CN107190755A - 一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，包括以下步骤：施工准备→孔位测放→钻机就位→锚筋制作安装→水泥浆液配置→高压旋喷钻进成桩→钻机移位→预应力支座制作安装→预应力张紧、锁定。本发明具有以下积极特征：工作效率高；适用性强；施工方法简单；扩大头直径可达3倍以上，增加了端部的锚固力；与常规的高压高压旋喷预应力土锚杆相比，该技术将钢性材料一次性带入孔内，施工快捷方便，工期可缩短1/3～1/2；取消了传～统支护中的内支撑使用与拆除等工序，降低了单位承载力的造价，即一次性成土锚杆的工效高，可有效降低工程成本，节约工程造价，缩短施工工期。具有较好的经济效益和社会效益；绿色施工无噪音、无污染、不忧民。

Description

一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法

技术领域

本发明涉及淤泥黏土、黏性土、粉土、砂土等各种形式深基坑支护、地基处理及地下工程加固领域，具体为一种一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法。

背景技术

随着社会的不断发展，尤其是科学技术的不断进步，社会多个领域都进入了科技促进发展的快车道！尤其是城镇化的飞速发展，许多高层建筑如雨后春笋般拔地而起，为城镇化发展提供了衣食住娱乐办公的场所。

在现有的建筑施工中，无论是高层建筑还是地下施工，深基坑支护，是较为常见的施工作用；目前在深基坑支护施工技术中，土钉墙、排桩+锚索、内支撑等施工技术已经得到广泛的应用且施工技术成熟，随着基坑支护施工技术的发展，传统点施工方法表现出了施工造成成本高、施工周期长且占用施工空间较大，并且常规锚杆与软土之间锚固力不足等缺陷，已经无法满足现有建筑施工发展的需要。

因此，提供一种能够克服上述现有技术中的不足的施工方法，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种一次性高压旋喷加筋水泥土锚杆施工技工法，该工法相对传统的基坑支护技术而言有着施工造价低、施工工期短、占用及施工空间小等优点，且水泥土桩锚能够有效地改善土体物理力学性能，能够克服常规锚杆与软土之间锚固力不足等缺点，能够有效的在软土、砂土层中应用。

本发明的目的是这样实现的：

一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，包括以下步骤：施工准备→孔位测放→钻机就位→锚筋制作安装→水泥浆液配置→高压旋喷钻进成桩→钻机移位→预应力支座制作安装→预应力张紧、锁定。

所述的施工准备包括：1）掌握工程周围状况、建筑物状态及其影响，对可能出现的问题并提出相应的解决方式；2）高压旋喷加筋水泥土锚杆施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件； 3）对设计阶段考虑到的地下埋设物、障碍物应做进一步核查，并进一步确定其位置、形状、尺寸和数量，同时提出排除和防护处理等措施； 4）认真检查原材料及各种仪器设备的型号、品种、规格，检查其主要性能是否符合设计要求；5）为取得具有较强针对性的施工技术参数，宜在正式施工前进行钻孔成桩、张拉锁定试验，同时考核施工工艺和施工设备的适应性。

所述的孔位测放为加筋水泥土桩锚5施工必须按照分层分段要求施工，当土方开挖沟槽后，测量人员应在高压旋喷加劲水泥土桩施工前根据设计图纸将钻孔的孔位、方位测定，并予以编号；

所述的钻机就位包括以下步骤：1）完成钻机组装并调整底盘至水平，完成钻杆和钻头及承载力与锚索的组装，调整钻杆的倾角并对准锚杆孔位；将预应力筋按设计长度加上锚头和千斤顶的长度及操作余量下料，并穿入承载头的圆孔后嵌固，承载头套入钻头后，将各束锚索按1000mm间距沿钻杆轴向设置对中定位圆环；2）钻机安装定位质量不仅影响成桩质量，同时还影响施工速度和人员安全；因此，钻机安装定位应按照“正、平、稳、固”的要求，确保钻机受力后不摇摆、不移位；3）钻机定位后，采用钻机自带罗盘校核钻孔开孔角度，使开孔角度误差不超过1°，开孔处的水平和垂直向误差不大于50mm，孔斜误差小于3°，桩径偏差不超过20mm，并严格按照设计桩长施工，确保桩身误差不大于0.5%。

