鲁玉芬 檀秋芬 徐光龙 开 明

(1.芜湖职业技术学院，安徽 芜湖 241000； 2.芜湖市勘察测绘设计研究院有限责任公司，安徽 芜湖 241000)

·岩土工程·地基基础·

谈旋喷锚索在深基坑工程中的应用★

鲁玉芬1檀秋芬1徐光龙2开 明2

(1.芜湖职业技术学院，安徽 芜湖 241000； 2.芜湖市勘察测绘设计研究院有限责任公司，安徽 芜湖 241000)

介绍了旋喷锚索的加固机理及特点，结合某工程实例，对旋喷锚索进行了抗拉试验，并分析了其施工要点，有助于有效地解决软土地区常规锚索在松散软土施工中遇到的管涌、缩颈和渗流等问题。

旋喷锚索，深基坑，桩锚支护体系，软土地基

桩锚支护体系是一种由排桩和锚杆(索)组成的联合支护形式，在工程实践中应用范围较广。锚索按施工方法不同，分为普通锚索和旋喷锚索两种[1,2]。普通锚索具有易塌孔、成孔难、锚固力不足等缺陷[3]。旋喷锚索是一种将大直径水泥土桩体与普通锚索相结合的一种新型支护结构，主要利用旋喷钻机按一定角度在土体中成孔，在成孔同时，通过旋喷机向土体喷射一定配合比的水泥浆，并充分搅拌形成桩体，同时利用钻机钻头将加筋体(钢绞线)直接带入土中形成旋喷搅拌加劲桩[4]。旋喷锚索技术可以有效地解决软土地区常规锚索在松散软土施工中遇到的管涌、缩颈和渗流等问题，适用于各种地基，尤其对软弱土层更能发挥优势[5]。

1 旋喷锚索的加固机理及特点

在软土基坑支护中，支护结构一般要配合锚索或支撑结构共同工作，在内支撑结构难以实现的时候，一般性锚索又不能提供有效的锚固力，这时，旋喷锚索发挥了积极的作用。旋喷锚索是将受拉锚索利用高压喷射的水泥浆体固定于土体中，锚固体直径可以扩大到设计要求，入土端部以锚板固定，另一端锚固于冠梁或腰梁上，以承受土压力、水压力，从而充分利用软弱土体的内在抗力达到支护结构的稳定的改款锚索。其加固与支护具有如下特点：

1)可以根据旋喷压力的大小以及喷射工艺，可以改变旋喷锚索的直径或扩大头直径，从而改变锚索设计承载力。

2)施工机械及设备的作业空间较小，在软弱土层中行走方便，适用条件强。

3)施工的噪声小，无震动，降低施工噪声。

4)旋喷锚索成孔直径可达到φ500 mm以上，与周围土体接触面和摩阻力较大，抗拔承载力也更大。

5)旋喷锚索还可以施加预应力，以控制地面位移和支护结构的变形。

6)锚索的设计承载力可由抗拔试验来获得，根据实验结果可以实时调整设计值，基坑更加安全可靠。

2 工程实例应用

2.1 工程概况

南翔万商工程地处芜湖市万春西路北侧，中江大道西侧，基坑安全等级按二级基坑工程设计，本工程地下室开挖深度6.5 m，采用以下围护结构形式：1区、2区钻孔桩+锚索围护形式，3区、5区采用土钉(管钉)+挂网喷混凝土支护形式，4区采用搅拌桩墙，针对2区软土区域基坑外侧设置搅拌桩进行土体改良，4区基坑内侧设置搅拌桩进行坑内加固。本工程基坑开挖深度范围内的土层及其性质自上而下依次为：

①层：杂、素填土，含大量植物根茎，主要为黏性土夹有块石，在原有沟塘处回填有大量块石，中为淤泥，结构松散，一般在0.5 m～4.5 m。

②层：淤泥质粉质黏土，淤积，暗灰色，流塑～软塑状，饱和，无摇震反应，稍有光泽，干强度中等，低韧性。本层局部存在，厚度在3.5 m～8.3 m。

③层：粉质黏土，灰色，软塑～可塑状，含铁锰结核，本层局部存在，厚度0.60 m～3.20 m。

④层:粉质黏土，可塑～硬塑状，无摇震反应，干强度中等，切面光滑，韧性中等。

南翔万商地基土基坑支护设计参数见表1。

表1 南翔万商地基土基坑支护设计参数表

2.2 旋喷锚索的抗拉试验

在淤泥质土中，普通锚索的做法是成孔、锚索支护、高压注浆及预应力张拉等工序，而旋喷锚索是通过高压旋喷桩旋喷而成，南翔万商基坑工程，支护体系采用了φ400旋喷锚索，长度16 m，我们在相同的淤泥质软弱土层中，也施工了16根φ150普通锚索，长度16 m,并随机选取了16根旋喷锚索做了抗拉承载力对比(见表2)。

