旋噴錨索在東營地區(qū)深基坑工程中的應(yīng)用

郭學(xué)達(dá)　左振營

摘 要：為了進(jìn)一步研究高壓旋噴錨索在東營軟土分布且地下水位高地區(qū)的應(yīng)用效果，結(jié)合東營地區(qū)深基坑支護(hù)項(xiàng)目，進(jìn)行旋噴錨索與常規(guī)錨索對比試驗(yàn)。通過試驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)，高壓旋噴錨索較大程度地提高了錨索抗拔能力，該項(xiàng)對比試驗(yàn)對旋噴錨索在深基坑工程中的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：東營;旋噴錨索;深基坑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.053

錨索在工程中應(yīng)用較為廣泛，但也存在一定的局限性，例如常規(guī)錨索的直徑一般較小，側(cè)摩阻力難以達(dá)到最大程度的利用，尤其是在東營軟土地區(qū)，常規(guī)錨索難以成孔、成孔質(zhì)量難以保證，特別是在地下水位高、粉土（砂）地層中尤為明顯。近些年也開發(fā)了一些新技術(shù)，比如囊式擴(kuò)大頭錨桿等，但抗拔力提高有限和軟土地區(qū)無法施工的問題一直沒有得到有效的解決。

本文結(jié)合旋噴錨索、常規(guī)錨索在東營某深基坑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，對旋噴錨索從施工工藝、受力原理、最大抗拔力、邊坡變形等多方面進(jìn)行分析，用于指導(dǎo)后續(xù)項(xiàng)目工程施工。

1 高壓旋噴錨索施工工藝

高壓旋噴錨索在少數(shù)東營地區(qū)深基坑支護(hù)項(xiàng)目的成功應(yīng)用，有力的證明了旋噴錨索在東營軟土地區(qū)的適用性，明顯的改善了錨索的錨固效果。高壓旋噴錨索作為一種新型的支護(hù)形式，采用高壓旋噴技術(shù)，對錨固段進(jìn)行高壓旋轉(zhuǎn)噴射注漿，達(dá)到加固周圍土體的目的，可以在旋噴攪拌時帶入或攪拌完成后壓入的方式將鋼絞線埋置于加固土體中形成錨索。

高壓旋噴錨索是一種將大直徑水泥土樁體與傳統(tǒng)錨索相結(jié)合而成的新型錨索結(jié)構(gòu)，其利用旋噴鉆機(jī)按一定角度在土體中切割、噴射水泥漿，充分?jǐn)嚢栊纬伤嗤翗扼w，同時利用鉆機(jī)鉆頭將筋體材料（鋼絞線）帶入或壓入樁體中，施加預(yù)應(yīng)力后形成高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索。

2 試驗(yàn)概況

2.1 工程概況

高壓旋噴錨索對比試驗(yàn)在東營西城某項(xiàng)目基坑北側(cè)進(jìn)行。該項(xiàng)目區(qū)包含15棟住宅樓和一個整體地下車庫，開挖深度5.95-6.75m，電梯井（集水坑）位置開挖深度增加2.25m，北側(cè)外圍為輔路，沿輔路存在2.0米高磚砌體圍墻，用地紅線距現(xiàn)狀圍墻線僅0.4m，紅線范圍內(nèi)分布兩條熱力管線。基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)時充分考慮了周邊環(huán)境和附加荷載情況，其中基坑北側(cè)：上部1.5m1：1.0放坡+放坡平臺5.0m+下部采用SMW工法樁（型鋼水泥土墻）+預(yù)應(yīng)力旋噴錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

2.2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)

根據(jù)巖土工程勘察揭露情況，基坑開挖影響范圍內(nèi)地層特征自上而下分為9層，本工程在設(shè)計(jì)時選取的土層參數(shù)見表2。

場區(qū)地下水屬第四系潛水，勘察期間測得的地下水埋深為1.81m～2.90m，平均2.33m。穩(wěn)定水位標(biāo)高為-3.10～-3.02m，平均-3.05m。