所述的锚筋制作安装包括：1）锚筋体采用三根φ15.2 高强钢绞线，材料标准强度为 1860MPa，使用前应除锈去污， 并按一定规律平直排列；钢绞线必须在平整、无水、清洁的场地下料，钢绞线下料长度要通过计算确定，锚夹具长度、千斤顶长度及外露工作长度等因素，下料过程中钢绞线切口端先用铁丝扎紧，采用砂轮切割机切割，截长应留有不少于70cm 张拉长度；所用材料需达到该种材料强度的标准值，所用钢绞线在制作之前应送有关单位检验合格后方可使用；2）安装钢绞线前对钢绞线进行编束，钢绞线必须相互平行，不得交叉，从中间向两端每隔1m设置对中定位圆环；3）预应力钢筋穿入端头承载头厚嵌固（φ150*10锚盘），承载头套入钻头上，待钻机完成旋喷注浆后，钻杆及钻头旋转式退出并进行补浆，承载头及其连接的锚盘则留在注浆锚杆内，应确保预应力筋位于搅拌桩中心点，插入过程中，应严格按照钻进角度缓慢、均衡地插入锚筋体，确保锚筋不发生扭曲；4）水泥土锚杆自由段5-1钢绞线应套波纹管，套入前应在波纹管两端10～20cm长度范围内填充黄油，外绕工程胶布固定密封、铁丝扎牢，确保泥浆不进入波纹管内；5）预应力插入孔内深度不应小于设计长度总长度的95%，安放后不得随意拉伸或悬挂重物；

所述的水泥浆液配置包括以下步骤：1）注浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥净浆，根据需要，可添加外加剂；2）水泥掺入量为20％～30%，水灰比0.7～1.0；当地层情况特殊，则需在现场进行浆液配比试验，确保高压旋喷加筋水泥土桩的成桩质量；3）水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完；

所述的高压旋喷钻进成桩包括以下步骤：1）、钻进成孔：（1）一次性高压旋喷加劲水泥土桩采用专用钻机成孔，钻杆为中空钻杆，钻进过程中，通过上述钻杆的中空通道钻头两侧的注浆口边钻进边搅拌注浆；（2）旋喷搅拌钻进压力一般为15～20MPa，搅拌钻杆的钻进、提升速度分别控制在0.3～0.5m/min、0.7～0.9m/min左右，搅拌钻杆（轴）的转速控制在20～50r/min左右，注浆压量为80～90L/min,具体应用时可结合实际地层条件进行调整，以确保搅拌桩桩体成桩质量；（3）钻进过程中，通过钻杆数量控制桩长偏差≤10cm，通过钻进压力、钻进速度与转速控制桩径偏差≤5cm；2）、扩大头施工：加筋水泥锚杆5的锚固段5-2的端部设置有扩大头7，以增加预应力筋体端部的锚固力；钻杆钻进至扩大头顶标高时，提高旋喷注浆的压力应不小于25MPa，且根据扩大头设计长度和直径的大小延长旋喷时间3～6min，同时减缓钻杆（旋喷管）的旋转角度，即旋转角速度不大于20r/min，扩大头单位长度的注浆量应比正常锚杆注浆量的两倍以上，扩大头施工时，旋喷搅拌的进退次数比桩身增加2次，以确保扩大头的直径；

所述的预应力支座制作安装包括以下步骤：1）锚具采用OVM系列，锚具和家具应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规定》中相关要求；2）根据具体工程，选用特定形式的预应力基座，预应力基座可采用钢筋混凝土或型钢进行制作；3）预应力基座制作与安装时，应先在该道高压旋喷加劲水泥土桩锚的水平位置上下各一定范围内的围护结构桩体上切出水平槽，所切沟槽的深度、宽度应符合预应力基座尺寸要求，确保可以将预应力基座置入槽中；4）预应力基座是锚筋体张拉时的直接受力构件，所以，预应力基座受力面应平整可靠，且与锚筋体轴线方向垂直；5）张拉使用的锚具及夹片，必须经过试验合格后方可使用。安装锚具3及张拉设备应注意：工作锚环应对中；夹片应均匀对称打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚的孔位与工作锚的孔位排列一致；锚具安装位置要准确,锚垫板承压面、工作锚、工具锚与孔道中心线垂直，锚具中心线与孔道中心线重合张拉力的作用线与孔道中心线重合；注意限位板与锚具是否配套，注意钢铰线是否顺直一致。

