扩大头抗浮锚杆桩在逆作法工程中的应用

俞晓栋：扩大头抗浮锚杆桩在逆作法工程中的应用　
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图２锚杆桩抗浮设计示意　
２．２钻孔灌注桩抗浮设计　
本工程立柱桩采用西１　１００　ｍｍ的钻孔灌注桩，因此抗　拔桩采用西１　１００ｍｍ进行考虑；桩长为２０１ＴＩ，桩基持力层　为④２泥质砂岩；依据土层侧阻力、端阻力计算单桩抗拔承　载力。　依据ＪＧＪ　９４—２００８《建筑桩基技术规范》相关公式，　可得单桩抗拔力Ｒｔｄ＝ｌ　４６４　ｋＮ。　通过对锚杆桩及灌注桩单桩设计值进行分析后可知，　就南京科举博物馆项目而言，在该地质条件下，采用有　效长度１６．０　ｍ，扩体段长３．０　ｍ，西８００　ｍｍ，非扩体段长　１３．０　ｍ，　１８０　ｍｍ的扩大头锚杆桩提供的单桩抗拔力为　１　２２１．３０　ｋＮ，而采用西１　１００　ｍｍ、桩长为２０　ｍ的抗拔桩提　供的单桩抗拔力为１　４６４　ｋＮ。两者提供较为相近的单桩抗　拔力　】。　３　逆作法工程中锚杆施工方案　扩大头锚杆工法的原理，是利用高压喷射流束在规　定的位置定点切割锚孔孔壁土体，通过循环水或水泥浆将　所切割的土体颗粒排出，形成大的空腔，然后注浆充填形　成锚杆扩大头。利用高强度精轧钢筋（钢绞束）作为自由　端，其上端与地下室底板主筋连接，下端与扩大头（囊　袋）相连接。在扩大头囊体内及囊体外注入水泥浆，当达　到强度后，锚杆桩由其自由端摩阻力、扩大头段摩阻力和　扩大头前端端阻力构成抗浮力。　３．１施工流程　场地平整一设备组装与调试一测量放线与钻机定位一　下钻成孔一高压旋喷扩孔一锚杆安装（装配多重防腐型扩　体锚杆制作）一囊袋内灌注水泥浆一锚孔内补浆一锚杆锁　定一基础底板施工　３．２操作要点　３．２．１场地平整　在挖土过程中采用挖机对开挖场地进行平整收底，在　浇筑施工垫层的同时有组织的设置泥浆沟槽，满足旋喷钻　机在组装、旋喷钻进及行走移机等作业时对场地平整度的　要求。　皿建筑奠工·第３８卷·第８期　３．２．２设备组装与调试　组装旋喷钻机，连接相关配套设备，并进行高压试　喷。在旋喷钻机进行高压试喷时，必须对水泥浆进行高压　喷射，且应保持高压喷射状态大于１０　ｍｉｎ；喷射压力应超　过施工要求最大压力５～１０　ＭＰａ，以便检验高压喷射水泥浆　质量、高压泥浆泵性能、高压管路的密封性等指标。　３．２．３引孔　首先用水泥混合浆液引孔，引孔至扩体段后开启高压　喷射扩径，非扩径段西１８０　ｍｍ，以锚杆能顺利安放为准。　启动高压泥浆泵为旋喷钻机供应高压水泥浆，并查看钻头　喷射情况。当钻头喷射稳定且钻杆转动平稳后，下旋钻进　成孔至设计深度，钻进至设计深度后停止向下钻进，但保　
持钻杆转动和高压喷射。　
３－２．４高压旋喷扩孔　
１）扩径段西８００　ｍｍ，扩径采用素水泥浆，水泥强度　
不低于Ｐ．Ｏ　４２．５的普通硅酸盐水泥；水泥用量按照设计图纸　
执仃ｔ－；水泥浆水灰比为０．５，扩孔喷射压力不小于３０　ＭＰａ，　
喷射时喷管匀速旋转，匀速扩孔２遍。　
２）当钻孔深度达到设计要求后，增大喷射压力至　
３０　ＭＰａ，以２０　ｃｍ／ｍｉｎ的提升速度及１　５　ｒ／ｍｉｎ的转速进行高　
压喷射扩孔。　
３）采用测量孔外钻杆长度来推算扩孔长度，当扩孔长　
度达到设计要求后，为了确保扩体段直径满足设计要求，　
应对扩孔段进行复喷，且喷射泥浆采用水泥浆。　
４）旋喷扩孔完毕后将钻杆提出ＴＬ￣Ｉ＂，立即用大量清水　
清洗钻机、高压泥浆泵及管路。　
３．２．５下锚　
１）将预先制作完毕的锚杆头下放孔中，同时将注浆管　
与锚杆头的囊袋连接。　
２）接长钢筋，利用套筒及钢筋自带的螺纹将上下２节　
钢筋进行连接。　
３）锚杆下到桩底标高，完成下锚。　
４）注浆时注意控制注浆压力　】。　
３．２．６锚孔内补浆　
１）采用二级搅拌制配水泥浆（可回收利用灌注囊袋剩　
余部分水泥浆），水灰比１．０；并在水泥浆转移过程中采用　
过滤网对其进行过滤，以防发生管路堵塞。　
２）完成囊袋内无泌水水泥浆灌注后，将锚孔内注浆管　
与囊体脱离。然后通过脱离后的锚孔内注浆管进行锚－ＴＬ￣ｒＦ　
浆。　
３）锚孔内补浆完毕后立即拔出注浆管，进行下一锚孔　
注浆或用大量清水对管路进行清洗。　