2.3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與錨索設(shè)計(jì)參數(shù)

基坑北側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)見圖1。

試驗(yàn)錨索設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

2.4 試驗(yàn)時間與試驗(yàn)方法

試驗(yàn)開始時間在錨索施工完成10天以后，待常規(guī)錨索錨固體強(qiáng)度大于15.0MPa和水泥土錨固體強(qiáng)度大于2.50MPa。

采用多循環(huán)加載法，試驗(yàn)依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）和《土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》，測讀錨頭位移和其對應(yīng)的荷載。

2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與試驗(yàn)成果描述

次試驗(yàn)有高壓旋噴錨索3根、常規(guī)錨索2根，其中1#-3#為旋噴錨索，4#-5#為常規(guī)錨索（5#常規(guī)錨索由于孔內(nèi)坍塌未能成孔）。1#錨索抗拔試驗(yàn)多循環(huán)加載荷載和對應(yīng)錨頭位移見表4，其他錨索試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表5。張拉力-錨頭位移曲線見圖2。

1#-3#為高壓旋噴錨索，4#為常規(guī)錨索，5#常規(guī)錨索由于孔內(nèi)坍塌未施工完成，本次試驗(yàn)對完成的4根錨索進(jìn)行了抗拔試驗(yàn)，試驗(yàn)過程描述如下：

（1）1#和2#錨索當(dāng)循環(huán)荷載加載至500kN時未出現(xiàn)拔出現(xiàn)象，且無明顯的位移不收斂跡象，說明錨固體提供的極限抗拔力不小于500kN。

（2）3#錨索當(dāng)循環(huán)荷載加載至800kN時未出現(xiàn)拔出現(xiàn)象，且無明顯的位移不收斂跡象，說明錨固體提供的極限抗拔力不小于800kN。

（3）4#錨索當(dāng)循環(huán)荷載加載至300kN時出現(xiàn)明顯位移增加的現(xiàn)象，且位移呈不收斂狀態(tài)，說明錨固體提供的極限抗拔力為270kN。

3 旋噴錨索與常規(guī)錨索的比較

由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，高壓旋噴錨索抗拔承載力與常規(guī)錨索相比，單根鋼絞線提供的抗拔力分別為167kN、160kN、135kN，有較大幅度的提升，提升幅度約20%，旋噴錨索極限抗拔力對應(yīng)的變形也明顯低于常規(guī)錨索，說明旋噴錨索在抵抗變形和抗拔承載力方面均遠(yuǎn)勝于常規(guī)錨索。

同時，旋噴錨索在施工過程中受地層影響較小，特別是在高水位、軟土分布地區(qū)，旋噴錨索更加凸顯了其優(yōu)勢。

綜上，旋噴錨索不僅在抗拔承載力還是抗變形能力均明顯優(yōu)于常規(guī)錨索，同時施工工藝上有效地保證了在東營高水位、軟土地區(qū)錨索成孔質(zhì)量，進(jìn)一步保護(hù)了深基坑邊坡的安全，不僅節(jié)省了工程造價和項(xiàng)目工期，而且保證項(xiàng)目安全生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

高壓旋噴由地基處理轉(zhuǎn)化并應(yīng)用到錨索結(jié)構(gòu)中，不僅可提供較大的抗拔承載力，而且施工時不受地域和地層的限制。但由于其從地基處理高壓旋噴樁轉(zhuǎn)向邊坡支護(hù)的錨桿體系，對它的受力機(jī)理、參數(shù)提取、施工參數(shù)等諸多方面試驗(yàn)研究還有待深入研究，以便旋噴錨索在工程得到更為廣泛的應(yīng)用。

下一步研究的問題主要有：（1）水泥土錨固體與土體的側(cè)阻力;（2）水泥摻量對抗拔承載力的影響;（3）擴(kuò)大頭旋噴錨索抗拔承載力。

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