攪拌水泥土錨桿施工工法

攪拌水泥土錨桿施工工法適用范圍

《攪拌水泥土錨桿施工工法》可應用于開挖深度5-7米的基坑支護，或以排樁錨桿支護形式應用于開挖深度更大的基坑支護，也可作為地下結構的抗拔錨固樁和邊坡加固支護。

攪拌水泥土錨桿施工工法工藝原理

《攪拌水泥土錨桿施工工法》借鑒水泥土攪拌樁施工工藝，視錨桿為斜向的水泥土攪拌樁。采用普通腳手架鋼管作為一次性鉆桿，將前端帶有3組共6片攪拌葉片的鉆桿通過特定的錨固鉆機以一定的角度旋轉打入土層，在推進過程中同時注入水泥漿液，葉片切削土體并與水泥漿液混合，在土中形成直徑可以控制的水泥土固結體。到預定深度后，鉆桿及葉片作為加筋體留置在土中，與水泥土固結體共同形成可承受拉力的錨固體，從而形成強度顯著提高的攪拌水泥土錨桿。整個施工過程可實現(xiàn)鉆孔、注漿、攪拌、加筋一次性完成。機械化程度高，施工速度快，可減少人為影響因素，質量有保證，見下圖。

攪拌水泥土錨桿施工工法施工工藝

• 工藝流程

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的施工工藝流程見下圖：

• 操作要點

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的操作要點如下：

準備工作

為了給錨固鉆機提供必要的施工場地，施工前應在施工段內(nèi)開槽，槽寬約為10米，開槽深度根據(jù)錨桿的設計高度確定，高于環(huán)梁頂標高約600毫米。基坑支護樁需鑿至樁頂設計標高，以便錨桿施工定位，如圖1所示。

鉆機就位

對基坑內(nèi)土體情況在錨固鉆機進場前進行考察，估算地基承載力是否滿足鉆機荷載作用要求。若不符，應在槽底鋪設路基板或木墊板以確保施工過程中不會岀現(xiàn)地基塌陷或沉降過大情況。鉆機定位后利用液壓支腿進行找平找正。調(diào)整鉆機軌道角度至錨桿要求入土傾斜角度并固定，調(diào)整動力頭的加壓速度和轉速，要求鉆進速度不大于1.5米/分鐘。

錨桿定位

將前端與實心錐形堵頭焊接，6米長帶有攪拌葉片的普通腳手架鋼管（首段錨桿，打入土中作為加筋體，圖2示）與主動鉆桿連接（圖3示），根據(jù)支護樁樁頂標高進行定位，鋼管（加筋體）放置角度應與鉆孔傾角保持一致。錨桿定位和鉆進角度應準確，可制作相應模具輔助定位。

1. 錨桿攪拌葉片制作

每根錨桿前端應焊接實心錐形堵頭，焊縫應飽滿，以防止?jié){液從焊縫處漏出，導致前方出漿口漿液壓力不足，影響漿液的攪拌效果。

再焊接3組葉片，葉片尺寸100毫米x50毫米x5毫米，每組間距250毫米，相鄰組之間成90。角錯開，葉片與錨桿焊接處應切割成弧形以保證連接緊密，如圖4所示。

注：（a）錨桿剖面圖；（b）攪拌葉片示意圖。

2.出漿口制作

錨桿出漿口設置在第一組葉片后，做法：焊接ф12小鋼管作為出漿管，每邊長度70毫米，焊接處應保持通暢，防止因焊渣等雜物堵塞而影響漿液的流出。

3. 主動鉆桿與鋼管的連接

采用螺紋連接，連接長度應大于30毫米。接口處螺旋公扣和母扣應咬合緊密，不能岀現(xiàn)松動及滑口等現(xiàn)象。

攪拌漿液

按照0.6-0.8水灰比進行拌漿，漿液應攪拌均勻，過篩，隨拌隨用，漿液應在初凝前用完。注漿管道應經(jīng)常保持通暢。漿液通過液壓泵泵送到鉆機。

首段錨桿自由段鉆進

通過注漿泵泵送清水，攪拌頭開始出水后，鉆機開始以1.0米/分鐘轉速向前緩慢推進，鉆進1.5米后暫停，改送水泥漿液（因輸送管路中有部分存水，所以未鉆到2米即開始送漿）。

