高壓噴射囊式擴體錨桿驗收試驗及施工工藝

張其宣

（浙江工業(yè)大學(xué)，杭州310014）

1 工程實例

中交榮域地下室車庫項目建設(shè)地點位于江蘇省南京市高淳區(qū)鳳山路以南、丹陽湖北路以西地塊。為1 層整體地下室，建筑面積約31 489m2。

1.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

建筑場地地形稍有起伏，地貌單元為階地，發(fā)育有古河道。根據(jù)地勘報告可知，場地各土層物力力學(xué)指標如表1 所示。

表1 土層物理力學(xué)指標

1.2 主要試驗儀器

穿心千斤頂1 臺，油壓表1 套，百分表位移傳感器2 只，磁性表座2 只，反力架1 臺。

1.3 試驗錨桿設(shè)計參數(shù)

本次試驗所選用的錨桿參數(shù)如表2 所示。

表2 錨桿設(shè)計參數(shù)

2 錨桿驗收試驗及成果分析

2.1 試驗步驟方法

根據(jù)CECS 22：2005《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》[1]的有關(guān)規(guī)定，本次驗收試驗采用單循環(huán)分級加載法進行檢驗。單循環(huán)分級加載法即依次對擴體錨桿施加0.1、0.5、0.75、1.00、1.20、1.33和1.50 倍的錨桿抗拔力特征值作為試驗荷載，然后卸載至特征值的10%，再加載到特征值。每級荷載保持6min，最后一級荷載保持11min，依次記錄位移計的讀數(shù)。在試驗過程中，若前后位移計讀數(shù)的差值均不超過1.0mm，則認為位移收斂穩(wěn)定。否則延長加載時間，并記錄15min、20min、25min、30min、45min和60min 時的位移計讀數(shù)。本級荷載加載完成后，進行下一級荷載加載，直至單循環(huán)分級加載結(jié)束。

2.2 錨桿驗收試驗結(jié)果

根據(jù)試驗荷載、位移實測數(shù)據(jù)，分析試驗錨桿荷載與位移的變化關(guān)系。試驗結(jié)果分析如下：

1）經(jīng)計算，a#、b#、c#、d#、e#、f#、h#、j#、k#錨桿分別為：2.02mm、2.02mm、2.02mm、1.57mm、1.57mm、1.57mm、2.02mm、23.51mm、21.55mm、21.55mm、21.55mm、27.71mm、27.71mm、27.71mm。在最大試驗荷載下錨桿的彈性位移量分別為16.49mm、17.56mm、17.68mm、18.11mm、18.64mm、18mm、31mm、18.97mm、18.97mm、19.73mm。均介于ΔS1、ΔS2之間，所有錨桿拉拔試驗均合格。

2）從圖1 可知：9 根錨桿在試驗荷載未達到300kN 之前變形基本接近，變形較小。分析此時變形主要是由于非擴體錨固段的拉伸所引起，此時主要受錨桿長度的影響。

3）當試驗荷載超過300kN，圖像出現(xiàn)明顯分化。分析是由于非擴體段達到極限承載力，導(dǎo)致錨周土體發(fā)生剪切破壞，此時錨桿的抗拔承載力受擴體段影響較大。

4）從d#、e#、f#、h#、j#、k#錨桿的荷載位移圖像上發(fā)現(xiàn)不同的擴體段直徑的錨桿的承載能力有明顯的區(qū)別。說明擴體段直徑是抗拔承載力的主要影響因素。從a#、b#、c#、h#、j#、k#錨桿的荷載位移圖像上發(fā)現(xiàn)，h#、j#、k#錨桿的抗拔承載力不及a#、b#、c#錨桿。分析發(fā)現(xiàn)a#、b#、c#錨桿所在土層較好。

3 高壓噴射囊式擴體錨桿的施工

3.1 施工工序

高壓噴射囊式擴體錨桿施工工序為編錨、放線定位、鉆機就位、鉆進引孔、旋噴擴孔、接管下錨、高壓注漿、拆管補漿、防水處理、防腐處理、張拉鎖定和外錨頭密封處理。

3.2 施工的技術(shù)要求

施工的技術(shù)要求包括：

1）在正式施工之前對場地進行平整硬化，滿足鉆桿鉆機施工作業(yè)時的基本要求。選用合適的機械設(shè)備進行布置安裝和調(diào)試，重點檢查機器的高壓試噴，用高于施工要求5～10MPa的噴射壓力高壓噴射水泥漿，持續(xù)噴射10min，檢驗相關(guān)機械及水泥漿質(zhì)量是否滿足設(shè)計要求。

2）依據(jù)設(shè)計圖紙，在正式施工前對每根錨桿的點位進行測量控制，保證點位偏差小于100mm。并測放施工點位的場地標高，根據(jù)設(shè)計要求確定鉆機鉆進深度。

3）待鉆機到達設(shè)計深度后進行擴孔施工。本工程采用水灰比為1.0 的水泥漿進行高壓噴射擴孔，噴射壓力控制在25MPa。整個過程保持勻速提升、勻速旋轉(zhuǎn)，即保持15cm/min的提速和10r/min 的旋速。在進行單根擴體錨桿擴孔施工時應(yīng)保持連續(xù)作業(yè)，如果發(fā)生中斷，恢復(fù)擴孔時應(yīng)保證500mm 的搭接長度。

4）現(xiàn)場組裝囊式擴體錨桿，并涂刷厚度不小于280μm 的防腐涂層。擴體錨桿組裝完成后，將注漿管固定在囊式擴體錨桿上，用旋噴鉆機附配吊裝系統(tǒng)將其吊入錨孔內(nèi)。迅速將擴體錨桿下放至設(shè)計深度，然后高壓向囊內(nèi)注入水灰比為0.5 的水泥漿。待囊內(nèi)注滿水泥漿后，松動固定裝置，使注漿管與錨桿分離，繼續(xù)向囊外注入水灰比為1.0 的水泥漿。直到水泥漿液連續(xù)從孔口溢出。

5）錨桿施工完成后28d 或者注漿體強度達到設(shè)計強度的80%，取錨桿總數(shù)的5%且至少3 根錨桿進行驗收試驗[2]。試驗按照單循環(huán)分級加載法進行。

6）在進行底板結(jié)構(gòu)防水過程中，對錨桿根部進行加強處理。在混凝土澆筑前，依次安裝螺旋箍筋、鋼墊片、預(yù)應(yīng)力筋螺母，并進行防水處理。

4 結(jié)語

本文以某地下車庫擴體錨桿工程為背景，通過對驗收試驗的研究及擴體錨桿的施工過程分析，得到以下結(jié)論：

1）在拉拔荷載未達到300kN 之前，主要是非擴體錨固段承載荷載作用，此時錨桿位移較小。隨著荷載逐級增加，擴體段開始承擔荷載作用。

2）擴體段直徑、埋置深度、錨頭所在土層的巖土參數(shù)的改變都對其抗拔承載力有影響。其中擴體段直徑是主要影響因素之一。對比埋置深度，擴體段所在土層的巖土參數(shù)對抗拔承載力的影響更大。

3）通過高壓噴射擴孔、膨壓擴孔提高了擴體錨桿的成孔質(zhì)量。通過無收縮灌漿料封底、防腐囊體包裹、止?jié){塞密封、防腐涂層、遇水膨脹止水膠條等多種防腐技術(shù)，提高了擴體錨桿的耐腐蝕性。