中国建筑第二工程局有限公司西南分公司昆明650100
摘要：桩锚支护结构在基坑支护工程中的应用十分广泛，但对于软弱土地质条件下的深基坑工程，常规锚索在施工时易出现塌孔、缩颈等不良情况，且软土侧阻力小，锚索得不到足够的锚固力，极易因土体流变而产生锚固力损失，造成基坑变形，危害支护结构安全。近年来，高压旋喷锚索在深基坑支护体系中取得了良好的应用效果，本文分析了高压旋喷锚索在软土地质条件下的工程应用实例特征。
关键词：深基坑软土地质高压旋喷锚索
1、高压旋喷锚索特点分析
高压旋喷锚索是一种将大直径水泥土搅拌桩体与传统锚索相结合而成的新型锚索结构，它利用高压旋喷钻机按一定角度在土体中成孔，喷射水泥浆，充分搅拌形成桩体，同时利用多叶钻头及锚盘将加筋体（钢绞线）带入桩体，通过预应力张拉形成高压旋喷锚索，最终进行锁定。
高压旋喷锚索能有效降低锚索周围土体的水平应力，减小锚索塑性形变，控制支护结构位移和内力释放，对加固土体的变形产生有效约束作用。且锚固体端部可通过复搅、增大浆体喷射压力等措施形成扩大头，克服软弱土质侧阻力小的缺点。在施工过程中，成孔、喷浆、搅拌和加筋等工序能一次性完成，避免了常规锚索在软弱土质中塌孔、缩颈的问题，保证锚索施工质量。
2、高压旋喷锚索在软土地质工程中的应用实例
2.1、工程情况简介
昆明市西山区某大型住宅类项目，地属原滇池回填区，根据地勘报告显示，场地内土质情况复杂，土质松散多呈软塑-流塑状态，且土层内分布大量泥炭质土，含水率高，干强度低。本工程设计基坑开挖深度7.7-8.0米，基坑支护体系包含三轴水泥土搅拌桩止水帷幕、长螺旋支护排桩、自然放坡网喷面层、高压旋喷土锚等组合形式。支护形式复杂多样，其中高压旋喷锚索施工为确保深基坑支护结构稳定及影响施工进度的重难点。
2.2、高压旋喷锚索设计概况
本工程基坑北侧直立支护段设置两道高压旋喷锚索，第一道φ500@1800，L=22.00m，内配4s15.2钢绞线，自由段长8.0m，锚固段长14.00m。第二道φ500@1200/2400间隔，L=20.00m，内配4s15.2钢绞线，自由段长8m，锚固段长12m。分别设置冠梁、混凝土围檩作张拉支座。
2.3、施工要点
（1）旋喷锚索成孔采用专用钻机，成孔直径根据设计图纸，锚索施工应与开挖紧密配合，施工前应先开挖至旋喷锚索设计标高为准低于标高面向下50-80cm左右、宽度为8-10米的工作面。
（2）本工程高压旋喷土锚直径为500mm，水平倾角15度。基坑北侧因紧邻昆安高架及市政道路，对基坑稳定性要求较高，设计采用2道高压旋喷土锚。
（3）水泥采用42.5级硅酸盐水泥，一般水泥掺量20%，水灰比0.70，旋喷搅拌压力控制10～18Mpa，水泥浆应拌和均匀，随拌随用。
（4）通过钻杆边钻进边搅拌注浆，钻进同时将钢绞线及锚头结构件带入设计深度。达到设计强度后通过加压复搅，形成扩大头，保证锚固点与土体的侧摩阻力要求。
（5）旋喷锚索内插钢绞线，应进入旋喷桩底，待旋喷桩养护14天后施加张拉力锁定。在旋喷桩强度达设计强度75%，支护桩强度达设计强度80%后，再锁定钢绞线。
2.4、施工工艺
（1）钻机定位
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；钻机定位后，采用钻机自带校核钻孔开孔角度，使开孔角度误差不超过3°，开孔处的水平和垂直向误差不大于50mm；钻进施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响正常施工。
