旋喷搅拌加劲桩系统在紧邻高铁车站的深基坑中的应用

旋喷搅拌加劲桩系统在紧邻高铁车站的深基坑中的应用分析***[摘要]简介旋喷搅拌加劲桩在工程中的应用与作用和各类工程应用的意思，解析了其设计原理，剖析了其施工工艺及操作上的技术问题，重点分析了系统核心工艺、以后的发展走向。[关键词]旋喷搅拌加劲桩高铁专用钻机特制钻头锚头节点[正文]前言旋喷搅拌加劲桩系统应用的项目越来越多，但收到专利保护等原因，专业施工单位较少，施工单位对该工艺了解较少，通过多个项目的施工实践，有必要对该工艺作进一步的介绍与分析。系统可应用范围示意图系统应用项目旋喷搅拌加劲桩系统在全国应用项目越来越多，在XX、XX地区也有应用，通过围护桩+预张拉锚桩成套方案，利用围护桩较大的侧向刚度，预张拉锚桩可有效控制地表的初始变形的特点，充分保护了基坑周边的建筑、道路、管线的正常使用。XX高铁站枢纽区综合开发项目位于XX市XX区XX镇，在建XX地铁X#线以西、在建XX高铁以南。地下室基坑东西向长度约292m，南北向宽约83.2m，基坑开挖面积21794m2，周长约740m，南广场基坑西北侧紧邻高铁车站。项目施工工期很紧，高铁车站允许变形及小。高铁基坑围护剖面图为此，经过多方案比对，南广场基坑西北侧（基坑侧壁安全等级按照一级考虑），挖深11.0m，垂直开挖，采用双排钻孔灌注桩+四道扩大头锚杆（旋喷搅拌加劲桩）进行支护。灌注桩中间采用三轴水泥搅拌桩止水帷幕止水；锚拉体系采用加筋水泥土锚桩，相对较短的设计锚杆，可以避开高铁桩和承台，确保桩端部不进入5m宽的桩基保护区。采用旋喷搅拌加劲桩系统作基坑支护结构，省去了内支撑，降低了原围护钻孔桩的配筋；取消了传统基坑支护的内支撑，省去了架撑、换撑和拆撑的工序，使挖土和地下室施施工十分方便，加快了施工工期。使用锚筋可回收式技术，在施工结束以后，可以将锚筋无损抽出，不留地下障碍物，可临时超建筑红线使用。基坑典型剖面如下：番第一道斜拼拉锚杆标绘高鲜1.80弃0终，窝A500杀L=13康.0m@督160蒜0乐，内骨置先3-A1差5.皱2尽预应力钢斯绞线，倾舒角竭25口o举；削第二道斜昏拉锚杆标树高掉-0.2药0纹0睬，铅A500傅L=13帜.0m@冰160肆0型，内策置县3-A1或5.严2王预应力钢谁绞线，倾凉角逢25柱o们，习第三道斜诞拉锚杆标冶高助-2.0筛0补0秤，前A500百L=14守.0m@昨160模0袋，内量置张3-A1染5.权2陷预应力钢片绞线，倾负角百30招o鸟；户第四道斜夸拉锚杆标床高皮-6.0袜0兴0隙，洽A500武L=14洞.0m@穗160辅0岩，内绿置它3-A1倒5.泡2腔预应力钢扎绞线，倾铸角柔30o柱剖面图按锚杆参数系统简介旋喷搅拌加劲桩属于加筋水泥土锚桩的锚杆体系，该系统形成于90年代，并由发明人李现奎申请了相关专利，申报了《LXK工法》，2004年颁布了《加筋水泥土桩锚支护技术规程》CECS147:2004（中国建设工程标准化协会标准）。系统原理向通过专用僚钻机，采刮用专用喷集搅拌钻头甜来进行加奖固周边土叨体，钻头吐上设置的澡旋喷搅拌崭翼在施工根翼片上有衫长喷嘴，骑搅拌叶片律起搅拌作姐用，在搅淋拌过程中以通过长、礼短喷嘴将佣一定压力淋的水泥浆当喷出，随黄搅拌过程族将水泥浆邪与土层充鄙分混合，敢得到的加瓣固体是搅竭拌旋喷注数浆的复合蜂体，从而刮形成具有秀较高强度情的旋喷搅北拌加劲桩星。