浅析高压喷射囊式扩体锚杆技术的构造及关键工序质量控制

浅析高压喷射囊式扩体锚杆技术的构造及关键工序质量控制

刘贻文

广东建安昌盛控股集团有限公司广东珠海519000

摘要：伴随我国城镇化建设速度的日益加快，导致城市建设用地逐步减少，因此，人们广泛利用地下空间来进行建设，从而地下空间建设正逐步向更广、更深的方向开展。数量巨大的地下车库、仓库、多层地下商场、大型地下交通枢纽等工程在大中型城市中层出不穷。伴随这些大型地下工程的建设，扩体锚杆技术应运而生，本文针对其中的高压喷射囊式扩体锚杆技术进行介绍，对于该技术的关键工序质量控制进行研究。

关键词：囊式扩体锚杆技术；关键工序；质量控制

为满足地质土层条件较差的工程实际施工需求，对土层锚杆耐久性、安全性、承载力进行提高，从上世纪70年代开始，相继出现各类扩体锚杆技术，例如：以水力扩孔、爆破扩孔、机械扩孔为基础的扩体锚杆技术。现如今大中型城市地下建筑日益增多，深大基坑支护工程面临前所未有的挑战，同时也对扩体锚杆技术发展起到促进作用，本文针对高压喷射囊式扩体锚杆技术进行研究，并对其关键工序质量控制进行深入分析。

1.高压喷射囊式扩体锚杆构造

以往的锚杆承受荷载主要依靠锚固段和周遭土体的摩擦力及粘结力，锚固段有效长度决定锚固力的大小，但现下的高压喷射囊式扩体锚杆技术承受荷载则是依靠膨胀挤压产生端压力，膨胀挤扩体端头有效承载面积决定锚固力的大小。该技术是利用高压喷射扩孔法，通过高压泵输出的高压水泥浆或高压水，向锚孔孔壁土体位置进行喷射，从而形成锚孔并将其扩大处理，将具备防浆液及排气回流作用的注浆设备放入其中，将水泥浆液经由注浆管进行注入，随即完成囊式扩体锚杆，该锚杆具备防腐性能[1]。高压喷射囊式扩体锚杆构成部分为注浆管、囊袋、防护罩、锚筋、承载板等，依据主筋的类别，可将其分成三种形式，预应力钢绞线扩体锚杆、预应力混凝土螺纹钢筋扩体锚杆、普通螺纹钢筋扩体锚杆。

2.关键工序质量控制

高压喷射囊式扩体锚杆施工流程图（图一）

图一高压喷射囊式扩体锚杆施工流程图

2.1直段成孔

2.1.1工序流程

直段成孔工序包含三个施工流程：首先，用水引孔，用水引孔适用于非扩径段，选取高压旋喷机进行引孔操作，利用机器钻头将水带入孔中，使得锚杆可以顺利安放孔内，普遍非扩径段直径为200毫米。其次，机械钻孔，旋喷钻机所需水源由高压泥浆泵提供，对钻头水流状况进行监测。最后，稳定钻孔，钻杆转动趋于平稳状态且钻头喷水状况区域稳定后，利用钻头钻孔达至设计要求后，停止继续下钻，但需确保钻杆依旧平稳转动。

2.1.2质量控制

首先，进行钻孔时，依据施工地点土层类型选取合适的钻进速度，确保钻进过程中水的供给充足，若临时出现断水现象，及时将钻杆拉至孔外，避免出现孔壁塌陷导致埋钻。其次，对成孔深度进行实时监测，选取孔外钻杆长度测量倒推的方式，计算精度在100毫米之内，成孔深度误差范围控制在+0—+500毫米之间[2]。最后，实际钻孔时，时刻注意孔口泥浆状态，若出现孔口泥浆溢出量减少或停止溢浆，需及时终止继续下钻，对于管路进行检查同时增加水流量，若管路没有出现堵塞或破损的情况，则需将钻杆拉至孔外，随即对导致跑浆的因素进行查看并对其处理。倘若施工地点土层不满足钻孔条件，则需改换别种介质例如（膨润土泥浆或水泥浆）来钻进成孔，在实际钻进时需保证孔口泥浆平稳溢出，避免发生埋钻的情况。

2.2高压扩孔

2.2.1工序流程

高压扩孔工序包含四个施工流程：首先，开始扩孔前，钻孔深度达至设计扩孔要求时，将内部材料换为素水泥浆，水泥用量依照设计图纸规定放置，水灰比为1.0，选取普通硅酸盐水泥强度大于42.5MPa，扩孔时喷射需确保喷管匀速旋转，且喷射压力需大于25MPa，进行2次匀速扩孔操作。其次，加压扩孔，钻孔深度达至设计扩孔要求时，加大喷射压力直至27MPa，将高压喷射速度由20cm/min提高至15r/min进行扩孔操作。再有，测量孔长，测量孔长选取测量孔外钻杆长度的方式，进而推算钻入孔长，钻孔深度满足设计要求后，选取水泥喷射泥浆对扩孔段进行二次喷射，保证扩孔段达到设计标准。最后，清洗管路，扩孔工序完毕后随即把钻杆拉至孔外，对于高压泥浆泵、钻机和管路用大量清水进行清洗。