４　锚杆桩施工的分析　
扩大头锚杆桩采用经过改装的高压旋喷机进行引孔　
俞晓栋：扩大头抗浮锚杆桩在逆作法工程中的应用　
施工。根据以往案例，绝大多数采用在土方开挖之前进行　
施工（即地面施工），部分采用土方开挖至基底进行施工　
（即基底施工）。而在逆作法项目中则属于土方开挖至基　
底的一类。　
４．１施工方案分析　
４．１．１地面施工　
１）优势：在地面施工可以采用较大型号的机械进行施　
工，钻进的功率较大。　
２）缺点及问题：施工场地小，桩基施工阶段有大量的　
大型施工机械在场地内，不利于施工；西侧人防区域有未　
清理底板，若在顶部施工，则需要将该区域范围的大量桩　
位提前进行清障；锚杆桩间距仅为２　ｎｌ，对挖土施工带来极　
大的影响；在地面施工将会面临大量空钻，从经济的角度　
来看有些得不偿失。　
４．１．２基底施工　
１）优势：避免在一柱一桩施工过程中发生交叉施工，　
缩短了桩基阶段的施工，提前开始地下室结构的施工；采　
用小型机械灵活机动，可大面铺开；在逆作法施工过程　
中，对上下同步施工不产生影响；解决了地面施工缺点及　问题中后３项。　２）缺点及问题：在地下室施工可能会遇到楼层净空不　够的问题；在基础底施工时，泥浆如何处理的问题有待解　决。　结合工期、费用方面的考虑，相比之下，在土方开挖　至基础底后进行锚杆桩施工（即基底施工）比较理想。据　此，可针对其中可能产生的问题进行提前解决。　４．２问题的解决　１）随着社会发展步伐的加快，以及城市配套设施的　不断更新换代，大量新开项目场地内均有大量老旧建筑基　础。以南京科举博物馆项目为例，在场地内有大量老建筑　基础以及原人防地下室。因此，拆除地下障碍物的工作就　是一个较大的工作量。根据对锚杆桩与抗拔桩单桩抗浮的　分析，若采用抗拔桩作为抗浮构件的话，数量为９００余根，　因此将会有大量的清障工作量。　２）在逆作法工程中，在地下室取土本身就对楼层的　净空有一定的要求，需要满足普通小型挖机工作的空间。　而锚杆桩采用的施工机械是根据高压旋喷机进行改造而成　的，其净空高度在满足原挖土机械的条件下同样适用。　３）在基础底部各个区域均分布有多处电梯井及集水井　深坑，因此在挖土施工完成后，先行施工厚１５　ｃｍ垫层以满　足锚杆施工机械施工荷载，同时在施工垫层过程中留设泥　浆槽，将泥浆汇集至深坑区域，再用大功率泥浆泵将泥浆　抽至地面。　综上所述，通过横向及纵向的对比，利用锚杆桩施工　能在整个施工过程中的３个阶段内缩短大量工期，如表１和　图３所示　。　表１锚杆桩与抗拔桩对比　施工过程　采用锚杆桩的优势　清障阶段　仅对地下连续墙及立柱桩区域，相对减少１／２Ｔ作量。　仅需要施工立柱桩．按照９００根抗拔桩来估算，可提前４５　ｄ　桩基阶段　完成地面桩基施工。　结构施工　锚杆桩采用旋喷桩机改造的小型机械。充分利用逆作法特　有的地下取土的优势；可在挖土施工过程中穿插进行施　阶段　工，将逆作法上下同步施工提升到一个新的层次。　：清障　围护结构‘　桩基　地下室结构　ｊ上部结　：　：清障围护结构桩基　地下室结构　‘　。　上下同步　！理论缩　！　抗浮锚杆）！短工期　图３抗拔桩与锚杆桩施工过程比较　５　结语　扩大头锚杆桩施工技术作为一项近年刚引进我国的新　技术，在采用逆作法施工技术的工程项目中，充分体现出　
了其节省造价、缩短工期等核心竞争力。　
通过在南京科举博物馆一期一区工程施工中的成功应　
用，验证了扩大头锚杆桩的优势，为进一步推广应用提供　
了参考范例。　

Ⅱ参考文献丑　
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２０１６．８．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃ０ｎｓｌｒｕｃｔｉ。ｎ固