舍近年来多沾为专家学削者提出了欲该系统相怎关的计算底分析模型尺系统，《伏加筋水泥毙土斜锚桩概基坑维护秀结构的稳刚定性分析橡及其应用筐》论文，乎刘全林等永提出了该涛系统的稳纷定性分析权模型，应美用剩Kran揭z忆理论的一仍些假定条蚁件嫂(惊如假想挡煎墙悟)谅及条分法苦原理，得武出了加筋燕水泥土斜刘锚桩结构繁的抗滑安沸全系数的吴计算方法雅，简化了顿条分法中渗最危险滑锹动面的圆除心的计算翼步骤，简姥化支护系须统稳定性肾的计算，趴其计算结疑果被多个颜项目实测嚷结果验证牺该计算模驶型是可靠尸的。棉单层着锚桩诞稳定性分卧析模型拳多层锚桩股稳定性分裤析模型捡Kran鸡z捧理论宇稳定性分同析模型迈在相同地判质条件下倘，其抗拔刻力至少比剪普通锚杆坑提促高研3盟倍以上颂，交在相同拉节力条件下丧，锚头位赛移为普通立锚杆的三盛分之一左那右情。色加劲桩与拢锚杆比对在图街系统施工花工艺具（一）施慨工示意图俭旋喷搅拌布加劲桩系牵统施工流引程图开挖沟槽开挖沟槽桩位定位钻机就位施工准备材料送检机械设备进场成孔旋喷搅拌桩、并插入锚筋体锚筋制作完成一根桩施工浆液配置压顶梁、腰梁施工桩体养护5～7天张拉、锁定土方开挖窑（二）施明工示意图胁旋喷搅拌烘加劲桩施捎工示意图状钢绞线拘、皱2元-插钻杆（旋唱喷杆）违、驾3若-双钻机购（三）施晴工参数剖旋喷搅拌侧的压力应音为约20MP付a杰；扩大头格区段注浆弄压力葛为涌25MP房a侧。宪搅拌钻杆慎的钻进、突提升速度证（岸0.线3灭～字0.5m甘/mi捧n港），推出缘速度腥（寺0.肠5猾～杆0.6m寒/mi碰n席）；并搅拌钻杆绑（轴）的杏转速合（回2热0充～田50r/爽mi包n身）；裕钻进、提捐升、喷浆厨次数各二踢次，搅拌觉二次。辉（四）定疑位勿当土方开随挖沟槽后杀，应测量济标高，并欣在围护桩焰上拉线做倾记号。钻容机就位时最应准确，赞底座应垫竹平，钻杆厌的倾斜角哥度应用罗逗盘校核，竟角度偏差宪不大于饼3慎度，高差传不超过六5cm锋。皇成孔施工单前应在场奴地中挖好划排水沟及烘循环浆池宏，以避免涌因泥浆随飘意排放影寺响施工吵。定位阶段组（五）成哥孔音水泥土加琴劲桩采用秀专用钻机门成孔。施飞工中若遇辫坚硬土层套则采用冲态击成孔乒(格空压机带呼动肺)骗，其余土廊层采用湿泉式成孔。痰锚筋施工志应与开挖呀紧密配合级，施工前膏应先开挖结深度添为旬1娱米、宽度手为泡6扩米的沟槽嗽工作面。开槽阶段但成孔至设柄计深度后泽，进行注及浆，待孔蔬口返出的女泥浆不含挤砂粒与土趋时，退出鼻钻杆同时良钢绞线安扁放完毕，顽该施工过胶程中应严灯格控制返畏浆量虑。成孔阶段闹（六）锚滴筋制作与闪施工所锚筋采塔用梅1屡～役3尊根尿Φ汽1绪5案.失2狐预应力钢绢绞线制作舌而成，，烈其强度设竖计值崇为挤1860朋Mpa赌，锚筋长矛度按设计梁桩伴长岩+边围护墙厚决度，并考歌虑圈梁及多腰梁外预隆留长度，体桩外外留摘长度不应厚小警于辫700m折m芒，以便张首拉。彻所用钢绞骗线在制作宿之前应有洽出厂合格沙证等质保涂材料，并全送检合格许后方可使钞用。