1. 錨桿的鉆進

錨桿應采用專用的錨固鉆機打入，而不能采用其他簡易電動工具打入。為保證錨桿的打入角度固定，錨固鉆機應具備可調(diào)水平角度的底盤。錨固鉆機邊鉆進邊攪拌。鉆進速度不大于1.5米/分鐘，攪拌轉速應控制在60-90轉/分鐘，鉆進過程中應保持重要參數(shù)的恒定。

2. 水泥漿注入

注漿材料采用強度等級32.5R級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量35%。在淤泥質土中則對應的水泥用量不小于25千克/米。水灰比0.6-0.8，則對應的水泥漿液為23-28升/米。為此應選擇滿足上述泵送流量的注漿泵。

漿體應經(jīng)過攪拌機充分攪拌均勻后才能開始壓注，并應在注漿過程中不停緩慢攪拌，攪拌時間應小于漿液的初凝時間。漿液在泵送前應經(jīng)篩網(wǎng)過濾，注漿應注意檢測注漿泵的流量和鉆進速度是否匹配，通過核準每根錨桿的水泥用量檢查是否達到了設計的注漿量；注意觀察注漿機的壓力表，防止注漿管路堵塞導致發(fā)生爆裂。

接桿

在錨固鉆機鉆桿推進完成一個行程（1.5米）后，停止注漿，將主動鉆桿與首段錨桿擰松脫離，下一根錨桿端部接入到首段錨桿，末端則與主動鉆桿連接。

1. 換接鉆桿

在施工中應停鉆換接鉆桿時，要停止注漿，重新鉆進時應立即開始注漿以防止出現(xiàn)斷樁。因施工現(xiàn)場鉆進注漿點和攪拌泵送點往往有一定距離，為保證上述工藝的實施，宜由鉆機操作人員同時控制注漿泵，或者在兩點間采用良好的通訊手段（對講機設備）。

2. 鉆桿連接

采用連接螺口件連接每段鋼管，其采用厚度不小于7毫米鋼材制作。接口處螺旋公扣和母扣應咬合緊密，不能出現(xiàn)松動及滑口等現(xiàn)象，避免出現(xiàn)已打入的桿件部分不能通體攪拌，降低攪拌質量。

重復上述步驟，直至完成設計的錨桿長度。

錨桿的打入長度和間距均應滿足設計要求，并要經(jīng)監(jiān)理工程師進行技術復核。

若設計要求錨桿施加預應力，則按以下程序進行：綁扎環(huán)梁鋼筋一錨桿端部綁扎固定好PVC套管-環(huán)梁混凝土澆筑完成并到養(yǎng)護齡期后，即可準備施加預應力。

1. 錨桿與環(huán)梁連接

錨固和檢測要求錨桿末端應深入環(huán)梁不小于500毫米，并與主筋牢固焊接；錨桿的養(yǎng)護時間不少于7天，抗拔力檢測數(shù)量不少于總數(shù)的5%。檢測加荷到軸向設計值的1.2倍。

為保證檢測的順利進行，需預留出略大于計劃檢測數(shù)量的錨桿，在環(huán)梁澆筑前套管進行隔離，并連接出ф20以上的鋼筋供檢測器具夾持，該連接點應確保牢固可靠，檢測合格的錨桿再與環(huán)梁進行錨固。

