加筋水泥土桩锚在深基坑支护中的应用

摘要：随着工程建设的需要，基坑支护的应用越来越来广泛,特别是加筋水泥土桩锚支护结构。本文结合工程实例，介绍了加筋水泥土桩锚支护的施工方法，并针对施工质量问题提出了施工质量控制措施。实践证明采用加筋水泥土桩锚在深基坑支护中的应用，技术合理、安全可靠、节约投资。

关键词：加筋水泥土桩锚；基坑支护；LXK工法；孔位定位；注浆；质量控制

近几年，随着科学技术的发展，一种新型的基坑支护形式加筋水泥土桩锚支护得到广泛应用，将传统的深层搅拌技术、高压旋喷技术、土层锚杆技术进行了有机的结合与创新，具有施工占地小、邻近土体扰动少、工期短、造价省等诸多优点，同时该技术在施工过程中容易出现的质量问题。

1施工概况

1.1工程概况

某建筑工程9幢20多层的高层商住楼及大底盘式1层地下室组成，总建筑面积约12万m2，主体结构采用剪力墙结构，基坑开挖深度4．75m，基坑底部落在淤泥层上，开挖方量约96000m3。根据场地水文地质条件和现场的实际情况，本工程基坑支护结构体系设计采用预应力管桩结合水平加筋水泥土桩锚支护。

1.2本工程基坑支护结构体系

本工程基坑支护结构体系设计采用预应力管桩结合水平加筋水泥土桩锚支护。支护局部断、剖面如图1所示。

图1加筋水泥土桩锚剖面图

2加筋水泥土桩锚工艺简介

本工程加筋水泥土桩锚基坑支护施工采用“LXK”工法技术，是一种挡土、止水的专利技术。适用广泛的建筑基坑支护新技术，主要适用于地下人防工程、建筑物深基坑。近几年来该工法在深圳、珠海、广州等大中城市上百个深基坑支护工程得到了应用，取得了良好的社会效益和经济效益。高压旋喷水泥土桩锚工艺是：是用锚桩通过可拆卸的方式将带有锚筋的锚杆钻头装配到钻杆的前段，一边通过旋转上述转杆，在土体中进行钻孔，一边将锚杆钻头带入土体，直至设计深度，将上述钻杆前段与钻头拆开，通过钻杆的中空通道，向该孔高压旋喷注浆，形成从底到上的水泥土圆柱锚固体，必要时可施作水泥土地锚用护孔器施作地锚的扩大头，以增加地锚的抗拔力，自由段的水泥柱还有分担土体压力、抗滑移的作用。在基坑支护作为临时性挡土时可通过上述机械将插入体拔出，材料可以重复使用。也可根据具体情况与钢板桩、内支撑等支护结构相结合形成安全、可靠的支护体系。

3存在主要施工质量问题及原因分析

(1)加筋水泥土桩锚（简称LXK工法）工艺作为一种挡土、止水的专利技术，施工中存在不可预见性问题。

(2)现场加筋水泥土桩锚支护施工质量检查情况。项目部对已经完成施工的360根水泥土桩锚进行检查，其中有70根不符合要求，检验合格率仅为80．6％，是影响加筋水泥土桩锚施工质量的主要问题，在施工中应重点控制。检查结果如下表1所示。

表1水泥土桩锚检查结果

(3)检查结果分析。对已经施工完成的水泥土桩锚检查结果进行分析，主要存在孔位定位偏差、注浆不符合要求、边坡砼喷射质量缺陷、桩身强度偏差等施工质量问题，导致锚桩抗拔力不足、桩身强度不足。孔位定位偏差和注浆不符合要求在不合格项目中占80％，在施工中应重点控制。

(4)原因分析。对孔位定位偏差和注浆不符合要求两个主要质量问题进行原因分析，原因分析关联图如下图2所示。

图2高压旋喷水泥土桩锚施工质量主要原因分析图

4施工质量控制措施

4.1强化技术人员培训考核

加筋水泥土桩锚支护作为比较新的基坑支护体系，项目部现场施工管理人员均为首次接触；班组工人虽然有过类似施工经验，但对本设计中一些基本控制参数并不熟悉，影响工序质量控制。因此，对现场管理人员及施工班组人员未培训的，进行现场培训考核发放岗位培训证，确保工序质量受控。