伴在与混凝盛土压顶梁科结合段，谣采用钢绞累线诉套呜PV裳C桨管的方法叔施工，在绵施工浇捣蛾压顶梁前幻应先绑扎雁好套在钢炉绞线上悲的逗PV争C拢管杏，疾PV传C搂管的下部对应插入水谢泥土桩体撑内句200m蔑m俗，上部应钟位于混凝泼土模板陈外富500m旗m孟；钢铰线紫露于模板投外长度不秤小胳于垂700m俩m袍，钢绞线含要穿过围暮檩的侧面四模板与其歇成是9顺0听度角。要佩求在侧面哭模板的相纸应位置幻开洗2心个基16m适m犁的圆孔，枯将钢铰线丧从圆孔中朗引出，两梁根钢绞线哥要用铁丝慎固间距。露通过钻杆辰的中空通遗道读,耽边钻进边摸搅拌注浆劝，钻进同室时将钢绞箭线及锚头睬结构件带准入设计深股度。加劲姓桩内插钢元绞线，应南进入旋喷欠桩底，在身压顶梁及区加劲桩强奶度达设计贞强燕度牙70美%郑（茎约照7孕天后）后滤再用锚具隆施加张拉萍力锁定钢考绞线。恒股本送预应力模筋显饮绒恨哀解石倦完成阶段悲（七）圈隙梁及腰梁惭加劲桩分发别锁定在林圈梁、腰串梁上，腰抹梁采狠用既2齐根矩10盒#狡、抛16去#到工字钢与屯铁板焊接沃为一体，晕围护桩与冤腰梁相接诉处空隙采住用混凝土惰浇灌密实折，确保腰猛梁紧贴竖串向围护桩爹，锚具与纺腰梁之间巧用循-150告×180邮×2蹈0解的垫片。施详见下图戒：若圈梁及腰填梁节点图乖围檩实样编围檩放置已及焊接绣（八）张掠拉、锁定赵锚筋张拉傲锁定在锚呜筋施工结惑束养券护倘7坛d毒后进行，枣养护阶段短预谷留役1绪0娇米土台，刘中部可继懒续挖土除。龟张拉前土东台预屠留位1金0忌米左右宽迈度摸采用专用陈YC-1氏00臂型造（敲10鞠0皆吨）穿芯笑式千斤顶聚、电动高欣压油泵加瓣荷张拉锁姥定。解锁定张拉述机具事先断经过标定吸，并用此暮油压表的县读数换算震成张拉压鸡力进行控晴制。粪在锁定过蔑程中，采目用锚筋拉宵力计进行豪校核林，铁Φ顷50死0软旋喷加劲港桩每根钢烘绞线的锁僵定拉力趟为商70K沸N乞。锚筋张库拉锚具采荒用盟QV讽M尚系列，锚催具和夹具款应符合《亏预应力筋嫌用锚嫌具量.学夹具和连阻接器应用犬技术规程铲》忍(JGJ灵85-2只002砖)暮。议正式张拉绘前先隔用制20乎%塘锁定荷茶载劈(腔Φ巧50胞0划加劲桩按报每根钢绞狗线鬼14K糕N萍）预张拉安一次，再捡以联50%睬(从Φ茎50舰0男加劲间桩快35KN搬)女、退100咳%滑的锁定荷虚载凭(衣Φ银50跨0阀加劲薄桩掏70KN卧)蹄分级张拉捉，然后超汤张拉扒至舟110继%错锁定荷悔载柜(死Φ悉50律0愁加劲办桩沈77KN岛)衔，在超张遥拉荷载下打保宪持辉5撕分钟，观剂测锚头无财位移现象换后再按锁努定荷载锁誉定。若达犹不到要求任，应在旁抹边补桩。张拉阶段谈（九）土闯方分层开教挖帽冠梁施工拔张拉后开速挖土方阶盯段挡（十）锚酿杆回收店（回收形唇设计时）普底板砼传喂力带浇筑戚结束达到宰强度后，宁锚杆开始聪拔除，采殿用高压油烈泵忙和熄100搁t葛穿心千斤锡顶进行拔宅除，钢绞驻线摩阻力炕损失后直分接抽出回悉收。锚杆诚拔除应根拌据结构施骆工及土方屿回填量进确行，每次技土方回填新至锚杆锁粪定标高并棒夯实，留永出操作耗面立800m前m搏。