高壓噴射囊式擴(kuò)體錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)及施工工藝

張其宣

（浙江工業(yè)大學(xué)，杭州310014）

1 工程實(shí)例

中交榮域地下室車庫項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于江蘇省南京市高淳區(qū)鳳山路以南、丹陽湖北路以西地塊。為1 層整體地下室，建筑面積約31 489m2。

1.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

建筑場(chǎng)地地形稍有起伏，地貌單元為階地，發(fā)育有古河道。根據(jù)地勘報(bào)告可知，場(chǎng)地各土層物力力學(xué)指標(biāo)如表1 所示。

表1 土層物理力學(xué)指標(biāo)

1.2 主要試驗(yàn)儀器

穿心千斤頂1 臺(tái)，油壓表1 套，百分表位移傳感器2 只，磁性表座2 只，反力架1 臺(tái)。

1.3 試驗(yàn)錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)

本次試驗(yàn)所選用的錨桿參數(shù)如表2 所示。

表2 錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)

2 錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)及成果分析

2.1 試驗(yàn)步驟方法

根據(jù)CECS 22：2005《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》[1]的有關(guān)規(guī)定，本次驗(yàn)收試驗(yàn)采用單循環(huán)分級(jí)加載法進(jìn)行檢驗(yàn)。單循環(huán)分級(jí)加載法即依次對(duì)擴(kuò)體錨桿施加0.1、0.5、0.75、1.00、1.20、1.33和1.50 倍的錨桿抗拔力特征值作為試驗(yàn)荷載，然后卸載至特征值的10%，再加載到特征值。每級(jí)荷載保持6min，最后一級(jí)荷載保持11min，依次記錄位移計(jì)的讀數(shù)。在試驗(yàn)過程中，若前后位移計(jì)讀數(shù)的差值均不超過1.0mm，則認(rèn)為位移收斂穩(wěn)定。否則延長加載時(shí)間，并記錄15min、20min、25min、30min、45min和60min 時(shí)的位移計(jì)讀數(shù)。本級(jí)荷載加載完成后，進(jìn)行下一級(jí)荷載加載，直至單循環(huán)分級(jí)加載結(jié)束。

2.2 錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)荷載、位移實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析試驗(yàn)錨桿荷載與位移的變化關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果分析如下：

1）經(jīng)計(jì)算，a#、b#、c#、d#、e#、f#、h#、j#、k#錨桿分別為：2.02mm、2.02mm、2.02mm、1.57mm、1.57mm、1.57mm、2.02mm、23.51mm、21.55mm、21.55mm、21.55mm、27.71mm、27.71mm、27.71mm。在最大試驗(yàn)荷載下錨桿的彈性位移量分別為16.49mm、17.56mm、17.68mm、18.11mm、18.64mm、18mm、31mm、18.97mm、18.97mm、19.73mm。均介于ΔS1、ΔS2之間，所有錨桿拉拔試驗(yàn)均合格。

2）從圖1 可知：9 根錨桿在試驗(yàn)荷載未達(dá)到300kN 之前變形基本接近，變形較小。分析此時(shí)變形主要是由于非擴(kuò)體錨固段的拉伸所引起，此時(shí)主要受錨桿長度的影響。

3）當(dāng)試驗(yàn)荷載超過300kN，圖像出現(xiàn)明顯分化。分析是由于非擴(kuò)體段達(dá)到極限承載力，導(dǎo)致錨周土體發(fā)生剪切破壞，此時(shí)錨桿的抗拔承載力受擴(kuò)體段影響較大。

4）從d#、e#、f#、h#、j#、k#錨桿的荷載位移圖像上發(fā)現(xiàn)不同的擴(kuò)體段直徑的錨桿的承載能力有明顯的區(qū)別。說明擴(kuò)體段直徑是抗拔承載力的主要影響因素。從a#、b#、c#、h#、j#、k#錨桿的荷載位移圖像上發(fā)現(xiàn)，h#、j#、k#錨桿的抗拔承載力不及a#、b#、c#錨桿。分析發(fā)現(xiàn)a#、b#、c#錨桿所在土層較好。

