旋噴錨索在東營地區深基坑工程中的應用

郭學達　左振營

摘 要：為了進一步研究高壓旋噴錨索在東營軟土分布且地下水位高地區的應用效果，結合東營地區深基坑支護項目，進行旋噴錨索與常規錨索對比試驗。通過試驗對比發現，高壓旋噴錨索較大程度地提高了錨索抗拔能力，該項對比試驗對旋噴錨索在深基坑工程中的應用具有一定的指導意義。

關鍵詞：東營;旋噴錨索;深基坑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.053

錨索在工程中應用較為廣泛，但也存在一定的局限性，例如常規錨索的直徑一般較小，側摩阻力難以達到最大程度的利用，尤其是在東營軟土地區，常規錨索難以成孔、成孔質量難以保證，特別是在地下水位高、粉土（砂）地層中尤為明顯。近些年也開發了一些新技術，比如囊式擴大頭錨桿等，但抗拔力提高有限和軟土地區無法施工的問題一直沒有得到有效的解決。

本文結合旋噴錨索、常規錨索在東營某深基坑工程項目中的應用，對旋噴錨索從施工工藝、受力原理、最大抗拔力、邊坡變形等多方面進行分析，用于指導后續項目工程施工。

1 高壓旋噴錨索施工工藝

高壓旋噴錨索在少數東營地區深基坑支護項目的成功應用，有力的證明了旋噴錨索在東營軟土地區的適用性，明顯的改善了錨索的錨固效果。高壓旋噴錨索作為一種新型的支護形式，采用高壓旋噴技術，對錨固段進行高壓旋轉噴射注漿，達到加固周圍土體的目的，可以在旋噴攪拌時帶入或攪拌完成后壓入的方式將鋼絞線埋置于加固土體中形成錨索。

高壓旋噴錨索是一種將大直徑水泥土樁體與傳統錨索相結合而成的新型錨索結構，其利用旋噴鉆機按一定角度在土體中切割、噴射水泥漿，充分攪拌形成水泥土樁體，同時利用鉆機鉆頭將筋體材料（鋼絞線）帶入或壓入樁體中，施加預應力后形成高壓旋噴預應力錨索。

2 試驗概況

2.1 工程概況

高壓旋噴錨索對比試驗在東營西城某項目基坑北側進行。該項目區包含15棟住宅樓和一個整體地下車庫，開挖深度5.95-6.75m，電梯井（集水坑）位置開挖深度增加2.25m，北側外圍為輔路，沿輔路存在2.0米高磚砌體圍墻，用地紅線距現狀圍墻線僅0.4m，紅線范圍內分布兩條熱力管線。基坑支護方案設計時充分考慮了周邊環境和附加荷載情況，其中基坑北側：上部1.5m1：1.0放坡+放坡平臺5.0m+下部采用SMW工法樁（型鋼水泥土墻）+預應力旋噴錨索支護結構形式。

2.2 工程地質和水文地質

根據巖土工程勘察揭露情況，基坑開挖影響范圍內地層特征自上而下分為9層，本工程在設計時選取的土層參數見表2。

場區地下水屬第四系潛水，勘察期間測得的地下水埋深為1.81m～2.90m，平均2.33m。穩定水位標高為-3.10～-3.02m，平均-3.05m。

2.3 基坑支護結構與錨索設計參數

基坑北側支護結構見圖1。

試驗錨索設計參數見表3。

2.4 試驗時間與試驗方法

試驗開始時間在錨索施工完成10天以后，待常規錨索錨固體強度大于15.0MPa和水泥土錨固體強度大于2.50MPa。

采用多循環加載法，試驗依據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）和《土層錨桿設計與施工規范》，測讀錨頭位移和其對應的荷載。

2.5 試驗數據整理與試驗成果描述

次試驗有高壓旋噴錨索3根、常規錨索2根，其中1#-3#為旋噴錨索，4#-5#為常規錨索（5#常規錨索由于孔內坍塌未能成孔）。1#錨索抗拔試驗多循環加載荷載和對應錨頭位移見表4，其他錨索試驗數據見表5。張拉力-錨頭位移曲線見圖2。

1#-3#為高壓旋噴錨索，4#為常規錨索，5#常規錨索由于孔內坍塌未施工完成，本次試驗對完成的4根錨索進行了抗拔試驗，試驗過程描述如下：

（1）1#和2#錨索當循環荷載加載至500kN時未出現拔出現象，且無明顯的位移不收斂跡象，說明錨固體提供的極限抗拔力不小于500kN。

（2）3#錨索當循環荷載加載至800kN時未出現拔出現象，且無明顯的位移不收斂跡象，說明錨固體提供的極限抗拔力不小于800kN。

（3）4#錨索當循環荷載加載至300kN時出現明顯位移增加的現象，且位移呈不收斂狀態，說明錨固體提供的極限抗拔力為270kN。

3 旋噴錨索與常規錨索的比較

由以上試驗數據可以看出，高壓旋噴錨索抗拔承載力與常規錨索相比，單根鋼絞線提供的抗拔力分別為167kN、160kN、135kN，有較大幅度的提升，提升幅度約20%，旋噴錨索極限抗拔力對應的變形也明顯低于常規錨索，說明旋噴錨索在抵抗變形和抗拔承載力方面均遠勝于常規錨索。

同時，旋噴錨索在施工過程中受地層影響較小，特別是在高水位、軟土分布地區，旋噴錨索更加凸顯了其優勢。

綜上，旋噴錨索不僅在抗拔承載力還是抗變形能力均明顯優于常規錨索，同時施工工藝上有效地保證了在東營高水位、軟土地區錨索成孔質量，進一步保護了深基坑邊坡的安全，不僅節省了工程造價和項目工期，而且保證項目安全生產。

4 結束語

高壓旋噴由地基處理轉化并應用到錨索結構中，不僅可提供較大的抗拔承載力，而且施工時不受地域和地層的限制。但由于其從地基處理高壓旋噴樁轉向邊坡支護的錨桿體系，對它的受力機理、參數提取、施工參數等諸多方面試驗研究還有待深入研究，以便旋噴錨索在工程得到更為廣泛的應用。

下一步研究的問題主要有：（1）水泥土錨固體與土體的側阻力;（2）水泥摻量對抗拔承載力的影響;（3）擴大頭旋噴錨索抗拔承載力。

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