射液体的高压管长度50m；采用水泥浆液扩孔工艺，应至少上下往返扩孔两遍；高压旋喷钻头（喷头）应均匀旋转，均匀提升或下沉，由上而下或由下而上进行高压喷射扩孔，喷射管分段提升或下沉的搭接长度100mm。扩大头的旋喷搅拌的进退次数比桩身增加二次，以保证扩大头的直径；在高压喷射扩孔过程中出现压力骤然上升或下降时，应查明理由并及时采取措施；施工中严格按照施工参数进行施工，如实做好各项记录。3.2.4锚索制作和安放一般锚索需要在工地现场装配。首先，要确定锚索的总长，并将各锚索切断至该长度，钢绞线严格按设计尺寸下料，每股长度误差10mm，由于锚索通常是以涂油脂和包装物保护的形式运到现场，因此，锚索切断后应清理有限锚固段的保护层。钢绞线按一定规律平直排列，杆索锚固段沿杆体轴线方向每隔1.01.5m设置一个架线环或间隔块（使用的材料能经受住