3 高壓噴射囊式擴(kuò)體錨桿的施工

3.1 施工工序

高壓噴射囊式擴(kuò)體錨桿施工工序?yàn)榫庡^、放線定位、鉆機(jī)就位、鉆進(jìn)引孔、旋噴擴(kuò)孔、接管下錨、高壓注漿、拆管補(bǔ)漿、防水處理、防腐處理、張拉鎖定和外錨頭密封處理。

3.2 施工的技術(shù)要求

施工的技術(shù)要求包括：

1）在正式施工之前對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整硬化，滿足鉆桿鉆機(jī)施工作業(yè)時(shí)的基本要求。選用合適的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行布置安裝和調(diào)試，重點(diǎn)檢查機(jī)器的高壓試噴，用高于施工要求5～10MPa的噴射壓力高壓噴射水泥漿，持續(xù)噴射10min，檢驗(yàn)相關(guān)機(jī)械及水泥漿質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2）依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在正式施工前對(duì)每根錨桿的點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量控制，保證點(diǎn)位偏差小于100mm。并測(cè)放施工點(diǎn)位的場(chǎng)地標(biāo)高，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定鉆機(jī)鉆進(jìn)深度。

3）待鉆機(jī)到達(dá)設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行擴(kuò)孔施工。本工程采用水灰比為1.0 的水泥漿進(jìn)行高壓噴射擴(kuò)孔，噴射壓力控制在25MPa。整個(gè)過程保持勻速提升、勻速旋轉(zhuǎn)，即保持15cm/min的提速和10r/min 的旋速。在進(jìn)行單根擴(kuò)體錨桿擴(kuò)孔施工時(shí)應(yīng)保持連續(xù)作業(yè)，如果發(fā)生中斷，恢復(fù)擴(kuò)孔時(shí)應(yīng)保證500mm 的搭接長度。

4）現(xiàn)場(chǎng)組裝囊式擴(kuò)體錨桿，并涂刷厚度不小于280μm 的防腐涂層。擴(kuò)體錨桿組裝完成后，將注漿管固定在囊式擴(kuò)體錨桿上，用旋噴鉆機(jī)附配吊裝系統(tǒng)將其吊入錨孔內(nèi)。迅速將擴(kuò)體錨桿下放至設(shè)計(jì)深度，然后高壓向囊內(nèi)注入水灰比為0.5 的水泥漿。待囊內(nèi)注滿水泥漿后，松動(dòng)固定裝置，使注漿管與錨桿分離，繼續(xù)向囊外注入水灰比為1.0 的水泥漿。直到水泥漿液連續(xù)從孔口溢出。

5）錨桿施工完成后28d 或者注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，取錨桿總數(shù)的5%且至少3 根錨桿進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)[2]。試驗(yàn)按照單循環(huán)分級(jí)加載法進(jìn)行。

6）在進(jìn)行底板結(jié)構(gòu)防水過程中，對(duì)錨桿根部進(jìn)行加強(qiáng)處理。在混凝土澆筑前，依次安裝螺旋箍筋、鋼墊片、預(yù)應(yīng)力筋螺母，并進(jìn)行防水處理。

4 結(jié)語

本文以某地下車庫擴(kuò)體錨桿工程為背景，通過對(duì)驗(yàn)收試驗(yàn)的研究及擴(kuò)體錨桿的施工過程分析，得到以下結(jié)論：

1）在拉拔荷載未達(dá)到300kN 之前，主要是非擴(kuò)體錨固段承載荷載作用，此時(shí)錨桿位移較小。隨著荷載逐級(jí)增加，擴(kuò)體段開始承擔(dān)荷載作用。

2）擴(kuò)體段直徑、埋置深度、錨頭所在土層的巖土參數(shù)的改變都對(duì)其抗拔承載力有影響。其中擴(kuò)體段直徑是主要影響因素之一。對(duì)比埋置深度，擴(kuò)體段所在土層的巖土參數(shù)對(duì)抗拔承載力的影響更大。

3）通過高壓噴射擴(kuò)孔、膨壓擴(kuò)孔提高了擴(kuò)體錨桿的成孔質(zhì)量。通過無收縮灌漿料封底、防腐囊體包裹、止?jié){塞密封、防腐涂層、遇水膨脹止水膠條等多種防腐技術(shù)，提高了擴(kuò)體錨桿的耐腐蝕性。