4.2强化仪器设备检定

严把压力表、液压千斤顶检定校准关，严禁使用未经检定校准合格的压力表、液压千斤顶，避免压力表不准影响注浆质量、液压千斤顶不准影响锚筋张拉力控制。

4.3严格控制配合比

高压喷浆配合比必须经有资质的检测机构试配试验合格后方可使用，并严格控制水灰比，一般水灰比控制在1．0～1．5为佳，防止配合比不当引起堵管等影响喷浆质量。

4.4严把材料进场检验关

主要材料如水泥、锚杆等均应有检验试验报告合格的方可使用，避免使用不合格水泥影响锚桩砼强度，避免使用直径不符合要求和长度不符合设计要求的锚杆，影响锚杆抗拔力。

4.5改善作业照明环境

对阴天、夜间作业环境应增加照明灯具等辅助光源，确保充足的光源，避免光线不足影响放样准确性和钻孔就位的准确性。

4.6锚孔成孔质量控制

要严格按照设计及规范要求控制成孔质量，控制好成孔角度、深度（锚孔长度）、孔径尺寸，成孔后应进行成孔质量验收，符合要求后方可安装锚杆、注浆。

4.7注浆系统及设备控制

注浆前要对压力喷浆系统及设备进行全面检查，进行试喷，防止油压管线漏油，喷浆管漏浆等影响注浆质量。

4.8控制喷浆质量

当锚杆钻头进入土体时，应直至设计深度，对孔底进行高压旋喷注浆，然后将上述钻杆前段与钻头拆开，通过钻杆的中空通道，向该孔高压旋喷注浆，喷射压力为12～20MPa，形成从底到上Ф300～500水泥土圆柱锚固体；在桩底部1m范围内定喷1～2min，形成扩大头，增强锚桩抗拔力，以提高承载力。当喷射头距离坡面2m时，应降低压力至5MPa以上，防止水泥浆液劈裂坡面土体，距离坡面1．0m范围内锚筋外套塑料管，防止锚桩张拉时破坏冠梁及钢筋网砼面层。

4.9控制张拉质量

水泥土锚桩应在其施工完成5d后且冠梁、钢筋砼面层强度不低于80％时，进行张拉，锁定钢锚定板、锚具、钢绞线三者贴紧后直接喷射混凝土，若边坡变形较大或变形不稳定，应待喷射砼面层达到设计强度80％后，采用20KN预应力张拉钢绞线后锁定于砼面层上，锚桩锁定完成后方可进行下一层土方开挖，严禁提前开挖及超挖下层工作面。

4.10施工障碍处理及不合点处理

针对锚桩在施工中遇到障碍物的情形，已施工锚桩长度大于5m时（本支护工程锚杆设计长度），可于距离该锚桩0．8m处补打一根，长度为8m。已施工锚桩长度小于5m时，应退杆，调整角度或位置直至避开障碍物后，再按原设计长度重新施打，加筋水泥土锚桩体的施工应采用钻进、注浆、搅拌、插筋一次性完成。

5措施成效

5.1锚桩最大抗拔力试验满足设计要求

本工程支护工程完成后，经委托有资质的检测机构对锚桩进行抗拔验收试验，由业主和设计、监理单位共同选定，对施工编号为45＃、12＃、8＃的3根锚桩进行抗拔验收试验检测，这3根锚桩最大抗拔力试验荷载为140KN、175KN、175KN，水泥土桩锚抗拔承载力均大于设计值120KN，锚头位移均能达到相对稳定，且锚桩弹性变形均满足验收标准，满足设计要求。

5.2基坑变形监测发展速率比较稳定

本工程地下室基坑采取信息施工方法，经委托有资质的检测机构对基坑施工的全过程进行监测。监测内容包括基坑周边坡顶水平位移，坑坡顶及邻近建筑物沉降观测等。

从各阶段监测报告看：基坑开挖初始，水平位移数值变化不大，随着开挖，高压旋喷水泥土锚桩的施工，水平位移大，呈正方向变化，其变化在控制范围之内。当高压旋喷水泥土锚桩施工完毕，坡顶水平位移发展趋势稳定，到后期施工过程中水平位移基本不再发展。由此可以看出，高压旋喷水泥土锚桩对底层的加固作用和对水平位移的控制能力是有效的，变形的发展速率比较稳定，取得明显成效。

6结语

综上所述, 应用加筋水泥土桩锚支护结构，必须注意孔位定位偏差、注浆不符合要求、边坡砼喷射质量缺陷、桩身强度偏差等施工质量问题，应落实施工质量控制措施，不断提高施工人员素质，严格把守材料关和施工质量。这样才能使高压旋喷加筋水泥土桩锚支护结构施工得到较大的提高，使它在工程建设中发挥更大的作用。

参考文献

[1] CECS 147:2004,加筋水泥土桩锚支护技术规程[S].

[2] 陈立龙 卓泽腾 李永刚，加筋水泥土桩锚支护在基坑工程中的应用[J].山西建筑，2006.32