所述的预应力张拉和锁定包括以下步骤：1）应在完成的加筋水泥土桩施工且养护达到设计强度值后，在钢绞线上施加预应力后张拉、锁定2）锚筋的张拉应按照顺序进行，锚杆的张拉应考虑相邻锚杆间的影响而采用间隔张拉的方案，另外在锚杆钻孔施工中，为防止群锚的负效应，宜按“隔一钻一”进行成杆的施工方法；3）采用高压油泵和100t千斤顶进行张拉锁定，张拉作业人员，要站在千斤顶和梁体侧面操作，严格遵守操作规程。张拉过程中，作业人员不得擅自离开岗位，严禁从千斤顶前方过人，并采取保护措施，设置警示牌；5）锚头与张拉锁定设备按照设计要求进行选取，设备应在进场前通过相关检验标准，之后根据标定数据进行张拉，张拉前，必须对油泵及各阀门工作情况，油管是否通畅进行检查，以防张拉过程中油泵无法正常工作导致张拉失败；6）分级施加荷载以及观测变形的时间应按规范执行，锚筋张拉禁止一次及加载至锁定荷载，荷载必须分级逐步施加；预应力张拉程序按设计要求进行，张拉时应先调整到20%锁定荷载预张拉一次；张拉程序：0→初应力20％σcon→50％σcon→75％σcon→100σcon →110σcon (持荷5min后锚固) ，最后超张拉至110σcon锁定荷载，在超张拉荷载下持荷5min,观测锚头无位移现象后再锁定荷载，荷载锁定为180KN。

积极有益效果：本发明具有以下积极特征：工作效率高，该工法为钻机成孔过程中一次性安放锚索的同时进行高压旋喷注浆施工，即安装锚索、旋喷注浆等工艺一次性完成，工作效率高；适用性强，高压旋喷搅拌工艺，可以使水泥浆液与土搅拌形成水泥土桩体，与原土体产生较高的粘结力，并通过在水泥土桩体中部加设预应力筋体，进行预应力张拉，形成预应力水泥土锚杆，形成有足够强度、刚度、有足够强度的支护墙，尤其是在软土、砂土基坑中的应用效果较为明显，有着较强的适应性；施工方法简单，高压旋喷水泥土桩锚有效地改善土体物理力学性能，解决了传统钢管、钢筋作土钉或锚杆时锚固力低、工艺复杂等难题，克服了传统的土钉和土层锚杆在软弱土层中施工锚杆孔容易造成塌孔、漏水等缺陷；端部扩大头施工效果好，利用高压喷射注浆流的切削作用，有效抓将体扩孔直径可达钻头的封头盘直径的2倍以上。扩大头直径可达3倍以上，增加了端部的锚固力；与常规的高压高压旋喷预应力土锚杆相比，该技术将钢性材料一次性带入孔内，施工快捷方便，工期可缩短1/3～1/2；取消了传统支护中的内支撑使用与拆除等工序，降低了单位承载力的造价，即一次性成土锚杆的工效高，可有效降低工程成本，节约工程造价，缩短施工工期。具有较好的经济效益和社会效益；绿色施工无噪音、无污染、不忧民。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的高压旋喷加筋水泥土桩锚结构；

图中为：围护结构1、基坑底2、锚具3、地面4、加筋水泥锚杆5、自由端5-1、锚固段5-2、锚筋5-3、锚盘6、扩大头7。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的说明：

如图1所示，一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，包括以下步骤：施工准备→孔位测放→钻机就位→锚筋制作安装→水泥浆液配置→高压旋喷钻进成桩→钻机移位→预应力支座制作安装→预应力张紧、锁定。

所述的施工准备包括：1）掌握工程周围状况、建筑物状态及其影响，对可能出现的问题并提出相应的解决方式；2）高压旋喷加筋水泥土锚杆施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件； 3）对设计阶段考虑到的地下埋设物、障碍物应做进一步核查，并进一步确定其位置、形状、尺寸和数量，同时提出排除和防护处理等措施； 4）认真检查原材料及各种仪器设备的型号、品种、规格，检查其主要性能是否符合设计要求；5）为取得具有较强针对性的施工技术参数，宜在正式施工前进行钻孔成桩、张拉锁定试验，同时考核施工工艺和施工设备的适应性。

所述的孔位测放为加筋水泥土桩锚5施工必须按照分层分段要求施工，当土方开挖沟槽后，测量人员应在高压旋喷加劲水泥土桩施工前根据设计图纸将钻孔的孔位、方位测定，并予以编号；

所述的钻机就位包括以下步骤：1）完成钻机组装并调整底盘至水平，完成钻杆和钻头及承载力与锚索的组装，调整钻杆的倾角并对准锚杆孔位；将预应力筋按设计长度加上锚头和千斤顶的长度及操作余量下料，并穿入承载头的圆孔后嵌固，承载头套入钻头后，将各束锚索按1000mm间距沿钻杆轴向设置对中定位圆环；2）钻机安装定位质量不仅影响成桩质量，同时还影响施工速度和人员安全；因此，钻机安装定位应按照“正、平、稳、固”的要求，确保钻机受力后不摇摆、不移位；3）钻机定位后，采用钻机自带罗盘校核钻孔开孔角度，使开孔角度误差不超过1°，开孔处的水平和垂直向误差不大于50mm，孔斜误差小于3°，桩径偏差不超过20mm，并严格按照设计桩长施工，确保桩身误差不大于0.5%。