（2）水泥浆液配比
注浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥；水泥掺入量一般为20％，水灰比要求为0.7，因本项目建设单位要求每道锚索施工时间仅12.5天（含施工5.5天锚索施工，7天锚索养护），而旋喷水泥土在本项目的淤泥质土层中强度增长速度较慢，一般需14天的养护强度才能达到设计强度的75%，才能张拉锁定，我司在旋喷水泥浆液中添加8%早强减水剂，用于提高水泥土的早期强度，便于提前插入张拉，为确保基坑安全，我司在锚索施工完成7天后，先对锚索进行试张拉，张拉力取设计锁定值的0.7倍，进行初步锁定，开挖土方进行第二排锚索的施工，待第一排锚索满足14天的养护期后再对第一排锚索进行二次张拉锁定，张拉锁定值取设计锁定值的1.15倍，同时在土方开挖过程中需对锚索进行保护，确保锚索二次张拉的顺利进行。
（3）钻进成孔
高压旋喷土锚桩采用专用钻机成孔，钻头采用一次性钻头加三叶搅拌叶片，钻杆为中空钻杆，钻进过程中，通过上述钻杆的中空通道边钻进边搅拌注浆，施工中若遇坚硬土层则采用冲击成孔（空压机带动），其余土层采用湿式成孔。成孔至设计深度后，进行注浆，待孔口返出的泥浆不含砂粒与土时，退出钻杆同时钢绞线安放完毕，该施工过程中应严格控制返浆量。旋喷搅拌钻进压力一般为10～18MPa，搅拌钻杆的钻进、提升速度分别控制在0.3～0.5m/min、0.7～0.9m/min左右，搅拌钻杆（轴）的转速控制在20～50r/min左右，以确保搅拌桩桩体成桩质量；钻进过程中，通过钻杆数量控制桩长偏差≤10cm，通过钻进压力、钻进速度与转速控制桩径偏差≤5cm。
（4）锚筋制作
旋喷土锚桩施工时插入4根15.2钢绞线；钢绞线插入定位误差不超过30mm，底部标高误差不大于20mm。钢绞线的极限强度标准值为1860MPa，抗拉强度设计值为1320MPa。每根钢绞线由7根钢丝绞合而成，公称直径15.2mm，桩外留1.0m以便张拉。锚头用冷挤压法与锚盘进行固定，锚具采用OVM系列。
（5）锚筋安放
钻进至设计深度后，依次退出并拆卸钻杆。钻杆拆卸完毕后，通过钻机将制作好的锚筋插放至旋喷搅拌桩体内；插入前，应确保锚筋位于搅拌桩中心点，插入过程中，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。
（6）锚筋张拉与锁定
锚筋张拉锁定采用高压油泵和100吨穿心千斤顶进行张拉锁定。正式张拉前先用20%锁定荷载预张拉一次，再以50%、100%的锁定荷载分级张拉，然后超张拉至110%锁定荷载，在超张拉荷载下保持5分钟，观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。锚筋张拉要分级逐步施加荷载，不可直接加至锁定荷载。
附表1-高压旋喷锚索质量控制标准
3、结束语
通过本工程实例应用分析，在软土地质条件下的深基坑支护工程采用高压旋喷锚索能有效降低锚固桩体与与土体之间的应力水平，显著降低锚索形变量，确保锚索与软弱土质的锚固力，能够更好的控制基坑位移，在确保深基坑支护结构安全方面取得良好的应用效果。
参考文献：
[1]张国安.旋喷锚索桩技术在基坑支护工程中的应用[J].城市建设理论研究，2012.6
[2]刘立广.深基坑支护工程施工旋喷锚索与常规锚索技术比较[J].城市建筑，2014.20
[3]杜明芳，李帅兵，王清山.止水帷幕后插筋与旋喷锚索联合支护在软土场地的应用[J].施工技术，2014.7