2. 施加預應力

錨固體與臺座混凝土強度均大于15兆帕時，方可進行張拉。張拉預應力順序：

1）錨桿張拉前至少先施加一級荷載（即1/10的錨拉力），使各部緊固密貼和桿體完全平直，保證張拉數(shù)據(jù)準確。

2）錨桿張拉至0.5-0.6倍設計軸向拉力值時，保持15分鐘，然后卸載至鎖定荷載進行鎖定作業(yè)。鎖定時應采用符合技術要求的錨具。

3）錨桿鎖定后，若發(fā)現(xiàn)有明顯預應力損失時，應進行補償張拉。

若基坑支護僅僅是錨桿支護形式，其施工順序與其他錨桿施工流程相同：先撐后挖，分層開挖。對于多排錨桿支護形式，待上排錨桿強度達到設計要求才能進行下層土體的開挖。

• 主要材料

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的主要材料有：錨桿（攪拌桿件）采用ф48x3.5鋼管，壁厚應嚴格控制不小于3.0毫米，首根錨桿長度為6.0米。旋轉葉片：5毫米厚的鋼板制作。連接螺口件：用于連接每段鋼管，用厚度不小于7毫米鋼材制作。水泥：注漿材料采用強度等級42.5R級普通硅酸鹽水泥。

為了更好地滿足攪拌水泥土錨桿的設計要求，保證施工質量，攪拌水泥土錨桿采用特定的XPL-20履帶式錨固鉆機，見下圖。

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的特點如下：

1.施工參數(shù)易控制且可提供較大且穩(wěn)定的抗拔力。借鑒水泥攪拌樁施工工藝，視錨桿為斜向的水泥攪拌樁，用特定的施工機械將前端帶有葉片的鋼管以一定的角度（一般取10°-25°）旋轉打入土層，在推進的過程中同時進行注漿，到預定深度后，鋼管即作為加筋體留置在土中，起到加筋作用。由此在土中形成強度顯著提高，直徑可以控制的水泥土樁體，與樁體中的鋼管形成攪拌水泥土錨桿。由于直徑一定，水泥土性質較均勻，土的抗拔強度可保持相對穩(wěn)定。

2.施工全過程采用機械施工，質量易保證。整個過程采用特定的施工機械實現(xiàn)鉆孔、注漿、攪拌、加筋一次性完成，可大大減少人為影響因素，保證施工質量。

3.施工參數(shù)可根據(jù)場地情況靈活選擇且滿足工程要求。錨桿長度在場地受限時，可以減短而代之以直徑的擴大，由此可以提供較大的抗拔力。

4.經(jīng)濟效益和社會效益顯著，推廣應用價值較高。采用的一次性鉆桿為普通鋼管，取材方便，費用經(jīng)濟。此外，根據(jù)多項工程對比該錨桿技術與常用基坑支護技術的費用，證明其具有工程造價低、效益明顯等優(yōu)勢。

隨著城市土地資源的日益緊張，地下空間的利用也愈發(fā)引起重視，因此不斷涌現(xiàn)的地下室基坑也自然朝著面積大、深度深的趨勢發(fā)展。如何確保深基坑土方開挖施工安全，基坑支護體系的選擇和設計自然就成為首先考慮的問題。而對廣布深厚軟土層的東南沿海一帶城市和內(nèi)陸湖泊周邊附近地區(qū)而言，深基坑支護方案的確定還需考慮軟土土層深厚以及土性很差等不利因素，因此支護體系的合適選擇就顯得尤為必要。

攪拌水泥土錨桿作為一種新的基坑支護技術，其采用新的錨樁成型工藝和加筋體留置工藝，使用特定的錨固鉆機將前端帶有多組攪拌葉片的普通腳手架鋼管作為鉆桿以設計角度旋轉打入土層，在推進過程中注入水泥漿液，通過葉片切削土體并與水泥漿液攪拌形成水泥土固結體。對比其他型式的支護結構，更體現(xiàn)出技術合理、質量穩(wěn)定、安全可靠、造價經(jīng)濟、機械挖土施工方便等優(yōu)勢。自2007年以來先后應用于寧波市盛世天城二期、寧波市新江廈商城、新天地南側1號地塊、寧波市藍庭花園等幾十個基坑圍護工程，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，具有廣泛的推廣應用價值。

