軟土地層高壓旋噴擴大頭錨索施工技術

潘璽帆

中煤江南建設發展集團有限公司 廣東廣州 510800

1 工程概況

汕頭市潮南區人民醫院異地新建項目基坑支護工程位于汕頭市潮南區家美村陳沙大道以南，基坑周邊長度約720米，基坑占地面積約36500平方米，基坑開挖深度8.3m，局部9.1米，基坑支護安全等級為二級，側壁重要性系數取1.0。基坑支護方案采用“放坡+SMW工法樁+一道鋼筋砼內支撐（A、C、E、G區）”、“放坡+SMW工法樁+旋噴錨索（F、H區）”、“放坡+雙排SMW工法樁（D區）”以及北側“雙排灌注樁+三軸攪拌樁止水帷幕+放坡（B區）”的支護型式。

2 軟土地層高壓旋噴擴大頭錨索施工

2.1 施工問題及原因

從以往泥濘軟土層高壓旋噴擴頭錨索施工方法及實施效果來看，存在易塌孔、縮頸、擴頭錨段質量難以保證、套管拔出困難等問題，粘扣、錨固困難、旋噴效果差、淤泥凝結、錨索錨固力不足，套管脫落風險大。

通過分析得出以下原因：一是相應區域淤泥層過厚，錨固力只能通過延長和擴大錨固力段達到設計值，導致導孔長度過長；淤泥質軟土層中有粘土、砂土等夾層，拔出困難套管損壞，套管脫落風險大[1]。如果套管僅用于非膨脹段，即常規Φ150段，則在膨脹段，即Φ500段，很難拉下錨。高壓注漿壓力的選擇和鉆機轉數的多少，直接影響錨固段注漿體的質量。二是淤泥層旋噴注漿施工過程中，淤泥含水率高，流動蠕變大，塌孔；水泥漿比不準確導致旋噴體與膨脹頭錨固段淤泥凝結效果差；水灰比過高導致旋噴壓力不足，膨脹錨直徑減小，而過小的水灰比會導致錨固段漿液凝結性差、強度低，不能滿足錨固力的設計要求。

2.2 施工技術

套管拔出困難，卡鉆易造成套管脫落，砂層錨固困難，縮口擴頭錨固段質量不易保證。為此，采用89mm鉆桿和2.8mm噴嘴鉆頭進行高壓灌漿。高壓灌漿泵的泵壓控制在10-12MPa。根據現場土壤條件確定混凝土，泵送純水泥漿。鉆進過程中，根據底層情況，鉆機轉速控制在6-40R/min，高壓灌漿時，泵壓控制在20-23MPa，鉆機轉速控制在12R/min，取材速度由定時控制[2]。出擴壓頭段前，緩慢降低灌漿壓力至10MPa左右。

對粉砂層旋噴注漿施工過程中出現的塌孔、水泥漿配合比等問題，在施工前進行了現場試驗，確定了土體的相關參數。鉆井時在水泥漿中加入適量膨潤土，水灰比為0.8-1.0，水泥漿比重控制在1.5左右，灌漿過程中水泥用量不低于250kg/m。

2.3 施工工藝

（1）施工準備：基坑開挖至錨索施工高程。由于土質較差，沿錨索施工路線鋪設6m寬的工作面，并鋪設鋼板。場地平整后，將6×45m2工作面底部換填石渣，頂部換填石粉。

（2）定位：將專用錨桿鉆機對準井位，調整角度，經質檢員驗收合格后方可鉆進。

導向孔：鉆機就位后，通過調整鉆機四條腿的伸出長度來調整鉆機的垂直度。同時，通過調整液壓桿，緩慢調整鉆桿和斜角[3]。高壓灌漿采用89mm鉆桿和2.8mm鉆頭。高壓灌漿泵的泵壓控制在10-12MPa。混凝土根據現場土質情況確定，泵送清水泥漿。鉆進過程中，根據底層情況，將鉆機轉速控制在6-40R/min，待導孔各段結束后，先拔出鉆桿，再更換旋噴咀，為后續錨固擴孔灌漿做準備。

3 技術應用

3.1 研究內容

對軟土地層高壓旋噴擴頭錨索施工中的問題，將水泥土強制攪拌，形成完整、穩定、抗水、強度高的細長旋噴樁。該施工技術的應用研究主要包括以下內容：

配制不同濃度的水泥漿。根據收集的資料總結，粉土層中旋噴樁和旋噴錨的水灰比在0.5-1.3之間，因此本次試驗選取了3種水灰比。

測試錨索施工。根據三種不同的水灰比，現場試驗施工了三根錨索，共施工了九根錨索。在錨索施工過程中，主要記錄了以下兩個問題：①相同注漿壓力、不同水灰比條件下的水泥漿噴射半徑；②施工過程中是否有堵管現象。

選擇了最佳水灰比作為錨索張拉參數。施工結束后20天，對9根錨索進行破壞性張拉，記錄每根錨索的最大張拉值。結合試驗錨索施工過程中存在的問題，綜合選擇了最佳水灰比。

3.2 應用效果

不同濃度的水泥漿，水泥漿比漿液濃度厚，在相同的注漿壓力下，噴射注漿半徑小，易造成堵管。高水泥濃度形成的水泥土強度雖然高，但與旋噴半徑相比，存在剩余。基坑邊坡的最大沉降、累積沉降和最大沉降速度滿足工程應用要求，沉降量不超過預警值。高壓旋噴膨脹錨索施工技術在淤泥質軟土層中的應用效果包括以下幾個方面：

在淤泥質軟土層中采用高壓噴射注漿膨脹錨索施工技術，錨索施工全過程不出現卡套脫落現象，錨固順暢，注漿順暢，大大節省了工期，提前完成了工程。

采用淤泥質軟土層高壓旋噴擴眼錨索水泥漿配置技術，根據現場試驗確定的水泥漿配合比、注漿壓力、鉆孔膨脹土摻量等參數，該工程較好地避免了淤泥層注漿階段的塌孔現象，控制了鉸孔錨固體的質量。

4 結語

在淤泥質軟土層中應用高壓旋噴加錨索施工技術，可有效縮短錨固段長度，錨索施工對周圍建筑物影響較小。一些地方原來無條件施工的錨索已經變得可行。高壓噴射注漿膨脹錨索能有效克服普通錨索的缺點，具有單次拔出力大、位移小、可靠性高、經濟性好等優點。它是錨固技術發展的方向，在深基坑支護工程中具有良好的應用前景。