所述的锚筋制作安装包括：1）锚筋体采用三根φ15.2 高强钢绞线，材料标准强度为 1860MPa，使用前应除锈去污， 并按一定规律平直排列；钢绞线必须在平整、无水、清洁的场地下料，钢绞线下料长度要通过计算确定，锚夹具长度、千斤顶长度及外露工作长度等因素，下料过程中钢绞线切口端先用铁丝扎紧，采用砂轮切割机切割，截长应留有不少于70cm 张拉长度；所用材料需达到该种材料强度的标准值，所用钢绞线在制作之前应送有关单位检验合格后方可使用；2）安装钢绞线前对钢绞线进行编束，钢绞线必须相互平行，不得交叉，从中间向两端每隔1m设置对中定位圆环；3）预应力钢筋穿入端头承载头厚嵌固（φ150*10锚盘），承载头套入钻头上，待钻机完成旋喷注浆后，钻杆及钻头旋转式退出并进行补浆，承载头及其连接的锚盘则留在注浆锚杆内，应确保预应力筋位于搅拌桩中心点，插入过程中，应严格按照钻进角度缓慢、均衡地插入锚筋体，确保锚筋不发生扭曲；4）水泥土锚杆自由段5-1钢绞线应套波纹管，套入前应在波纹管两端10～20cm长度范围内填充黄油，外绕工程胶布固定密封、铁丝扎牢，确保泥浆不进入波纹管内；5）预应力插入孔内深度不应小于设计长度总长度的95%，安放后不得随意拉伸或悬挂重物；

所述的水泥浆液配置包括以下步骤：1）注浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥净浆，根据需要，可添加外加剂；2）水泥掺入量为20％～30%，水灰比0.7～1.0；当地层情况特殊，则需在现场进行浆液配比试验，确保高压旋喷加筋水泥土桩的成桩质量；3）水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完；

所述的高压旋喷钻进成桩包括以下步骤：1）、钻进成孔：（1）一次性高压旋喷加劲水泥土桩采用专用钻机成孔，钻杆为中空钻杆，钻进过程中，通过上述钻杆的中空通道钻头两侧的注浆口边钻进边搅拌注浆；（2）旋喷搅拌钻进压力一般为15～20MPa，搅拌钻杆的钻进、提升速度分别控制在0.3～0.5m/min、0.7～0.9m/min左右，搅拌钻杆（轴）的转速控制在20～50r/min左右，注浆压量为80～90L/min,具体应用时可结合实际地层条件进行调整，以确保搅拌桩桩体成桩质量；（3）钻进过程中，通过钻杆数量控制桩长偏差≤10cm，通过钻进压力、钻进速度与转速控制桩径偏差≤5cm；2）、扩大头施工：加筋水泥锚杆5的锚固段5-2的端部设置有扩大头7，以增加预应力筋体端部的锚固力；钻杆钻进至扩大头顶标高时，提高旋喷注浆的压力应不小于25MPa，且根据扩大头设计长度和直径的大小延长旋喷时间3～6min，同时减缓钻杆（旋喷管）的旋转角度，即旋转角速度不大于20r/min，扩大头单位长度的注浆量应比正常锚杆注浆量的两倍以上，扩大头施工时，旋喷搅拌的进退次数比桩身增加2次，以确保扩大头的直径；

所述的预应力支座制作安装包括以下步骤：1）锚具采用OVM系列，锚具和家具应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规定》中相关要求；2）根据具体工程，选用特定形式的预应力基座，预应力基座可采用钢筋混凝土或型钢进行制作；3）预应力基座制作与安装时，应先在该道高压旋喷加劲水泥土桩锚的水平位置上下各一定范围内的围护结构桩体上切出水平槽，所切沟槽的深度、宽度应符合预应力基座尺寸要求，确保可以将预应力基座置入槽中；4）预应力基座是锚筋体张拉时的直接受力构件，所以，预应力基座受力面应平整可靠，且与锚筋体轴线方向垂直；5）张拉使用的锚具及夹片，必须经过试验合格后方可使用。安装锚具3及张拉设备应注意：工作锚环应对中；夹片应均匀对称打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚的孔位与工作锚的孔位排列一致；锚具安装位置要准确,锚垫板承压面、工作锚、工具锚与孔道中心线垂直，锚具中心线与孔道中心线重合张拉力的作用线与孔道中心线重合；注意限位板与锚具是否配套，注意钢铰线是否顺直一致。

