高压旋喷锚索在深基坑支护的应用

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摘要：淤泥质地层中采用预应力旋喷锚索桩锚支护结构能够显著降低锚索的蠕变量，更好地控制基坑侧向位移。当地层下部有较好土层时，可适当增大锚索倾角，将锚固端伸入下部较好土层内，能有效提高锚索的可靠度。锚固端头部3～5m通过增加喷搅次数或提高喷浆压力，可在锚固端头部形成扩大头，能显著提高锚固力，减少锚索的塑性变形。

关键词：淤泥质地层；基坑支护；高压旋喷预应力锚索

1引言

在淤泥质土地区开挖深基坑时，其支护结构容易出现变形问题，而且其锚索施工中也经常遇到缩颈、管涌以及渗流等难题。近年来，预应力旋喷锚索技术的应用，使以上问题得以有效解决。通过旋喷锚索与排桩的合理组合，构成桩外拉锚支护体系后，增大了锚索的纵横排距，提升了工程的经济效益。

2旋喷预应力锚索的优点

旋喷锚索的锚固体截面积大、承载性能强、可用于软弱土层，能将锚固力强化3～6倍，而预应力锚索则能对变形加以约束，弱化蠕变变形，降低锚索塑性变形，对支护结构的侧向位移进行控制，同时也能使围护墙体的受力状态得到改善。旋喷预应力锚索的布置方式十分灵活，在复杂环境中也能适用。

3工程实例

3.1基坑支护的基本概况

金鹏玖玖商业区的基坑设计挖深较大且场地附近环境复杂，近出存在其他建筑，对基坑的临时性支护应作加强设计，可沿用主体结构标高体系，具体高程为±0=20.000m。剖面1、2处基坑支护要求9.3～9.8m的有效深度，剖面3处要求4.3～4.7m的有效深度。本基坑工程岩土层在支护范围内的分布为：⑥细砂夹粉土；⑤粉质淤泥质黏土夹粉砂粉土；④粉土；③粉质淤泥质黏土夹粉土；②粉土夹粉质黏土；①杂填土。以第⑤粉质淤泥质黏土夹粉砂粉土层为基底。其设计参数要求为：a.基坑上口周边2m内不允许堆载，2～10m内要求20kPa；道路要求20kPa荷载；剖面3与3a的坡顶要求10kPa荷载；b.剖面1、2的基坑侧壁要求一级的安全等级，其重要性系数为1.1；剖面3与3a的基坑侧壁要求二级安全等级，其重要性系数为1.0；基坑必须具备12个月的安全使用期。d.计算土层物理力学的折减参数时，按0.75计。图1基坑临时支护示意图

3.2支护方案

①保证基坑边坡的稳固与安全。②保证附近原建筑结构的安全。③保证基础施工的安全性。④提供基础施工所需空间。经比选，选择桩锚支护方案，设止水帷幕，基坑以管井降水；具体为：①地下二层车库侧的剖面1-1与2-2均按上部放坡+下部桩锚方式支护；②地下二层车库与住宅区地下室侧的剖面3-3与3a-3a处以悬臂桩方式支护。

4施工要点

4.1支护桩

①成孔：a.因桩间距不足2.50m，施工时务必要间隔成孔，相邻桩位须待桩芯混凝土终凝后再成孔；b.钻孔取土期间，当钻至设计标高时，为保证附近在建建筑物不会产生明显附加沉降，应通过相应措施避免塌孔、缩径。②钢筋笼:a.钢筋笼以螺旋箍为外箍筋，设50mm厚的混凝土保护层。主筋按5d长焊缝做双面搭焊，将加劲筋点焊至主筋上；b钢筋笼要求按《混凝土结构工程施工及验收规范》以焊接方式分段制作；c吊装钢筋笼时，避免碰撞、变形，并于就位后即刻校正桩位、垂直度，随即固定钢筋笼。③桩身浇混凝土:a.成孔完成，经验收确认桩长、桩顶标高、岩土层性质与孔底沉渣等均合格后，方可展开桩身浇混凝土；b必须以水下浇混凝土方式完成。c桩身混凝土务必连续浇灌，并密实振捣，不留施工缝；d浇混凝土前要再清一次底；e按规定留置混凝土试块，并将施工记录做好。

