浅谈旋喷搅拌加劲桩在基坑支护中的应用

侯平生　杜彦平

摘 要 通过工程实践，介绍了旋喷搅拌加劲桩施工技术在广州地区深基坑工程中的应用，为本地类似工程提供借鉴。

关键词 旋喷搅拌加劲桩 工艺原理 施工工艺 施工应用

中图分类号：TU753 文献标识码：A

0前言

预应力锚杆技术不仅能够提供反力保持结构的稳定，还可根据变形限制的要求施加预应力限制支护结构的变形，而且不占用基坑内空间，适用于大面积深基坑支护。但是普通灌浆锚杆在淤泥质土、粉砂层等软土地基中无法提供足够的摩阻力导致锚杆的抗拔力不足，而增加锚杆的长度不仅提高了成本，更是肆意侵占红线外空间影响日后的开发利用。因此，一种集安全性、经济性、快捷性于一体的新型支护结构——旋喷搅拌加劲桩施工技术应运而生。

1工艺原理

旋喷搅拌加劲桩是近年来一种新兴的基坑支护技术，它是在水泥土搅拌桩、高压旋喷桩特点的基础上，运用现代基坑主动支护设计理论，在工程实践中提出的。该技术创造性地将搅拌桩和高压旋喷桩结合起来，发挥了两种技术的优点。在加劲桩的成桩过程中，通过高压旋喷和搅拌，将淤泥质土体从桩孔中置换出来，代之以水泥为主固化剂的浆液填充进去，这样不仅能将较多的加固浆液注入到淤泥质软土中，而且更有效地提高了加劲桩桩体的强度，与此同时，高压旋喷的压力对桩周土体的压缩作用，使桩周土体有一个固结过程，从而也提高了土体强度，故加劲桩对软土的加固作用效果是十分显著的。此外，保证桩体淤泥质土体的置换，能有效控制高压旋喷作用对地层的扰动范围。

2施工应用

2.1工程概况

广州地铁线网运营管理指挥中心基坑工程位于广州市海珠区，万胜围地铁站A出口西侧，北临新港东路，东面临70米宽规划路，与大型住宅小区城市花园邻近。本基坑面积约3.7万㎡，呈“7”字形，分A、B、C三个区，东西向最宽约200m，最窄约80m，南北向最宽约275m，最窄约145m，基坑设计深度15.75 m。基坑采用三轴止水搅拌桩作为止水帷幕，A、C区采用钻孔灌注桩作为围护桩+旋喷搅拌加劲桩支护（局部混凝土支撑），B区采用钻孔灌注桩+预应力鱼腹梁组合式钢支撑支护。本工程基坑安全等级为一级。

本工程旋喷搅拌加劲桩主要在基坑A、C区应用，加劲桩主要穿越淤泥质粉细砂、细砂以及淤泥质中粗砂，砂层多呈松散状，富水性和渗透性较好，颗粒分配不均匀，易发生流土、管涌等渗透破坏。各土层物理性能指标见表1：

本基坑局部最多设置五道加劲桩，第一道加劲桩为€%o600@1200，L=23.0/26.0m间隔布置，倾角20€埃谥？根€%o15.2预应力钢绞线；第二道加劲桩为€%o500@1150，L=20.0m，倾角20€？23€敖嵌燃涓舨贾茫谥？根€%o15.2预应力钢绞线；第三道加劲桩为€%o500@1150，L=16.0m，倾角18€？21€敖嵌燃涓舨贾茫谥？根€%o15.2预应力钢绞线；第四道加劲桩为€%o500@1150，L=15.0m，倾角15€？18€敖嵌燃涓舨贾茫谥？根€%o15.2预应力钢绞线；第五道加劲桩为€%o250@1150，L=15.0m，倾角15€？18€埃谥？根€%o15.2预应力钢绞线。

2.2施工机械配置

旋喷搅拌加劲桩的施工机械配置比较简单：主要有旋喷搅拌钻机、注浆系统、水准仪、张拉千斤顶。

2.3施工工艺

施工加劲桩，其施工工艺采用一次性成桩的方法，即：钻进、搅拌、插筋一次完成。其简要工艺流程如下：

定位——成桩——钢筋制作——腰梁加工制作——张拉、锁定

施工示意如图2。

2.4 施工工艺参数

（1）自由段下钻速度1.0m/min，提升速度1.0m/min；

（2）锚固段下钻速度0.3～0.5 m/min，提升速度0.5～0.6 m/min；

（3）搅拌钻杆转速20～50r/min；

（4）旋喷搅拌压力25MPa，扩大头区段注浆压力为30 MPa；

（5）自由段采用“进、退二喷二搅工艺”，扩大头部位采用“四喷四搅”工艺；

（6）施工桩径不得小于设计要求，施工桩长不得小于设计要求。

3施工质量控制

（1）施工注浆过程中如果出现断浆现象，及时停钻，解决施工问题后，重新进行注浆。

（2）钢绞线安放应注意：钢绞线放入钻孔之前，应检查钢绞线的质量，确保钢绞线组装满足设计要求。钢绞线安放后不得随意敲击，不得悬挂重物。

（3）注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防杂物混入浆液。注浆作业开始和中途停止较长时间，再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管口。除旋喷外孔口溢出浆液时，可停止注浆。浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆。

（4）搅拌工艺在砂层中施工，容易出现塌孔，宜采用一次性钻头或旋喷搅拌等工艺来解决塌孔的问题。

（5）布置灰浆制备系统应使灰浆的水平泵送距离不大于150米，确保注浆压力。泵口压力应保持在0.4～0.6MPa，防止压力过高或过小。

（6）在较高地下水压内施工加劲桩时，打开止水帷幕将出现喷砂流水问题，应采用防喷护筒，在其掩护下，封堵住孔内水、砂、土流失。

（7）加劲桩钢绞线张拉时会产生部分应力消散，应确保养护时间。锁定过程中采用锚筋拉力计进行校核，锚筋与圈梁、腰梁之间采用垫片。通过对锚筋的张拉力监测，确定锚筋预应力损失量，以便及时补拉校正。

（8）电网电压低于350KV时，应暂停施工。

（9）本水泥土加劲桩施工工艺专业要求极强，如违反施工工艺，容易造成安全事故，因此施工过程中要严格按照专门技术要求进行施工。

4结语

旋喷搅拌加劲桩施工技术，将搅拌桩、高压旋喷桩与预应力锚杆施工技术进行了有效结合，形成了大直径锚固体，打破了锚杆不能在软土施工的禁区。通过工程实践应用，与传统的预应力锚杆技术相比，该技术不仅对环境污染较小，且具有很大的经济、安全优势，其必将具有很好的发展前景。

参考文献

[1] JGJ106-2003，岩土锚杆（索）技术规程[S].

[2] GB50330-2002，建筑边坡工程技术规范[S].