高压喷射囊式扩体锚杆技术及关键工序质量控制研究

雷正

摘要：高压喷射囊式扩体锚杆的根本技术核心为利用无粘结线材自由段和囊式膨胀挤扩体的端承锚固段，通过高压喷射注浆方式使得囊体不断膨胀扩大实现压密周围土层从而提高土体抗剪强度。相较于传统的锚杆技术来说，它的运行安全性、稳定性更高，并有节能、提高效率的作用，现已广泛应用在建筑工程抗浮、边坡加固等领域。

关键词：高压喷射囊式扩体锚杆;关键工序;质量控制;工作原理

引言

伴随着我国城市化发展进程的推进与经济水平的快速提高，越来越多的基坑与边坡进行开挖作业，并渐渐向更深、更广的方向发展，传统锚杆的支护技术已然无法经过建筑工程对安全性、经济效益的考验。高压喷射囊式扩体锚杆因其独特的结构与技术拥有许多优越性。

一、高压喷射囊式扩体锚杆工作原理

传统的锚杆技术主要是利用锚固段与周边土层的摩擦起到承载的作用，锚杆的稳定性与承载力完全由有效锚固段的长度决定，高压喷射囊式扩体锚杆与之不同，完全取决于膨胀挤扩体的端头承载力度。高压喷射囊式扩体锚杆利用高压喷射的方式进行扩孔，通过加压泵将高压水泥浆注入锚孔中，将土层经高压喷射进行扩大，随后将注浆设备放入以进行锚孔排气并防止高压水泥浆倒流，高压水泥浆不断地从注浆设备中进入锚孔中，进而完成高压喷射囊式扩体锚杆的工作流程[1]。高压喷射囊式扩体锚杆工作的主要结构由锚筋、囊体、注浆管和密封结构等组成，如图1所示即为高压喷射囊式扩体锚杆工作流程结构图。

二、高压喷射囊式扩体锚杆关键工序及其质量控制

（一）下钻锚孔阶段

锚孔下钻的质量与位置的选择十分重要，选好下钻锚孔位置后，可以先使用高压喷射钻机直接带水进行钻孔，降低钻头温度、润滑土体的同时增加钻孔效率，直至锚杆能准确放置停止，随后启用高压加压泵，将水泥浆加压后为钻机注入，实时监控钻头状态，当喷射钻头状态稳定下钻到设计锚孔深度时，停止向下钻进但不要停机，保证周围土层支撑稳定。

在钻头下钻过程前，要做好周全的土质分析以确定正确的钻机下钻速度，而且必须保证水流的持续供应，一旦出现事故水流被中断应立即将钻机抬出钻孔外，防止土层碎裂倒塌引发安全事故。此外，在高压水泥浆辅助下钻过程中，现场施工人员务必实时监控钻孔外状况，若钻孔外已无水泥浆冒出或是水泥浆量急剧降低必须立刻停止向下钻，并同时加大水泥浆注入流速、流量，如果不是因为注浆管与管线问题造成的跑浆情况应立即将钻机抬出锚孔，以免发生事故。

（二）高压喷射扩孔阶段

当钻机下钻稳定后即可进入高压喷射扩孔阶段，即将到达锚孔设计深度时及时更换水泥浆，并进行加压，水泥强度需要符合设计标准且扩孔喷射壓力也要足够，高压喷射钻孔持续迅速运转2遍以上。当钻机喷射钻孔到设计深度下时，继续加大喷射压力，提升喷射速度、流量以及钻机旋转速度进行高压喷射钻孔。

在进行下钻喷射扩孔工作时，工作人员务必实时监控水泥浆各项数据，包括喷射流速、流量、水泥浆压力以及钻机转速等，保证高压喷射钻机在设计要求内进行运转。钻机在运转过程中切勿停止高压喷射，万一出现特殊情况造成高压喷射中断的应当尽可能快地恢复，降低出现土层崩塌埋钻的现象的几率。此外，高压喷射加压扩孔用水应逐步经过滤网，水泥浆加压前也要进行多次搅拌，防止注浆管与各管道线路的堵塞，影响施工质量与进度[2]。

（三）锚杆的下锚阶段

施工用锚杆在到位后，施工团队应选择好放置场地，做好锚杆的放置防潮、防腐蚀工作，在放置时发现锈迹也要及时进行除锈，防止锈蚀整根锚杆造成资源浪费。锚杆的囊袋安装也要在下锚前做好，用专用设备确保囊袋的固定，下锚阶段要使用钻机自身附带的吊装装置进行，在锚孔打好后及时将锚杆下进锚孔中。

在下锚的施工过程中，吊装施工务必保持迅速吊装下放，如遇特殊情况导致的下锚困难应立即采取辅助方案，实在下放不到设计深度应立即抬出锚杆，让高压喷射钻进进行二次钻孔。

（四）囊袋注浆工作

囊袋的注浆工作十分重要，水泥浆务必经过二次搅拌后通过滤网，各种材料的配比应满足设计需求以及囊袋工作需求，在锚杆下放至合适设计位置后，利用泥浆泵将调配好的水泥浆注入囊袋内，进而在底部形成高压喷射水泥结构，结束囊袋注浆工作后，应立即进行注浆管及其管路的清洗工作，剩余水泥浆可酌情注入锚孔内。

（五）锚孔内注浆工作

与囊袋注浆流程相同，必须经过二次搅拌并通过滤网过滤，防止管路阻塞的情况发生影响施工安全及效率，此施工阶段可以利用囊袋注浆工作中剩余的水泥浆，提升施工团队经济效益。囊袋注浆工作完成后应将囊袋与注浆管及其管路进行分离，然后再进行锚孔内注浆工作，确保施工进程的顺利展开。锚孔内施工完成后也要及时将注浆管及其管路拔出，进行必要的清洗工作，防止水泥浆在注浆管及其管路中凝固，影响下一次注浆工作。

在注浆工作施工进程中，施工人员务必保证锚孔内注浆工作的出浆距离，防止与已注好浆的囊袋进行接触，注浆工作时可以稍微触碰注浆管及其管路系统，促进注浆顺畅并防止注浆管及其管路系统注浆完成难以拔出的情况出现。

三、结束语

综上所述，做好高压喷射囊式扩体锚杆在实际建筑工程中的应用十分重要且具有前瞻性，施工团队务必做到把好高压喷射囊式扩体锚杆工作每一道质量关、监测监管工作并进行合理的组织及预案。虽说当前高压喷射囊式扩体锚杆的应用还不算广泛，但是其相较于传统锚杆钻孔技术具有更好的前瞻性、技术性、创新性及指导性，在降低施工现场安全事故发生几率的同时促进施工团队经济效益的实现。

参考文献：

[1]李昌驭，吴畏.高压喷射囊式扩体锚杆技术及关键工序质量控制[J].江苏建筑，2018（z1）.

[2]刘钟，张义，罗利锐，等.囊式扩体锚杆的承载机制与工程应用[J].岩土锚固工程，2019（1）：1-12.

（作者单位：江苏建科工程咨询有限公司）