机械扩孔扩大头锚索施工技术在基坑支护中的应用

摘要：以某高层综合体建筑深基坑支护工程为例，介绍了机械扩孔扩大头锚索在特殊施工条件下的应用，以及它的技术的适用性，分析了机械扩孔工艺在扩大头锚索施工中具有广泛的应用前景及发展趋势。

关键词：深基坑支护；扩大头锚索；机械扩孔工艺；施工质量

Abstract: the synthesis of a high-rise building deep foundation pit bracing engineering as an example, this paper introduces the mechanical reaming expand head in special construction conditions anchor cable, and application of it the applicability of the technology, analyzes the mechanical reaming process in expanding the construction of anchor cable head has a broad prospect of application and development trend.

Keywords: deep foundation pit supporting; Expand head anchor cable; Mechanical reaming process; Construction quality

中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号：

深基坑支护工程概况：

该基坑周长868米，深12米，支护结构为桩锚支护，基坑边线与红线距离约3.5m，基坑北临城市主干道、西临地铁轻轨（锚索长度不能大于20米），基坑安全等级为一级。根据设计图纸及锚索基本实验的参数进行施工，该工程扩大头锚索为两道6X7Ф5钢绞线@1800(3桩2锚)，L=16~24m（西侧20m），自由端8~12m,锚固段8,扩大头6m,设计拉力700KN，锁定拉力500KN。锚索总计628根。

二、主要施工机械设备表

三、扩大头预应力锚索主要施工工艺

锚索成孔采用专业锚杆钻机带D150mm钢套管成孔至锚杆自由端进锚固段2米长度，其中套管跟进至自由端，然后换用伞状扩大头沿钢套管伸进至套管断头，伞状扩大头张开、缓慢进行伸进施工至锚索锚固段末端深度（即锚杆长度：自由端和锚固段之和），最后拔出套管即可（注水护壁成孔），然后插入锚索及注浆管进行注浆（浆液加适量二乙醇胺），待4小时后进行高压二次注浆，其施工工序主要包括孔位放样、锚杆钻机带D150mm钢套管钻孔、机械扩大头成孔、浆液配制、二次高压注浆。

锚索杆体在地面加工后，采用人工抬运至施工点，直接下入孔中，然后连接注浆机压浆管注浆，注浆采用“两次”注浆工艺。

扩大头锚索施工工艺流程如下图示

四、锚索设计参数及施工要求

1、钻孔前应根据设计要求确定孔位并定出标志，孔位垂直方向允许偏差为土50mm，水平方向允许偏差为3%，钻孔直径150mm；

2、钻孔不宜采用泥浆护壁，成孔困难时应采用套管跟进；

3、钻孔应超过锚杆设计长度0.5-1.0m；

4、锚筋应严格按照设计要求下料，其允许偏差为50mm，其外露长度由施工单位根据张拉设备确定；

5、锚杆自由端要抹一层黄油，并套波纹管扎牢；

6、安装就位前，要认真清除钢绞线表面的污物；

7、机械扩大头主要施工原理为为伞状结构，向压力扩大头即可张开进行扩孔施工，待成孔至锚固段末时即可拔出扩大头，其拔出过程中扩大头因没有压力为缩紧状态。

8、锚杆水泥浆采用42.5R掺少量二乙醇胺的普通硅酸盐水泥浆，水灰比为0.4～0.5；

9、锚固体设计强度为30MPa，达到70%后方可进行张拉锁定锚索；

五、锚索施工程序与工艺

1、测量放线。钻孔前先根据要求测放孔位，并进行标记。

2、钻孔①选择CH-90型锚杆钻机。②钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上，倾角30度。③施工中根据地质条件可选择两种钻头，自由段用普通钻头，锚固段用机械扩大头钻头。④成孔直径不小于150mm，钻进时采用带D150mm钢套管跟进钻孔，钻孔至锚杆扩大头部分始端2米时，换用扩大头钻头在D150mm钢套管伸进至锚杆锚固段端扩大头张开，钻至锚固段末，在钻进过程中，应精心操作，精神集中，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故，一旦发生孔内事故，应争取一切时间尽快处理。⑤钻孔完毕后，拔管出钻杆，插入预制好的6X7Ф5钢绞线，先在钢套管内进行高压一次喷射注浆至孔口流出浆液为止，待4小时后进行高压二次注浆至孔口流出浆液为止。

锚固孔的质量必须符合规范要求。我国工程建设标准化协会编制的《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22-90)规定：

⑴锚杆孔距水平方向允许偏差±100mm，垂直方向孔距允许偏差±50mm；

⑵钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3%；

⑶锚固孔深度应不小于设计长度（高出设计长度0.5～1.0m），也不宜大于设计长度的1%。

作为钻孔质量监控的一项措施，施工人员必须认真填写钻孔钻进中原始记录表，详细记录每个孔的进尺情况、地层变化、施工时间及其他特殊情况。

3、锚索制安

①按设计要求制作锚索，锚索采用6X7ф5钢绞线。锚索定中架或隔离架均按设计要求制作和安装，使锚索处于钻孔中心。锚索自由段须抹一层黄油，并密裹塑料布，套塑料软管、扎牢。

②本工程锚索必须严格按照设计图纸中对自由段和锚固段的要求执行，钢绞线锚固段架线环与紧箍环每隔1.5m间隔设置，紧箍环系16号铅丝绕制，不少于两圈，自由段每隔2m设置一道架线环，以保证钢绞线顺直。

③ 安放锚索杆体时，应防止筋体扭曲，注浆管宜随锚索一同放入孔内，管端距孔底为50-100mm，筋体放入角度与钻孔倾角保持一致，安好后使筋体始终处于钻孔中心，锚索孔口外露1200mm以便张拉。

④ 若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚索为止。

4、扩孔

采用350mm机械扩大头，其原理为伞状结构，施工时有压力扩大头为张开状态，拔出时没有压力，扩大头为缩紧状态，一般可扩孔至直径0.35-0.40米。

机械扩孔钻头如图：

5、注浆

①注浆材料应根据设计要求确定，注浆材料水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4～0.5。注浆体强度不低于30MPa，一次注浆压力为不小于20MPa。采用二次注浆，二次注浆材料选用水灰比为0.5的纯水泥浆，注浆瞬时压力一般为25MPa。

②浆液应搅拌均匀，过筛，随搅随用，浆液应在初凝前用完，注浆管路应经常保持畅通，注浆前加入适量的速凝剂。

③注浆管与锚索一起放入钻孔中，注浆管内端距设计孔底为50～100mm，二次注浆管的出浆孔密封，保证一次注浆液不进入二次注浆管内。一次注浆时采用注浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，再由孔底返出孔口，待孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆。一次注浆压力不小于20Mpa，二次注浆为劈裂注浆，压力一般25MPa。待一次注浆初凝后进行二次高压注浆，约3个小时左右。