大吨位可回收式旋喷扩大头锚索在软土地区的应用

地 基 基 础 FOUNDATION BED & FOUNDATION 大吨位可回收式旋喷扩大头锚索在软土地区的应用

王　辉 李长江 李和涛 龙　云

中国建筑第二工程局有限公司 四川 成都 610016

摘要： 当深基坑工程中的土质情况较为复杂时，传统采用的普通锚索具有半径小、易坍孔、锚索安装入孔不顺、承载

力不足、回收效果不佳等缺点，且易引发多种质量问题。结合工程实践，提出大吨位可回收式旋喷扩大头锚索，总结

了其工艺原理及操作要点。实践证明，大吨位可回收式旋喷扩大头锚索大大增加了锚索的承载力，降低了锚索长度增

加而带来的施工难度，且非常理想地解决了软土地区锚索抗拔承载力小和回收率低的问题。

关键词： 软土地区；深基坑；可回收式；旋喷扩大头锚索

- - - 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： DOI： TU753 A 1004 1001(2020)12 2207 03 10.14144/j.cnki.jzsg.2020.12.001

Application of Large Tonnage Recoverable Jet Grouting Expanding Head Anchor Cable in Soft Soil Area

WANG Hui LI Changjiang LI Hetao LONG Yun

China Construction Second Engineering Division Corp., Ltd., Chengdu, Sichuan 610016, China

Abstract: When the soil condition in deep foundation pit engineering is more complex, the traditional ordinary anchor

cable has the disadvantages of small radius, easy hole collapse, unsmooth installation of anchor cable into the hole,

insufficient bearing capacity and poor recovery effect, and it is easy to cause a variety of quality problems. Combined

with the engineering practice, a large tonnage recoverable jet grouting expanding head anchor cable is proposed, and

its technological principle and operation points are summarized. The practice proves that the large tonnage recoverable

jet grouting expanding head anchor cable greatly increases the bearing capacity of the anchor cable, reduces the

construction difficulty caused by the increase of the anchor cable length, and solves the problems of low uplift bearing

capacity and low recovery rate of anchor cables in soft soil area.

Keywords: soft soil area; deep foundation pit; recoverable type; jet grouting expanding head anchor cable

大吨位可回收式旋喷扩大头锚索是一种采用旋喷扩孔 采用旋喷扩大头锚索技术。

而形成的扩大头新型锚索，采用高压旋喷原理在扩大头一

2 施工工艺 端长度范围内用水泥浆进行切割扩孔，置换填充水灰比较

2.1 工艺原理 小的水泥浆而形成一个圆柱状的扩大头。大吨位可回收旋

锚索采用可回收式压力型锚索，工厂化生产加工。 喷锚索是一种新型的锚索，适用于软土地区深基坑和大基

[1-5] 。 成孔采用套管跟进式和旋喷扩孔结合，注浆采用孔底返浆 坑桩锚支护体系 ◆◆◆

1 2 可回收式旋喷扩大头锚索在国内应用较少，工程实践 法，二次注浆工艺，第 次采用注浆管注浆，第 次采用高

较少。结合工程实例，对新型膨胀头锚索在软土地区深基 压注浆。锚索在地下室回填时完成换撑和钢绞线回收。

2.2 操作要点 坑桩锚系统施工中的应用进行阐述和总结，为软土地区类 2.2.1 锚索选型 似深基坑工程提供参考。

选用市场上使用广泛、可靠的产品进行施工，在原有

100% 1 工程概况 产品的基础上进行改进和优化设计，确保产品 回收，

3 某深基坑工程地下 层，存在大面积软土区域，锚索 应力可靠。根据锚索承载力大的特点，选用压力分散型锚

3 38 m 8 m 1 4 设计为 排，最大成孔深度达 ，扩孔段 ，最大承载 索。回收装置集成在锚头内，每根钢绞线设 个支承体，

3 750 kN 2 4 排、第 排锚索受力较大， 力标准值为 。其中，第 根锚索设 个支承体，相邻支承体之间的机械连接采用刚

性材料，从而提高锚索承载架的整体性能。锚索由厂家制

作者简介：王　辉（1994—），男，本科，助理工程师。 造，部分拼装现场连接。 ◆◆◆

通信地址：四川省成都市金牛区赛云台北路5号

2.2.2 成品锚索进场验收 （610036）。

锚索进场后，堆放场地应便于工人搬运，并允许机械 电子邮箱：879348212@qq.com

- - 收稿日期：2020 06 30 配合搬运。现场应设专人监护锚索堆放，防止人为损坏和污

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8 m 160 180 min 染。成品锚索必须按不同材料存放，并设置成品标识牌。 控制， 扩孔长度按 ～ 控制），水泥浆流量为