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的質量控制要求有以下6點：

1.施工前應熟悉地質資料、設計圖紙及周圍環(huán)境，組織各工種負責人、主要操作人員對施工圖紙進行全面系統(tǒng)的技術交底。

2.嚴格把好原材料質量關，所有材料進場都必須經(jīng)過現(xiàn)場驗收，合格后按規(guī)格、型號進行分批堆放。堅決杜絕不合格的材料應用在工程中。

3.攪拌桿件的制作、存儲應在施工現(xiàn)場的專門作業(yè)棚內(nèi)進行。加工完成的桿體在儲存、搬運、安放時，應避免機械損傷、介質侵蝕和污染。

4.對每個施工環(huán)節(jié)嚴格把關，對成孔深度、錨桿制作質量、水泥漿配合比、注漿飽滿程度、錨桿養(yǎng)護時間等進行嚴格監(jiān)督檢查。

5.錨桿的質量檢驗應符合下表的規(guī)定。

6.攪拌水泥土錨桿抗拔力檢測數(shù)量不少于總數(shù)的5%，檢測分級加荷到軸向拉力設計值的12倍。

攪拌水泥土錨桿施工工法經(jīng)濟效益

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的經(jīng)濟效益是：攪拌水泥土錨桿是一種針對軟土地基特點開發(fā)的一種新型土層錨固形式。特別適用于基坑面積較大深度在5-7米深基坑支護結構，對于此類基坑的支護結構型式一般有以下幾種：

1.水泥攪拌樁復合土釘方案。

2.分級放坡 攪拌樁重力式擋墻方案。

3.排樁（沉管灌注樁） 內(nèi)支撐方案。

4.排樁（沉管灌注樁） 拉錨方案。

通過多個工程實例的經(jīng)濟效益分析，排樁（沉管灌注樁） 拉錨方案比起其他幾種支護結構型式工程造價低，經(jīng)濟效益比較明顯。從后面的實例經(jīng)濟效益分析中可以很明顯的體現(xiàn)出來。

攪拌水泥土錨桿施工工法社會效益

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的社會效益如下：

1.攪拌水泥土錨桿特別適用于無法采用內(nèi)支撐結構、放坡條件有限的超大面積基坑的支護結構，其適應城市地下空間開發(fā)利用不斷發(fā)展的趨勢。

2.攪拌水泥土錨桿比土釘和鉆孔式錨桿的抗拔力更大、抗拔性能更穩(wěn)定，基坑的安全系數(shù)更髙。

3.施工機械化程度高、施工速度快，能大大縮短施工工期，由于中間沒有內(nèi)支撐，機械挖土施工面積大，施工方便、安全。

采用《攪拌水泥土錨桿施工工法》施工時，除應執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應遵守注意下列事項：

1.錨固鉆機、灰漿攪拌機、電焊機、泵送機等施工機械、機具必須符合《建筑機械使用安全技術規(guī)程》JGJ33-2001的有關規(guī)定。施工中應定人定期對其進行檢查。

2.錨桿件加工，電焊必須要在工作棚屋中進行，防止風吹雨淋。電焊工必須穿電焊工作服、鞋、手套、戴面罩作業(yè)。

3.錨固鉆機在正式開鉆前，安裝要穩(wěn)定，支腿要牢固，防止傾覆。特別在軟土地基中，一定要墊上鋼板或木墊板。嚴禁隨意開鉆。

4.在鉆機工作臺上工作人員，必須穿雨靴并戴好手套、戴好安全帽。

5.一般情況下，應遵循分段開挖、分段支護的原則，不宜按一次挖就再行支護的方式施工。

6.每段支護體施工完后，應檢查坡頂或坡面位移，坡頂沉降及周圍環(huán)境變化，如有異常情況，應采取措施，恢復正常后方可繼續(xù)施工。

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的應用實例如下：

• 寧波市盛世天城二期工程

該工程位于寧波市鄆州區(qū)貿(mào)城東路與錢湖北路交叉口，地下室基坑面積約為92000平方米，屬于大面積基坑，基坑開挖深度4.2-6.2米，支護結構總延長米為1580米?；用娣e很大，長向最長為610米，寬度為150-175米。支護結構設計方案共有2個，分別由不同的設計單位設計，其支護結構型式和造價見下表。