所述的预应力张拉和锁定包括以下步骤：1）应在完成的加筋水泥土桩施工且养护达到设计强度值后，在钢绞线上施加预应力后张拉、锁定；如锚杆与灌注桩、搅拌桩、圈梁配合使用时，应待其强度等级达到设计强度的70%方可进行张拉，使筋体圈梁、锚具连接牢固；2）锚筋的张拉应按照顺序进行，锚杆的张拉应考虑相邻锚杆间的影响而采用间隔张拉的方案，另外在锚杆钻孔施工中，为防止群锚的负效应，宜按“隔一钻一”进行成杆的施工方法；3）采用高压油泵和100t千斤顶进行张拉锁定，张拉作业人员，要站在千斤顶和梁体侧面操作，严格遵守操作规程。张拉过程中，作业人员不得擅自离开岗位，严禁从千斤顶前方过人，并采取保护措施，设置警示牌；5）锚头与张拉锁定设备按照设计要求进行选取，设备应在进场前通过相关检验标准，之后根据标定数据进行张拉，张拉前，必须对油泵及各阀门工作情况，油管是否通畅进行检查，以防张拉过程中油泵无法正常工作导致张拉失败；6）分级施加荷载以及观测变形的时间应按规范执行，锚筋张拉禁止一次及加载至锁定荷载，荷载必须分级逐步施加；预应力张拉程序按设计要求进行，张拉时应先调整到20%锁定荷载预张拉一次；张拉程序：0→初应力20％σcon→50％σcon→75％σcon→100σcon →110σcon (持荷5min后锚固) ，最后超张拉至110σcon锁定荷载，在超张拉荷载下持荷5min,观测锚头无位移现象后再锁定荷载，荷载锁定为180KN。

本发明的施工原理：本发明一次性高压旋喷加筋水泥土锚杆，应用于地面4与基坑底部2之间的围护结构1一侧的土层中，通过锚具3与围护结构1固定，如图2所示，加筋水泥锚杆5包括自由段5-1，与自由段5-1连接的锚固段5-2，以及位于加筋水泥锚杆5杆体内的锚筋5-3；锚筋5-3一端传过围护结构1余锚筋3固定，另一端与锚盘6连接，锚盘6处设置有扩大头7；其施工原理为钻孔机械在钻进土体过程中按照一定的压力，旋转喷射出按照比例配置的水泥浆液，形成与土体混合的水泥土桩体。另外在水泥土中加设预应力筋体，通过锚固件进行预应力张拉形成加筋水泥土锚杆。成孔及安放锚索、及旋喷注浆一次性完成，锚固体与土层的结合面不但没有隔离层，并且浆液或会渗透到锚固体四周的土层中，可使水泥土体与锚筋之间、水泥土体与原土体之间能较快产生较高的黏结力，再通过锚筋施加预应力以后，将有效的提高锚杆抗剪、抗拉强度，对被加固土体的变形产生有效约束作用。

钻机原理：钻机钻机钻杆为中空钻杆，钻杆内芯管连通钻头两侧的喷浆口作为高压旋喷注浆通道外，钻头还带有连接套筒（定子），套筒内用两道轴承连接钻杆芯管，使钻芯管旋转时保持连接套筒不转，加之封头盘板和连接的锚索 在已旋喷注浆形成的水泥土嵌固作用下，使套筒的前密封圈和封头盘板及其连接的锚索不会再旋转钻进时被拧成麻花形。套筒的前后密封圈起到油式密封保护轴承不受淤泥污染作用，完成旋喷注浆后，钻杆及钻头一边旋转式退出一边补注浆，承载头及其连接的锚索则留在注浆锚杆内。

高压旋喷注浆成孔增大锚固体直径扩大头原理：由于旋喷注浆的压力大，故除了锚固体的直径可在成孔钻头（封头锚板）直径的基础上，扩孔可大钻头直径的2倍以上，且可在锚固段采用增大喷浆压力及复喷措施切削土体置换成圆柱形扩大头（扩大头直径达500～600mm）从而增大了锚固体与土体的接触面积，即提高了锚杆与土体的摩阻力，增加了端部的锚固力。锚固段扩大头的工艺措施包括增大旋喷注浆的压力不小于25MPa,延长旋喷主经时间、减缓钻杆旋转的角度及钻进的线速度等。