拒（十一）巧加劲桩质抗量控制淡加劲桩质催量控制内零容如下诊：售序号榜项目孙允许偏差比检测方法国单位走数值钢1储桩锚体直浸径、长度覆mm替+50写钢尺量吸2下加筋体长机度判mm冬±篇100明钢尺量推3谈加筋体倾炉斜度佩（位°湿）姨±笛1填经纬仪量跑测口4虾加筋体平墨面位置杂mm饲±傲50岸钢尺量演5半桩锚体倾云斜度绸（填°村）辉±需1顺经纬仪量辛测钻机倾旧角倍备注：桩染径偏差不拐超软过飘20洋mm纺。槐（十二）腔加劲桩试码验骆加劲桩施颠工前，根涉据设计相笋关要求进屈行加劲桩然施工基本奋试验，试跟验加劲桩接数量一般将不应少亦于姑1级组（伸共事3押根），以瞧考核施工怨工艺和施杠工设备的欲适应性，湖并确定加红劲桩轴向燕受拉承载聚力设计值唇；加劲桩叶养护不少诸于牛1驰4乒天后可进刻行加劲桩肠试验。备1盯、扫检测标准游依据《加售筋水泥土剩桩锚支护蚂技术规程穿》榴(题CECS晚147在-券2004闯)徐7.2.畜1灵条规定：择（竖1矮）锚体抗斥拉承载力奏极限值的俱平均值大只于规程计应算所得承贡载力设计茄值。派（郊2光）眠每一桩锚扭体的注浆停量不应小左于理论计勤算量基坑伍支护结构梢桩锚体的卖顶部位移扯最大位移慨和地面最咳大沉降量跃应符合下站表的要求魔（注佣：嘴h浸-愧基坑开挖菊深度）：闲(3哥)宁试验方法即1锁）试验仪须器包括锚虾筋抗拔传萍感器、位珍移计。社2各）试验设宝备伍由电动油疑泵、千斤招顶闷（零1犁台诱60t却f扣）、反力亲支座平台臂、反力大健梁等组成锡的反力系幸统提供抗搜拔反力。溜整个试验歌架的高度萍不得大毫于畏1.绞2看米。仿3妖）猾加荷方式菌为慢速维去持荷载法麻。恨试验仪器绢设备布置欢示意图合系统核心跌工艺分析谁（一）专盲用钻机碗旋喷加劲仆桩施工的油机具为专羡用机具，苗型号购为隙XL-5西0线，属于慢白速搅拌中踪高压旋喷岗机具，该捎钻机的最暮大搅拌旋牢喷直径膛达块1.5形m途，最大施时工（长）掩深度洁达穗35毙m补。栽慢速搅拌旋与中高压秤旋喷机腊（二）专刺用钻杆及烧特制钻头临该工艺采尘用专用旋锦喷搅拌钻绑头，直径尺为律40古0宰～撑500兴mm耍，钻头上析设置了旋止喷搅拌翼拍片，搅拌被叶片起搅记拌周边土核体作用，旷在搅拌过墙程中通过痕中空钻杆碧注入水泥放浆，翼片兰上装有喷脉嘴，通过横长、短喷阻嘴将一定央压力的水哨泥浆喷出杰，随搅拌领过程将水樱泥浆与土疑层充分混荡合，特制托钻头如下番图：丝（三）锚赏头节点足锚头用冷莫挤压法与洞锚盘进行娘固定，通葱过锚锭板绸和添加水耍泥外加剂矛，使水泥禾土体与钢信绞索之间伟，水泥土杜体与原土幻体之间，拘能较快产就生较高的遣粘结力，蝶从而在各站种土层中附能很快获拐得较高的金锚固力，允再通过预绵张力，将炸对被加固仔边坡的变贩形产生有小效的约束顶作用。拿锚头与锚忽盘连接台（四）扩膊大头部位稻施工眼加劲桩扩附大头部位锯旋喷搅拌吓的进退次题数比桩身颠增加二次垒，保证扩成大头的直也径。其他抗项目中成歼桩形态揭逗示图如下笑：眼成桩形态潮揭示图（霜成桩直涛径段500-痕600M预M许）吴（五）锚塘筋可回收亏式技术怨当作用于慎锚筋上的事拉力大于慰设计的锚映筋与加劲罩桩体之间抽粘结力和华锁紧管的圣脱阻力时嫩，锚筋就刃从水泥土走和锚锭板遍中脱离，央从而在不歼产生扰动低的条件下窗