表2 旋喷锚索与普通锚索拉力值记录表

通过图表显示数据表明，普通锚索的抗拉承载力平均值为86.75 kN，旋喷锚索的抗拉承载力平均值为249.75 kN，旋喷锚索是普通锚索的2.87倍，而锚索表面积，旋喷锚索是普通锚索的2.67倍。以上说明，旋喷锚索不单单是锚索直径的增大，其注浆效果比普通锚索的高压注浆还要好，这说明，在淤泥质土中，作为锚固体，旋喷锚索是最好的一种选择。

2.3 旋喷锚索施工要点

根据工程实际情况，南翔万商基坑支护设计施工现场如图1所示，在施工过程中，应注意以下几点：

1)钢绞线制作，按照设计采用2根或多根钢绞线，事先在场地按设计长度加工好，预留1 m作为张拉长度，钢绞线每隔1.5 m设置一定位器，将注浆管安置于定位器上，便于与钢绞线一起送入土层。在锚索末端设置锚板，作为张拉锚固用，以提高承载力。

2)钻孔，旋喷跟进，喷浆一般采用P.O42.5级水泥，水灰比为0.65～0.7，根据设计要求掺入水泥量，一般为25%～30%，直径400～500旋喷锚索旋喷压力一般应控制在15 MPa～20 MPa，扩大头的旋喷搅拌的进退次数应增加1次～2次，以保证扩大头的直径、水泥土强度以及水泥土的均匀性。

3)旋喷锚索施工完毕，应待水泥土养护7 d～10 d后方可施加张拉力锁定，夏天时间适当减小。根据预应力大小，可以选择适当大小的千斤顶进行张拉，一般采用高压油泵和100 t穿心千斤顶进行张拉锁定。正式张拉按照试验要求分级张拉，切忌一次张拉到底，每级张拉荷载要保持5 min～10 min，观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。若达不到要求，应在旁边补加锚索。

4)整个旋喷锚索施工过程与土方开挖相匹配，遵循自上而下、分层施工的原则，切忌一挖到底，每层土方应开挖到锚索下500 mm为宜，分段施工以30 m～50 m为宜。开挖下一层土方时，

上层锚索要张拉锁定并确定已经达到设计要求。

5)锚头锁定时，要按照设计要求对桩间土进行处理，对腰梁与桩间空隙应以混凝土浇捣灌实。锚固台座要符合张拉角度和张拉力的要求，不得以平面钢板代替。

旋喷锚索实际压力达到20 MPa，在旋喷过程中，自由段水泥量较少，在锚固段和端部扩大头水泥用量明显增加，甚至达到80 kg/m。抗拉实验结果表明，旋喷锚索提供的实际锚力可以达到230 kN，实际监测位移也非常小。

3 结论与建议

通过介绍旋喷锚索加固软基机理及特点，并通过工程实例验证其可靠性，得出以下结论：

1)旋喷锚索一般是配合排桩进行工作。旋喷锚索的价值主要体现在通过扩大锚索计算直径，将锚固力均匀提供给软弱土层，提高了抗拔锚力而不破坏土层的做法，同时，旋喷体对主动土进行了局部加固，可有效控制位移、提高土体的稳定性。

2)旋喷锚索固体直径大、承载力高，力学性能优于普通锚索，能够在软弱土层中应用。

3)加大水泥土的用量，增强水泥土在基坑中的作用，是处理软基的基坑支护方案中非常重要的安全储备要素。

4)整个旋喷锚索施工过程与土方开挖相匹配，遵循自上而下、分层施工的原则，切忌一挖到底，开挖下一层土方时，上层锚索要张拉锁定并确定已经达到设计要求。

[1] 朱 辉.桩和旋喷锚索在黄泛区深基坑支护工程中的应用研究[D].郑州：河南工业大学，2013.

[2] 陶 铸，范钦建，宋德鑫.旋喷加筋水泥土加锚支护技术在深基坑工程中的应用[J].岩土工程技术，2015,29(3)：158-162.

[3] 赵志缙，应惠清.简明深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.

[4] 陈先军.可回收旋喷搅拌加劲桩结构设计与理论研究[D].淮南：安徽理工大学，2011.

[5] 孙 克，李美梅.关于高压旋喷锚索与普通锚索的对比试验研究[J].煤炭工程，2015,48(9)：84-86.

With a project as an example to explore the application of jet grouting anchor in deep foundation pit engineering★

Lu Yufen1Tan Qiufen1Xu Guanglong2Kai Ming2

(1.WuhuInstituteofTechnology,Wuhu241000,China； 2.WuhuGeotechnicalandSurveyDesignInstituteCo.,Ltd,Wuhu241000,China)

This paper introduced the reinforcement mechanism and characteristics of jet grouting anchor, combining with an engineering example, made tensile test to jet grouting anchor, and analyzed its construction key points, helpful to effectively solve the pipe leakage, necking and seepage and other problems of conventional anchor of soft soil area encountered in loose soft soil construction.

jet grouting anchor, deep foundation pit, pile anchor support system, soft soil foundation

1009-6825(2017)20-0053-02

2017-04-28★：省级“建筑工程技术”特色专业(项目编号：2015tszy048)

鲁玉芬(1977- )，女，硕士，副教授

TU463

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