4.2止水帷幕

①旋喷桩设置在支护桩之间，其桩间距350mm，桩径600mm，纵向搭接250mm。②施工工艺应选择双重管法。要求注浆材料按至少180kg/m掺入P.O42.5级水泥，确定掺入量时需结合现场试验，1.0的水灰比，以25～30MPa压力注浆。③每台机施工前均应试桩2～3根，据此设置施工参数。④要求孔位偏差在50mm以内，钻杆垂直度不超过1.0%。⑤要求喷射时的孔口返浆量不超过注浆量的1/5。注浆管分段提升时要求至少搭接100mm。若串孔冒浆，还要展开二次注浆。⑥注浆要均匀，自下而上直到高出顶面止水帷幕方可停止。⑦通过复喷将固结体半径增大、使固结体变强。⑧施工相邻旋喷桩时，若间隔>120h，外侧需要补设2根桩。⑨按隔孔分序方式作业，喷注相邻孔的间隔应在24h内。⑩基坑开挖前或开挖期间，需随机选取监测点对止水帷幕检测搭接宽度与表面尺寸。

4.3挖方与削坡

①挖方前，确保基坑支护标高与地下平面结构图中一致。挖方与地下室结构施工应分区进行。②机械开挖面与人工修坡要求分层、分段，自上而下展开，杂填土层各段长15m，其他土层均在15～25m之间，按土质状态确定开挖段长度，不得超深或超长。混凝土面层与土钉必须及时施工。工作面外侧可自由挖方，其挖深以坡顶标高为设计基准。自一点位置起按时钟方向展开，一层彻底完成后下一层方可开挖。③下层土方须待上一层喷射混凝土面养护3～5天达到10MPa强度后方可开挖。④开挖施工不得破坏既有支护系统。⑤挖方后应立即人工修坡，待坡面整平后，将虚土清除。

4.4冠架

①预应力锚索以15o～20o交错的倾角旋进，以400mm直径注浆，按规定成孔。②水泥用的是P.O.42.5级，掺量暂定在130kg/m以上，暂定0.7的水灰比，具体可结合现场土层状态予以调整。以25MPa～30MPa的压力进行旋喷搅拌。③施工务必要切槽，且应该分段分层开挖，具体厚度务必按工况确定。④选择15.2mm外径、1×7的预应力钢绞线作为锚索，在导向锚托架上居中固定。为了便于张拉，需在桩外留长1m。将PVC管套在自由段外并封闭两端。⑤预应力锚索的注浆硬化至75％设计强度时张拉。先以20％的设计荷载做1～2次预拉，再以1.05～1.1倍的设计荷载实施超张拉，并保持5分钟，再以设计荷载锁定。⑥在对下层挖方前，务必设置好预应力锚头与水平支撑系统。

4.5面层

①喷射坡面层和坡顶层时，混凝土强度等级为C20，厚80mm。②采用双向的钢筋网片，设25mm厚的保护层。将钢筋网片可靠固定于边壁上，钢筋网片必须与加强筋、土钉可靠连接。相邻段间按300mm的长度搭接。③通过试验为喷射混凝土料确定具体配合比，粗骨料中要求粒径最大控制在12mm以内，水灰比的范围应该在0.4～0.45之间。④喷射时，应按照自下而上的顺序，将喷头控制在距离受喷面0.6～1.2m的范围之内；控制射流方向，使其垂直于喷射面。⑤喷射混凝土完成终凝后，应于2h内结合气候条件展开喷水养护，养护时间通常在5～7天。

5结语

综上所述，淤泥质地层中采用预应力旋喷锚索桩锚支护结构能够有效限制支护结构的变形，大直径旋喷锚索能够有效降低锚固体与土体之间的应力水平，显著降低锚索的蠕变量，能够更好地控制基坑位移。旋喷锚索能够适应复杂的基坑周边环境，布置灵活，可采用较大的锚索间距，能够有效降低工程造价。

参考文献

[1]李洪然.高压旋喷锚索在超大软土深基坑中的应用[J].土工基础.2018(02):116-118+125.

[2]刘魁,徐龙帅,高路皓.高压旋喷锚索在软土地区的应用试验研究[J].岩土工程技术.2018(02):64-68+109.

作者：许道军 单位：安徽省地质矿产勘查局313地质队