1.0 m 1.5 m 1 70 80 L/min 0.5 m 锚固段每隔 、自由段每隔 设 个架线环，用 ～ ，旋喷扩孔至锚索设计深度增加 ，完成

镀锌铁丝绑扎牢固；注浆管布置在架线环的中间，其中二 后拿出钻杆，再次跟进套管至设计长度。

1.0 m 1 2.2.8 锚索安装 次注浆管隔 布置 个注浆孔洞，并用胶带密封。

锚索安放时，由装载机和人工配合将成品锚索转运至 锚索加工总长度应符合设计要求，总长度＝锚索设计

1.5 1.8 m 孔位，对钻孔重新进行通孔检查，对坍孔和掉块进行清理。 长度＋外露张拉长度 ～ （以桩外皮为准）。

安装前锚索隐蔽验收必须合格，再次对锚索体进行详 压力集中型必须明确标记非工作锚索，压力分散型必

细检查，特别是对锚索编号和孔号进行核实，对损坏的配 须标记锚索分级的情况，经验收合格后，方可使用。

2.2.3 锚索工作面土方开挖 件进行修复和更换。推送锚索时不得使锚索扭压弯曲，用

锚索工作面土方应分层分段开挖，严禁超挖，并按一 力要均匀一致，防止在挤压等过程中解锁锚索，造成锚索

层土石方一层锚索的节奏施工。每层锚索工作面开挖长度 失效。对所有压力分散型锚索的外露端做出明显标记。

30 m 500 mm 2.2.9 锚索一次注浆 不大于 ，开挖至锚索标高以下 。及时完成锚

1 ）锚索注浆使用的压力表必须经标定合格后使用。 索、喷锚支护施工，缩短无支护暴露时间。

2 2.2.4 放线定位 ）锚索注浆采用事先预留的高压注浆管注浆的方式，

现场测量放线人员按设计要求放线，用经纬仪在坡面 通过注浆管注入水泥浆，直至孔口返浆。注浆时应慢速连

上确定每根锚索的控制线，用水准仪测量每个锚索孔位的 续注浆，直至钻孔内的水及杂质被置换出孔口，孔口流出

标高，并喷涂红色油漆进行标记。 水泥浆浓稠为止。注浆前应检查每根钢绞线是否松脱。

3 P.O 42.5 2.2.5 钻机就位 ）锚索注浆采用纯水泥浆，水泥选用 ，水灰

10 m 60 cm 0.45 0.50 M30 200 mm 钻机运行路线铺设宽 、厚 的砖渣，局部软 比 ～ ，浆体强度为 ，全段 的普通孔径锚

20 mm 100 kg/m 钢板，保证钻机平稳运行。钻机应安装牢 土层加厚 索注浆水泥总用量不少于 （根据现场土质情况，

3 100 150 kg/m 固，用锚索机指针测量钻杆角度，控制误差在 ± ° 以内。 在 ～ 之间进行动态调整），旋喷扩大头锚索的

250 300 kg/m 2.2.6 泥浆制备 水泥用量为 ～ 。为保证浆体的早期强度，添加

0.05% 旋喷扩大头锚索成孔过程采用纯水泥浆，水灰比为 的三乙醇胺早强剂和聚羧酸高效减水剂。 1.0 4 1 0.5 MPa ；普通孔径锚索采用泥浆湿作业成孔，泥浆密度应按照 ）第 次注浆压力为 。 2.2.10 锚索二次注浆 土质情况进行调整。钻机施工前，钻机与支护桩之间要形

