浅析高压旋喷扩大头预应力锚索的施工工艺

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摘要：随着基坑支护工程的飞速发展，用于支护工程的各种新工艺层出不穷，作为桩锚体系中普通预应力锚杆拉拔力不能达到的替代品，高压旋喷扩大头预应力锚索在城市房屋建设的基坑支护工程中越来越被普遍的采用，结合自己在祥源广场A地块基坑支护工程中的施工经验，浅析一下高压旋喷扩大头预应力锚索的施工工艺。

关键词：引孔 锚索制作 锚索安装 喷浆

1、引言

高压旋喷扩大头预应力锚索是采用高压旋喷原理在扩大头一段长度范围内用高压气体及水进行切割扩孔并置换填充水泥浆而形成一个圆柱状的扩大头，扩孔过程中在孔内安装预应力锚索而形成。高压旋喷扩大头预应力锚索的抗拔力一般是普通预应力锚杆的三倍以上，广泛应用于粘性土和砂土，且非常理想的解决了砂层塌孔问题。

高压旋喷扩大头预应力锚索的施工主要有以下几个部分组成：施工准备、引孔、预应力锚索制作、预应力锚索安装、注浆喷扩大头、后续工作。

2、施工准备

机械修整坡面，尤其是在中型或大型挖机挖土后应用小型挖机在现场施工人员的配合下清理桩体与桩体之间的表层浮土，同时，因施工过程会产生大量积水与泥浆，需提前在坡脚挖好排水沟，做到及时排水，保持工作台面干净，方面施工。

为保障高效、迅速的投入施工，各台（或套）设备的调试与安装需与前期各项工作同步进行，同时，在保障安全的情况下，做到合理、节约用水用电。

3、引孔

在钻机就位以后，通过调整钻机四个塔腿的伸展长度，调整钻机的垂直度。同时，通过调整液压杆，缓缓调整钻杆与坡面的倾角。做好调整工作以后，钻机准备引孔。高压注浆泵控制泵压小于等于10MPa，鼓入浆体（水或水泥净浆），并开启空压机鼓风送气，作为可调节增压设备使用。钻进过程中，控制钻机转数。起步时为慢档（I档）6r/min，当第一根被动钻杆（1.5m长）钻入土体以后，缓缓提高转速，并同时保持在快档（II档）40-70r/min，在土质不佳的区段，整段为慢档钻进，转数为20~40r/min；钻进困难时，调换为快档，并保持转速为120r/min左右。（转数由钻机机体控制箱副机II表头观察可得）

在施工时应注意，在钻进前端的自由段时，转速较快，进入锚固区段，缓缓降低转速，同时提高高压注浆泵压力值，保持在12MPa~14MPa左右浮动。在扩大头段的钻进过程中，时刻观察相邻钻孔区段土体的整体性与稳定性，并注意调整泵压，防止注浆压力过大而出现浆体穿孔、串孔，土体崩解等情况。

预应力锚索制作

钢绞线进场以后，劳动人员需对钢绞线进行绑扎。首先，根据现场施工情况，将各根钢绞线穿于锚具索套中（先穿托架进钢绞线，最后穿锚具索套），然后对钢绞线从索套中伸出的一端（约12cm）进行锁锚，套牢。具体做法为：切割出与钢绞线数量相同的长度约5cm的内径16mm的镀锌管（四分管），并套与钢绞线上，并用液压钳夹紧，套牢，并用电弧焊机点焊，保证“脑袋头”（挤压套）能与钢绞线紧密相连，而不至于受力脱落。

钢绞线绑扎完毕后，从索套另一端，为每根钢绞线穿入内径约16mm的波纹管或皮水管，长度保持超过整跟钢绞线（包括自由段），穿套完毕后，用扎丝间距一定距离对表皮和钢绞线进行绑扎，以保证在下锚入孔以后，不会出现绞线的情况。

锚索应比设计长度多预留越1~1.5m左右（具体以围令宽度而定），为后期腰梁和基座的安装预留长度。

5、预应力锚索安装

引孔完毕后（引孔深度为略大于锚索入土长度约10~20cm），将制作好的钢绞线安装于钻杆上，钻头上套住锚具索套，钻机的主动钻杆上套入托架，然后将被动钻杆套入托架与主动钻杆连接再送入钻孔中，如此往复（被动钻杆在下锚入孔阶段是没有旋转的，而是水平保持不动的状态和钢绞线一起被送钻孔中，可以保障钢绞线保持不会互相铰结）进行，根据钻杆长度确定锚具索头和复合片钻头一起被送到设计孔深位置。

6、注浆喷扩大头

当锚具索头已经和复合片钻头一起被送入设计孔深，开启高压注浆泵和空气压缩机，控制高压注浆泵的泵压为25MPa开始高压旋喷水泥净浆（水泥浆各项指标应符合设计要求），水泥净浆从钻杆根部钻头喷嘴喷出，压水在锚孔底部切割孔壁土层，将孔内土变成泥浆置换出来，形成扩大头结构。同时应进行两次清水扩孔，一次0.4～0.6纯水泥浆扩孔，这样既保证了扩大头的直径要求又能保证后续注浆的效果。每段扩大头形成后缓缓撤出被动钻杆，并控制转数为II档12r/min，并通过计时控制退杆速度（约8~10分钟退出1根1.5米长的被动钻杆）。在扩大头区段，注浆压力缓缓降低，当钻头从扩大头段退出时，让泵压缓缓降到10MPa。

在土质不佳的区段，包括粉土夹粉细砂注浆时，注意控制注浆泵压，防止击穿土体，出现相邻土体之间从钻孔中串孔。

7、后续工作

保证约10个扩大头预应力锚索完成以后，检查前期注浆量和吃浆量，对于注浆不佳的钻孔，进行二次补浆。

每排锚索工程量即将完成，及时安排降坡、降低工作台面，同时及时安排人员对排水沟进行清淤排浆，以便于下排施工。

当一段预应力锚索完成以后，单位做好自检工作，并及时通知业主和监理单位做好抗拔力试验。

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