從上表可以看岀，方案1大量采用了排樁（沉管灌注樁） 攪拌水泥土錨桿的支護結構型式，而方案2大量采用了水泥攪拌樁重力式擋土墻 坑底攪拌樁加固的支護結構型式。因此兩方案的造價是不同的。

從上表可以看出，兩個方案的造價相差250萬元左右，除了鉆孔灌注樁和沉管灌注樁的差價和單價差異外，采用沉管灌注樁 攪拌水泥土錨桿的造價比采用水泥攪拌樁重力式擋土墻節(jié)約很多，其經(jīng)濟效益十分明顯。

• 寧波市世紀花園工程

該工程位于寧波市鄭州區(qū)永達路，基坑開挖面積約6萬平方米，支護結構將近1000延長米，基坑挖深5.6米左右，東、西、北3個方向因放坡條件限制，不能采用放坡 水泥攪拌樁型式。因此所設計的兩個方案分別為沉管灌注樁 攪拌水泥土錨桿方案和復合土釘墻方案。兩種方案的經(jīng)濟比較見下表。

從上表中比較沉管灌注樁 攪拌水泥土錨桿方案和復合土釘墻方案，二者的單價比較接近，但方案1的支護結構型式的質量可控性更高，基坑的安全穩(wěn)定度高。因此通過有關專家組的論證，采用了沉管灌注樁 攪拌水泥土錨桿方案。

• 寧波市藍庭花園工程

該工程位于寧波市高新園區(qū)，地下室建筑面積23429平方米，計算開挖深度1.5-11.25米，電梯井坑中坑二次開挖深度為1.60-2.4米?；訃o大部分采用排樁 拉錨（攪拌水泥土錨桿）形式，局部采用二道或三道拉錨。按設計要求布置攪拌水泥土錨桿507根，合計8241米，完工后對25根錨桿進行了抗拔檢測，錨桿提供的抗撥力穩(wěn)定，強度滿足設計要求。在基坑開挖過程中各項監(jiān)測指標均未出現(xiàn)異常情況，整個基坑工程順利完成。

• 寧波市永和居易住宅小區(qū)I標段工程

該工程位于寧波市海曙區(qū)麗園北路，基坑整體呈長方形，東西向最大跨度130米，南北向最大跨度306米，基坑總開挖面積約為40000平方米，開挖深度4.6-7.6米。支護結構只有西側和南側，總延長米約450米，圍護為排樁加土錨桿形式，施工錨桿268根。由檢測結果，錨桿抗拉設計值為80-100千牛/根，完全滿足設計要求。

《攪拌水泥土錨桿施工工法》的環(huán)保措施是：

1.嚴格遵循國家有關環(huán)境保護的法律法規(guī)及地方環(huán)保部門的文件規(guī)定。

2.現(xiàn)場設置有防護裝置散裝水泥罐，灌放水泥時，防護設施能防止水泥灰污染大氣。

3.現(xiàn)場污水應集中排入污水池，污水經(jīng)沉淀后排入市政排水管網(wǎng)。

4.運輸車輛出大門進入外面馬路時要沖洗，防止把泥土帶入市區(qū)，污染環(huán)境。

5.施工場地內(nèi)主要的施工通道要澆筑混凝土路面，施工用的材料堆放整齊，生活垃圾和建筑垃圾分開堆放。生活垃圾要按衛(wèi)生制度規(guī)定及時處理。

6.錨桿必須在工棚內(nèi)加工，加工棚做好圍擋和封閉，防止噪聲對周邊的影響。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《攪拌水泥土錨桿施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。

《地質學名詞》第一版。 2100433B

1993年，經(jīng)全國科學技術名詞審定委員會審定發(fā)布。