二次注浆采用事先预留的高压注浆管注浆，浆体参数与 成环形截水沟，以便于泥浆（水泥浆）的收集。在黏土中

1 1 3 4 h 2 第 次注浆相同。待第 次注浆 ～ 后，进行第 次注浆，压 钻进时，采用膨润土造浆。在较厚的砂层、泥炭土中钻进

1.5 MPa 力应不大于 。本工程二次注浆比普通锚索的注浆时间 时，添加钠基膨润土制备泥浆，并对不符合稠度要求的泥

相对提前，且压力较小，目的是避免压力过大导致锚索套管 浆进行更换，及时补充新鲜泥浆。

破裂后水泥浆灌入，而引起后期锚索难以回收的问题。采用 本工程选用优质钠基膨润土人工造浆，同时为了保证

此种方法，后续的承载力检测和回收效果均较好。 在钻进过程中泥浆的性能指标，在造浆的过程中可适量添

CO Na 2.2.11 锚索张拉、锁定 等外加剂，来改善黏土水化分散性能，降低泥 加

2 3

1 15 MPa 75% ）锚索注浆体强度大于 并达到设计强度的 浆失水量。施工时应注意控制泥浆相对密度、黏度、含砂

12 d 25 MPa pH 1.05 1.25 （一般为注浆后 ），腰梁抗压强度达到 后，方 率、 等指标，以确保泥浆相对密度为 ～ 、黏度

18 25 s 4% pH 8 10 可进行锚索张拉。分层分段张拉的锚索完成后，方可进行 ～ 、含砂率小于 、 为 ～ 。

相邻土方的开挖。 采用优质钠基膨润土配制泥浆，并掺入体积分数为泥

2 0.003% 的聚丙烯酰胺絮凝剂。每立方米水所需要的膨 ）锚索张拉使用的千斤顶和进油、回油压力均应在标 浆液

80 kg 润土质量为 。对于不能回收利用的泥浆，采用密闭式 定合格后，方可使用。张拉人员上岗前应经过严格培训，

1.2 m 泥浆罐车外运。截水沟上部设置宽 的竹或木跳板，以 并持特种作业证件上岗。

3 便于安装锚索时人员站立。 ）压力分散型锚索按设计要求分别对单元锚索进行预

0.1 0.2 2.2.7 旋喷扩孔 张拉，预张拉拉力值应取 ～ 倍的轴向拉力标准值，以

4 5 m 6 8 m 束钢绞线扩孔长度为 ， 束钢绞线扩孔长度为 ， 此消除在相同荷载作用条件下因自由段长度不等而引起的

500 mm 扩孔直径均为 。钻头使用高压旋喷钻头，旋喷扩孔 弹性伸长差，再同时张拉各单元锚索。正式张拉时，应张

1.05 1.10 20 25 MPa 0.20 0.25 m/min 拉至其设计锁定值的 ～ 倍进行锁定。每张拉一次均 压力为 ～ ，钻杆提升速度为 ～ ，高压

2 5 m 100 125 min 应测量锚索（杆体）的伸长值，并做好原始记录。可回收 旋喷扩孔至少往返 次（现场 扩孔长度按 ～

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1.2 m 锚索长度不应小于 ，因此不必在末端封锚。 孔角度。 3.2 成孔质量控制 2.2.12 锚索试验及检测

