一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工技术的应用分析
作者：吕东泊 白文化 孙聪聪
来源：《中国房地产业·下旬》2017年第08期
1.优势分析及适用范围
施工中一次性安放锚索的同时进行高压旋喷注浆施工，即安装锚索、旋喷注浆等工艺一次性完成，工作效率高。
高压旋喷搅拌工艺，可以使水泥浆液与土搅拌形成水泥土桩体，与原土体产生较高的粘结力，并通过在水泥土桩体中加设预应力钢筋，进行预应力张拉，形成预应力水泥土锚杆，高压旋喷水泥土桩锚有效地改善土体物理力学性能，解决了传统钢管、钢筋作土钉或锚杆时锚固力低、工艺复杂等难题，克服了传统的土钉和土层锚杆在软弱土层施工中锚杆孔容易塌孔、漏水等缺陷，在软土、砂土基坑中的应用效果尤为明显。
利用高压喷射注浆流的切削作用，扩孔直径可达钻头封头盘直径的2倍以上，扩大头直径可达3倍以上，增加了端部的锚固力。
施工快捷方便，工期可缩短1/3～1/2左右，降低了造价。施工过程中无噪音、无污染、不扰民，具有较好的经济效益和社会效益。 2. 施工原理
一次性高压旋喷加筋水泥土锚杆由锚固端注浆体、钢筋、扩大头以及外锚头组成。其施工原理为钻孔机械在钻进土体过程中施加一定的压力，旋转喷射出水泥浆液，形成与土体混合的水泥土桩体。另外在水泥土中加设预应力钢筋，通过锚固件进行预应力张拉形成加筋水泥土锚杆。成孔及安放锚索、旋喷注浆一次性完成，锚固体与土层的结合面不但没有隔离层，并且浆液或会渗透到锚固体四周的土层中，可使水泥土体与锚筋之间、水泥土体与原土体之间能较快产生较高的黏结力，再通过锚筋施加预应力以后，将有效的提高锚杆抗剪、抗拉强度，对被加固土体的变形产生有效约束作用。 2.1钻机原理
钻机钻杆为中空钻杆，钻杆内芯管连通钻头两侧的喷浆口作为高压旋喷注浆通道，钻头还带有连接套筒（定子），套筒内用两道轴承连接钻杆芯管，使钻芯管旋转时保持连接套筒不转，加之封头盘板和连接的锚索，在已旋喷注浆形成的水泥土嵌固作用下，使套筒的前密封圈和封头盘板及其连接的锚索不会再旋转钻进时被拧成麻花形。套筒的前后密封圈起到油式密封
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保护轴承不受淤泥污染作用，完成旋喷注浆后，钻杆及钻头一边旋转式退出一边补注浆，承载头及其连接的锚索则留在注浆锚杆内。 2.2注浆孔直径增大原理及扩大头的形成
旋喷注浆的压力大，故锚固体的直径可在成孔钻头直径的基础上扩大到钻头直径的2倍以上，且锚固端可采用增大喷浆压力、复喷等措施切削土体行成圆柱形扩大头（直径可达500～600mm）。从而增大了锚固端与土体的接触面积，从而增加了锚固端的锚固力。 图1高压旋喷加筋水泥土桩锚结构示意图 3. 工艺流程 图2工艺流程图 4. 操作要点
高压旋喷加筋水泥土锚杆施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件，对设计阶段考虑到的地下埋设物、障碍物应做进一步核查，并进一步确定其位置、形状、尺寸和数量，同时提出排除和防护处理等措施。
在正式施工前进行钻孔成桩、张拉锁定试验，以便取得具有较强针对性的施工技术参数，同时考核施工工艺和施工设备的适应性。
由于钻机安装定位质量不仅影响成桩质量，同时还影响施工速度和人员安全。因此，钻机安装定位应按照“正、平、稳、固”的要求，确保钻机受力后不摇摆、不移位。
完成钻机组装并调整底盘至水平，完成钻杆和钻头及承载力与锚索的组装，调整钻杆的倾角并对准锚杆孔位。将预应力筋按设计长度加上锚头和千斤顶的长度及操作余量下料，并穿入承载头的圆孔后嵌固。钢绞线必须在平整、无水、清洁的场地下料并采用砂轮切割机切割，下料过程中钢绞线切口端先用铁丝扎紧。
安装钢绞线前对钢绞线进行编束，钢绞线必须相互平行，不得交叉。确保预应力筋位于搅拌桩中心点，放置过程中，应严格按照钻进角度缓慢、均衡地插入锚筋体，确保锚筋不发生扭曲。锚杆自由端钢绞线应套波纹管，套入前应在波纹管两端10～20cm长度范围内填充黄油，用防水胶带固定密封扎牢，确保泥浆不进入波纹管内。
注浆材料一般选用42.5级普通硅酸盐水泥净浆，如有特殊需要，可添加外加剂。水泥掺入量一般为20%～30%，水灰比一般选0.7～1.0，若地层情况特殊，则需在现场进行浆液配比试验，确保高压旋喷加筋水泥土桩的成桩质量。水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。
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钻杆钻进至扩大头位置时应根据实际情况提高旋喷注浆的压力，同时根据扩大头设计长度和直径延长旋喷时间3～6min，同时减缓钻杆（旋喷管）的旋转角度。
应在完成的加筋水泥土桩施工且养护达到设计强度值后，在钢绞线上施加预应力后张拉、锁定。如锚杆与灌注桩、搅拌桩、圈梁配合使用时，应待其强度等级达到设计强度的70%方可进行张拉，使筋体圈梁、锚具连接牢固。
锚筋的张拉应按照一定的顺序进行，锚杆的张拉应考虑相邻锚杆间的影响而采用间隔张拉的方案，另外在锚杆钻孔施工中，为防止群锚的负效应，宜按“隔一钻一”进行施工。 5. 结语
目前的建筑发展过程中基坑越来越深，地质情况越来越复杂，新技术、新工艺不断涌现，促进了建筑技术的快速发展。但很多新技术缺乏实际施工的经验，本文根据实际施工中遇到的问题总结了一些一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工中可能遇到的一些问题，旨在为以后类似施工提供一些可供参考的依据。 参考文献
1. 李荣：高压旋喷加筋水泥土桩锚技术在深基坑中的应用[J]， 建材与装饰，2016.（02）：18-19.
2. 谢剑保：高压旋喷加筋水泥土桩锚技术在某深基坑中的应用[J]，河南建材，2015.（02）：124-127.
3. 周民，黄磊：加筋水泥土桩锚施工技术[J]，建筑技术开发，2014.（10）：13-16. （本文作者单位为：上海宝冶集团有限公司）
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