2.2.2质量控制

首先，选用的喷射用水需由滤网对其过滤，二次拌和水泥浆和泥浆，在对泥浆转移时对其过滤，避免管道受到泥浆堵塞，对施工进度造成影响。其次，实际扩孔时，泥浆喷射不可中断，若不得已中断喷射，确保搭接长度大于100毫米后，进行再次喷射，喷射间隔时间在30分钟内[3]。对于施工参数实时监测，例如：钻杆转速、喷射压力、泥浆情况等，保证各参数满足设计要求。当高喷段进入岩层后，需提高喷射压力同时降低钻进速度。

2.3锚杆制作、下锚

2.3.1工序流程

锚杆制作、下锚工序包含三个施工流程：首先，防腐除锈，钢筋放置位置及摆放形式依据设计规定操作，把完整的单个钢筋架空，在钢筋表面均匀涂抹沥青防锈漆，涂抹过程中检查钢筋外表面有无锈迹，若存在锈迹利用钢刷对锈迹进行处理。其次，锚杆下料，若钢筋长度不够，使用套筒将锚杆杆体相连，对于接头部位进行试验检测，锚杆下料误差在+0—+50毫米之内。最后，安装囊袋，在锚杆囊袋预留孔位置将锚杆穿入其中，选取专用设备对囊袋螺纹钢端螺母进行固定。随后利用旋喷钻机自带的吊装系统安放锚杆，把组装完毕的锚杆安置于锚孔内。

2.3.2质量控制

放置锚杆时，需匀速放至到设计深度位置，若放置过程遇到阻碍，选取下冲法对锚杆进行放置，若仍不可放至到设计深度位置，进行二次引孔操作。

2.4囊袋内注浆

2.4.1工序流程

囊袋内注浆包含三个施工流程：首先，配置泥浆，二次拌和无泌水泥浆，水灰比为0.5，在对泥浆转移时对其过滤，避免管道受到泥浆堵塞。其次，囊内注浆，将锚杆放至到设计深度位置后，在扩体囊内注入泥浆泵刚配置完的水泥浆，同时会在孔底旋喷扩体位置，出现规则的水泥结石体[4]。最后，拆管清洗，部分剩余水泥浆注入锚孔内，囊内水泥浆注入完成后，将锚孔内注浆管回收，并将注浆管拆除用大量清水对注浆系统进行清理。

2.4.2质量控制

首先，依据囊体扩张后的实际体积来确定无泌水水泥浆总拌和量。其次，选取双指标方式对囊体内注入的无泌水水泥浆注入总量进行控制，利用搅拌桶内无泌水水泥浆剩余量推算水泥浆注入总量，一般注浆压力需小于1.5MPa，注浆距离应控制在300毫米之内。最后，回收锚孔内注浆管时，按顺时针选取扳手转动注浆管，若转动注浆管时按逆时针操作，则会导致注浆管中部接口位置脱离，无法对所有注浆管进行回收，资源得到浪费。

2.5钻孔内注浆

2.5.1工序流程

钻孔内注浆包含三个施工流程：首先，配置泥浆，二次拌和水泥浆，可对囊袋剩余的水泥浆进行回收利用，水灰比为1.0，在对泥浆转移时对其过滤，避免管道受到泥浆堵塞。其次，孔内注浆，无泌水水泥浆注入囊袋完毕后，随即将囊体和锚孔内注浆管分隔，随后进行锚孔补浆操作，选取分隔后的锚孔注浆管[5]。最后，拔管清洗，分隔后的锚孔注浆管完成补浆操作后，在下一个锚孔注浆管注浆前，将管路利用大量清水进行清理。

2.5.2质量控制

进行注浆操作时对于锚孔注浆管适当晃动，便于后期拔出注浆管时不受阻碍，还需注意保证注浆管出浆口位置，在注入水泥浆囊袋上端30厘米左右。囊体大小需由计算囊体所用水泥量与实际所需水泥量二者相结合来对其确认，并在锚杆施工全部完成后，对锚杆承载力进行测试，不满足使用要求的锚杆，降低标准继续使用或直接遗弃，满足整体结构受力的基础上，对于锚杆设计和实际总抗拔力之间的差值进行推算，依照不小于差值的原则对其增补。

3.结束语

综上所述，高压喷射囊式扩体锚杆技术关键工序包含直段成孔、高压扩孔、锚杆制作、下锚、囊袋内注浆、钻孔内注浆，因此实际施工时对上述工序质量重点控制。此外，高压喷射囊式扩体锚杆技术不但适用范围广，例如：适用于边坡加固、基坑支护等部位，同时该技术还具备成本低、环保性好、可靠性高等特点，值得广泛进行使用。

参考文献

[1]颜贞明，李群鸣，郑庆明，等.囊袋式扩体锚杆支护施工方法研究[J].山西建筑，2017，43（22）：92-93.

[2]胡振青，任斌，张琰琰.徐州中央国际广场结构关键技术研究[J].建筑结构，2017（21）：16-24.

[3]张伟光，陈全君，刘少伟，等.软岩巷道锚杆孔孔底增孔锚固方式及扩孔参数研究[J].煤炭科学技术，2017，45（12）：53-58.

[4]贾欣媛，岳大昌，李明.机械扩大头锚杆（锚索）施工工艺研究及工程应用[J].工程勘察，2017，45（4）：18-21.

[5]熊周余.主筋可回收的浆囊袋式预应力锚杆的应用和质量控制[J].建筑施工，2017，39（7）：969-971