1 1 ）至少应在施工前 个月进行锚索浆体配合比试验， 成孔质量主要是孔径、孔深、角度，施工过程应按照

2 50 cm 同时应测试所需外加剂的掺量和 种以上外加剂的相容性。 设计要求严格控制，孔位允许偏差 ± ，倾斜度及方位

2 70.7 mm 3 500 mm ）对锚索注浆体强度应进行检验，制作 × 角允许偏差为 ± ° ，孔深需超过设计长度 。

70.7 mm 70.7 mm 28 d 3.3 一次注浆质量控制 × 的试块，以 标准养护条件强度作为

30 锚杆下放后，应立即按设计配合比进行灌浆。灌浆 浆体强度评价依据。试块的制作每 根锚索不应少于一

6 前，应检查灌浆设备、灌浆管是否完好、畅通。管道连接 组，每组不应少于 个试块。锚索张拉前，制作部分同条件

后，可用清水进行压注检查，保证设备和管道的正常运 试块用于确定本项目锚索张拉时间对应的强度数值。

3 行，无漏浆、爆管等问题。 ）锚索抗拔承载力检测试验数量不应少于锚索总数的

5% 3 注浆采用孔底反注浆的方法，全断面一次灌注，防止 ，且在同一土层中的锚索检测数量不应少于 根。检测

长时间停灌。实际灌浆量一般大于理论灌浆量，以孔口浓 锚索应采用随机抽样的方法选取。抗拔承载力检测值与轴

1.4 ，当检测锚索不合格时应扩大 浆溢出量为灌浆终止标准。若发现孔口浆液表面脱落，应 向拉力标准值的比值应 ≥

30 min 2 3 检测数量。 在 内进行 ～ 次孔口灌浆，保证孔口浆液饱满。

3.4 二次注浆质量控制 2.2.13 可回收锚索换撑

本工程基坑待顶板施工完之后，进行土方回填，回填 二次注浆采用双控法，应同时满足设计注浆量和设计

过程中自下而上，每回填一层土方设置钢筋混凝土换撑板， 注浆压力的要求。

3.5 张拉质量控制 然后回收锚索。具体流程为：基础底板处，底板与支护桩间 1.0 m C15 5 d 4 的 素混凝土，浇筑养护 后，进行最下排 锚杆张拉分 级进行，每级荷载分别为锁定拉力的 浇筑厚

25% 50% 75% 100% 1.1 1.2 锚索回收施工→继续进行土方夯实回填至上排锚索位置下 、 、 、 ，然后再超张拉 ～ 倍，每级

500 mm 4 5 min 10 min ，进行该排锚索回收→地下 层楼板顶与结构板齐平 需要持荷 、超张拉持荷 ，并分别记录每一级锚

200 mm 3 位置下设置厚 的钢筋混凝土换撑板（混凝土强度同 杆的伸长量，在每一级稳定时间内必须测读锚头位移 次。

2 000 mm 4 000 mm 楼板），宽度 ，间距 →继续回收锚索、回 张拉后若发现有明显的预应力损失，应及时进行补张拉。

3 填土方及设置换撑板至地下 层楼板顶标高（支护桩顶）。 张拉稳定后，卸荷至锁定荷载并锁定锚杆。

3.6 回收质量控制 2.2.14 锚索回收

回收时不需要专用设备，采用单索千斤顶将锚具收 在张拉或检测时不能拉动回收索，需在专业人员指导

1 2 回，用手将钢绞线推到底，顺时针转动 ～ 圈，然后用力 下进行锚索的施工或检测，以防钢绞线弹出发生意外。

拉动钢绞线，使整个钢绞线能被拉出。

4 结语 用千斤顶分别对钢绞线进行加载，使之脱离固定台

大吨位可回收旋喷锚索在软土地区深基坑工程中得到 座，即可回收。锚索回收施工程序如下：

1 了成功应用，大大提高了锚索的承载力，降低了锚索长度 ）装上支架、穿心式油压千斤顶、回收锚具及夹片等。

2 增加所带来的施工难度，可以解决砂层坍孔、锚索承载力 ）完成安装后开启千斤顶加载，使锚头有松动及

2 3 mm 不足等问题，具有良好的绿色施工效果。 ～ 的浮起，然后加载。

3 1 ）在支架上安装锚头夹片的回收垫片，重复步骤 后

开启千斤顶加载，使锚头处的夹片脱落，千斤顶卸载，取

[1] . [J]. ,2020 窦方涛 深基坑支护工程中扩大头锚索的应用 建材与装饰 走锚头。

4 (1):20-21. ）将支架取走，用专用夹钳夹住钢绞线，逆时针旋转

[2] , , . [J]. 赵蜀健 张莲花 赵石力 扩大头锚索在成都膨胀土地区的应用 一圈半解锁，人工将锚索单根分别拔出。

5 4 ,2019,17(4):98-101. 水利与建筑工程学报 ）重复步骤 ，直至将所有锚索拔出。对拔出的锚索

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