本发明的质量控制要求：钻进速度严格控制在0.3～0.5m/min，回转速度控制在20～50 r/min，防止速度过快引起旋喷搅拌不均匀，浆液过少；注浆用水、水泥及其添加剂应注意氯化物与硫酸盐的含量，以防对钢绞线造成腐蚀；施工前应根据设计要求和土层条件，选择合理的施工工艺；锚筋体制作前应除油污、除锈，严格按设计尺寸下料，长度误差不大于50mm；锚筋体插入钻孔之前，应检查筋体质量，确保锚筋体组装满足设计要求。锚筋体安放后不得随意敲击，不得悬挂重物；张拉前，应对张拉设备进行标定。张拉前，应对张拉设备进行标定。圈梁锚体达到设计强度的70%且旋喷水泥土桩桩体养护时间7天之后，方可进行张拉。张拉应按一定程序进行，充分考虑邻近锚杆之间的相互影响；钻杆钻进速度严格控制在0.3～0.5m/min，回转速度控制在20～50 r/min，防止速度过快引起旋喷搅拌不均匀，浆液过少。

本发明的安全保障措施：所有参加施工的作业人员必须经安全技术操作培训合格后方可进入现场进行施工。特殊工种必须持有操作证上岗作业，严禁无证上岗作业。各工种、各工序施工前均应由施工人进行书面交底后方可进行施工作业；专职安全员根据本工程施工特点，结合安全生产制度和有关规定，经常进行现场检查，如发现严重的不安全情况时，有权指令停止施工，并立即报告项目经理，经处理后方可继续施工；严格执行施工现场安全生产，以及高空作业的有关规定，在对施工班组进行操作交底时，必须同时进行安全交底并做好书面记录；施工使用的机械机具应定期检查性能状况，特别是受力工具应完整，以防因滑脱、打滑等意外造成伤人、伤己；钻机施工过程中，钻杆周围3m内做好防护措施，以防机械故障伤人；预应力筋随钻机钻进成孔时，要将预应力筋摆放顺直，以防筋体扭曲，造成随意悬摆伤人。张拉预应力筋时其周围及两端应有完善的防护措施，并设置明显的警示标志，非作业人员不得进入作业区域；张拉时构筑物两边不准站人张拉区两端设置挡板防止夹片飞出伤人；操作千斤顶和测量伸长值人员站在千斤顶侧面，严禁在千斤顶后操作与站立，严格遵守操作规程；油泵与千斤顶之间的连接点，紫铜管的喇叭口要求完整无损，油表接头要用纱布包扎好，防止漏油喷射伤眼；油泵操作人员要带防护眼睛，防止油管壁裂及漏油、喷射伤眼，操作人员离开岗位时必须把油阀门全部松开，并切断电路；用砂轮切割机切割预应力筋及波纹管时，作业人员应配戴防护眼镜；施工人员在张拉与测量时应在千斤顶两侧操作；注浆时应穿防护服并戴上防护镜，灌浆的机械接口应拧紧到位，不得在孔道口喷射方向观察出浆情况。

实施例

某城市航空港双鹤湖中央公园地下空间四标段地下车库工程，车库总建筑面积为4.37万m2,基坑最深开挖深度为11m,场地土层以粉土为主，松散，力学性质不均匀，从上至下分别为:②粉土，层厚0.6-3.7m；③粉砂夹粉土，层厚1.0-8.7m；④粉土夹粉质黏土，层厚2.0-8.5m；⑤粉砂夹粉土，层厚1.0-7.3m；⑥粉土，层厚0.5-3.2m。

基坑围护结构形式为Φ800@1500 钻孔灌注桩，桩长12～16m，在桩顶圈梁处每隔1.5m设置一道高压旋喷加劲水泥土桩锚结构。高压旋喷加筋水泥土锚杆桩体植筋Φ250mm、桩长15m，内置3根Ф15.2钢绞线，端部设置扩大头锚固体。

应用效果：深基坑支护施工以“信息化施工”为指导思想，开挖与支护过程中，按照预先专家论证通过的编制的基坑监测方案对深基坑变形与位移进行了全过程监测。深部位移观测结果表明：基坑最大水平位移16mm，远小于规范规定的40mm要求，确保了基坑施工安全。在确保了基坑施工安全的同时，一次性高压旋喷加筋水泥土锚杆施工技术在本项目的应用节加快了施工进度，节省了施工成本，节约了资源，符合绿色施工的要求，相应了国家节能能节排的号召，施工过程中未发生任何安全事故和污染环境的事件，取得了较好的经济和环保效果。得到了业主和监理的一致好评。与普通支护方案相比，一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护结构节省造价12.86万元、缩短工期24d，在增强施工便利性的同时，节约了主体结构施工的时间，大大提高了主体结构的工程质量。

本发明具有以下积极特征：工作效率高，该工法为钻机成孔过程中一次性安放锚索的同时进行高压旋喷注浆施工，即安装锚索、旋喷注浆等工艺一次性完成，工作效率高；适用性强，高压旋喷搅拌工艺，可以使水泥浆液与土搅拌形成水泥土桩体，与原土体产生较高的粘结力，并通过在水泥土桩体中部加设预应力筋体，进行预应力张拉，形成预应力水泥土锚杆，形成有足够强度、刚度、有足够强度的支护墙，尤其是在软土、砂土基坑中的应用效果较为明显，有着较强的适应性；施工方法简单，高压旋喷水泥土桩锚有效地改善土体物理力学性能，解决了传统钢管、钢筋作土钉或锚杆时锚固力低、工艺复杂等难题，克服了传统的土钉和土层锚杆在软弱土层中施工锚杆孔容易造成塌孔、漏水等缺陷；端部扩大头施工效果好，利用高压喷射注浆流的切削作用，有效抓将体扩孔直径可达钻头的封头盘直径的2倍以上。扩大头直径可达3倍以上，增加了端部的锚固力；与常规的高压高压旋喷预应力土锚杆相比，该技术将钢性材料一次性带入孔内，施工快捷方便，工期可缩短1/3～1/2；取消了传统支护中的内支撑使用与拆除等工序，降低了单位承载力的造价，即一次性成土锚杆的工效高，可有效降低工程成本，节约工程造价，缩短施工工期。具有较好的经济效益和社会效益；绿色施工无噪音、无污染、不忧民。

以上实施方式仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于，包括以下步骤：施工准备→孔位测放→钻机就位→锚筋制作安装→水泥浆液配置→高压旋喷钻进成桩→钻机移位→预应力支座制作安装→预应力张紧、锁定。

2.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的施工准备包括：1）掌握工程周围状况、建筑物状态及其影响，对可能出现的问题并提出相应的解决方式；2）高压旋喷加筋水泥土锚杆施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件； 3）对设计阶段考虑到的地下埋设物、障碍物应做进一步核查，并进一步确定其位置、形状、尺寸和数量，同时提出排除和防护处理等措施； 4）认真检查原材料及各种仪器设备的型号、品种、规格，检查其主要性能是否符合设计要求；5）为取得具有较强针对性的施工技术参数，宜在正式施工前进行钻孔成桩、张拉锁定试验，同时考核施工工艺和施工设备的适应性。

3.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的孔位测放为加筋水泥土桩锚5施工必须按照分层分段要求施工，当土方开挖沟槽后，测量人员应在高压旋喷加劲水泥土桩施工前根据设计图纸将钻孔的孔位、方位测定，并予以编号。

4.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的钻机就位包括以下步骤：1）完成钻机组装并调整底盘至水平，完成钻杆和钻头及承载力与锚索的组装，调整钻杆的倾角并对准锚杆孔位；将预应力筋按设计长度加上锚头和千斤顶的长度及操作余量下料，并穿入承载头的圆孔后嵌固，承载头套入钻头后，将各束锚索按1000mm间距沿钻杆轴向设置对中定位圆环；2）钻机安装定位质量不仅影响成桩质量，同时还影响施工速度和人员安全；因此，钻机安装定位应按照“正、平、稳、固”要求，确保钻机受力后不摇摆、不移位；3）钻机定位后，采用钻机自带罗盘校核钻孔开孔角度，使开孔角度误差不超过1°，开孔处的水平和垂直向误差不大于50mm，孔斜误差小于3°，桩径偏差不超过20mm，并严格按照设计桩长施工，确保桩身误差不大于0.5%。

5.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的锚筋制作安装包括：1）锚筋体采用三根φ15.2 高强钢绞线，材料标准强度为1860MPa，使用前应除锈去污， 并按一定规律平直排列；钢绞线必须在平整、无水、清洁的场地下料，钢绞线下料长度要通过计算确定，锚夹具长度、千斤顶长度及外露工作长度等因素，下料过程中钢绞线切口端先用铁丝扎紧，采用砂轮切割机切割，截长应留有不少于70cm 张拉长度；所用材料需达到该种材料强度的标准值，所用钢绞线在制作之前应送有关单位检验合格后方可使用；2）安装钢绞线前对钢绞线进行编束，钢绞线必须相互平行，不得交叉，从中间向两端每隔1m设置对中定位圆环；3）预应力钢筋穿入端头承载头厚嵌固（φ150*10锚盘），承载头套入钻头上，待钻机完成旋喷注浆后，钻杆及钻头旋转式退出并进行补浆，承载头及其连接的锚盘则留在注浆锚杆内，应确保预应力筋位于搅拌桩中心点，插入过程中，应严格按照钻进角度缓慢、均衡地插入锚筋体，确保锚筋不发生扭曲；4）水泥土锚杆自由段5-1钢绞线应套波纹管，套入前应在波纹管两端10～20cm长度范围内填充黄油，外绕工程胶布固定密封、铁丝扎牢，确保泥浆不进入波纹管内；5）预应力插入孔内深度不应小于设计长度总长度的95%，安放后不得随意拉伸或悬挂重物。

6.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的水泥浆液配置包括以下步骤：1）注浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥净浆，根据需要，可添加外加剂；2）水泥掺入量为20％～30%，水灰比0.7～1.0；当地层情况特殊，则需在现场进行浆液配比试验，确保高压旋喷加筋水泥土桩的成桩质量；3）水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。

7.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的高压旋喷钻进成桩包括以下步骤：1）、钻进成孔：（1）一次性高压旋喷加劲水泥土桩采用专用钻机成孔，钻杆为中空钻杆，钻进过程中，通过上述钻杆的中空通道钻头两侧的注浆口边钻进边搅拌注浆；（2）旋喷搅拌钻进压力一般为15～20MPa，搅拌钻杆的钻进、提升速度分别控制在0.3～0.5m/min、0.7～0.9m/min左右，搅拌钻杆（轴）的转速控制在20～50r/min左右，注浆压量为80～90L/min,具体应用时可结合实际地层条件进行调整，以确保搅拌桩桩体成桩质量；（3）钻进过程中，通过钻杆数量控制桩长偏差≤10cm，通过钻进压力、钻进速度与转速控制桩径偏差≤5cm；2）、扩大头施工：加筋水泥锚杆5的锚固段5-2的端部设置有扩大头7，以增加预应力筋体端部的锚固力；钻杆钻进至扩大头顶标高时，提高旋喷注浆的压力应不小于25MPa，且根据扩大头设计长度和直径的大小延长旋喷时间3～6min，同时减缓钻杆（旋喷管）的旋转角度，即旋转角速度不大于20r/min，扩大头单位长度的注浆量应比正常锚杆注浆量的两倍以上，扩大头施工时，旋喷搅拌的进退次数比桩身增加2次，以确保扩大头的直径。

8.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的预应力支座制作安装包括以下步骤：1）锚具采用OVM系列，锚具和家具应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规定》中相关要求；2）根据具体工程，选用特定形式的预应力基座，预应力基座可采用钢筋混凝土或型钢进行制作； 3）预应力基座制作与安装时，应先在该道高压旋喷加劲水泥土桩锚的水平位置上下各一定范围内的围护结构桩体上切出水平槽，所切沟槽的深度、宽度应符合预应力基座尺寸要求，确保可以将预应力基座置入槽中； 4）预应力基座是锚筋体张拉时的直接受力构件，所以，预应力基座受力面应平整可靠，且与锚筋体轴线方向垂直；5）张拉使用的锚具及夹片，必须经过试验合格后方可使用；安装锚具3及张拉设备应注意：工作锚环应对中；夹片应均匀对称打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚的孔位与工作锚的孔位排列一致；锚具安装位置要准确,锚垫板承压面、工作锚、工具锚与孔道中心线垂直，锚具中心线与孔道中心线重合张拉力的作用线与孔道中心线重合；注意限位板与锚具是否配套，注意钢铰线是否顺直一致。

9.根据权利要求1所述的一次性高压旋喷加筋水泥土桩锚支护施工工法，其特征在于：所述的预应力张拉和锁定包括以下步骤：1）应在完成的加筋水泥土桩施工且养护达到设计强度值后，在钢绞线上施加预应力后张拉、锁定2）锚筋的张拉应按照顺序进行，锚杆的张拉应考虑相邻锚杆间的影响而采用间隔张拉的方案，另外在锚杆钻孔施工中，为防止群锚的负效应，宜按“隔一钻一”进行成杆的施工方法；3）采用高压油泵和100t千斤顶进行张拉锁定，张拉作业人员，要站在千斤顶和梁体侧面操作，严格遵守操作规程；张拉过程中，作业人员不得擅自离开岗位，严禁从千斤顶前方过人，并采取保护措施，设置警示牌；5）锚头与张拉锁定设备按照设计要求进行选取，设备应在进场前通过相关检验标准，之后根据标定数据进行张拉，张拉前，必须对油泵及各阀门工作情况，油管是否通畅进行检查，以防张拉过程中油泵无法正常工作导致张拉失败；6）分级施加荷载以及观测变形的时间应按规范执行，锚筋张拉禁止一次及加载至锁定荷载，荷载必须分级逐步施加；预应力张拉程序按设计要求进行，张拉时应先调整到20%锁定荷载预张拉一次；张拉程序：0→初应力20％σcon→50％σcon→75％σcon→100σcon →110σcon (持荷5min后锚固) ，最后超张拉至110σcon锁定荷载，在超张拉荷载下持荷5min,观测锚头无位移现象后再锁定荷载，荷载锁定为180KN。