深基坑预应力锚索施工技术

摘要：软土地区深基坑施工技术是我国近年来发展最快的领域之一，近年最大的进展是按工程实际的环境与工程本身的特点，调动一切有利因素，采用综合集成的优化组合支护体系，从安全出发最大程度地减少人力物力消耗的支护方法，本文结合实际工程案例，对支护桩及预应力锚索施工技术进行探讨，供同类施工参考。

关键词：深基坑支护锚杆喷锚

中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：

1．工程概况

柳州市金沙角片区旧城改造11＃、12＃楼（7标）工程地下为2层，基础呈方形，基坑面积约3210m2，基坑开挖深度9.13～10.38m。

根据地质勘测结果，该工程基坑坑壁土层依次为： 杂填土、素填土、粉质粘土、硬塑状粉质粘土、含圆砾卵石硬塑状粉质粘土、含圆砾卵石可塑状粉质粘土、可塑状粉质粘土、白云质灰质；地下水为孔隙水裂隙水，水位埋深2.1～11.4m（标高77.03～79.99m)，与柳江河水位标高77.8m基本一致。

本工程位于柳州市区柳江边，基坑西离规划东台路3～13m，南距工地办公室7m，东距滨江路30m以上，北与同期施工的10#楼基坑相连。结合上述地质情况，本着安全可靠经济合理的原则，经过认真计算和多方案比较，我们决定采用以下基坑支护结构: 西面为永久性冲孔桩板墙+锚索+桩板墙支护；南面为锚索+锚杆+挂网+喷锚支护；东面按1:1.2放坡开挖。本文主要就南面基坑支护技术进行探讨。

2. 预应力锚索施工

2.1 钻孔

      该工程孔位成梅花型布置，水平间距为1 500mm，排距为1 500mm，与水平成设计夹角，孔径Φ200。施工中采用XY-2型钻机，Φ200钻头开孔，原浆护壁，硬质合金钻头钻进。钻进时，先启动水泵，使冲洗液(水)从钻杆中心流向孔底，在一定水压力(0.15~0.30MPa)下，水流携带钻削下来的土屑从钻杆与孔壁间的孔隙处排出。钻进时要不断供浆冲洗，始终保持孔口水位，并根据地质条件控制钻进速度，一般以300～400mm/min为宜。待钻至规定深度后，继续用水反复冲洗钻孔中的泥砂。

2.2 锚索安放

      1)钢绞线下料

      钢绞线下料长度应等于锚索设计长度加上喷射混凝土厚度、腰梁宽度及张拉长度，张拉长度计算公式如下:

L=l1+2(l1+100)+l2+l3

      式中l为构件孔道自由段长度;l1为工作锚厚度;l2为千斤顶预留长度;l3为夹片式工具锚厚度。

      经计算钢绞线张拉长度L=800mm。

      断好的钢绞线长度要求基本一致，偏差不大于5cm。端部用铁丝绑扎牢，不得参差不齐或散架。

      2)钢绞线安放

      钢绞线要求顺直，使用前清除表面的油污及锈膜。自由段涂抹黄油后用塑料管包裹，与锚固体连接处用铁丝绑牢。为保证钢绞线在孔中处于居中位置，防止自由段产生过大的挠度和插入钻孔时不搅动土壁，并保证拉杆有足够的水泥浆保护层，沿杆体轴线方向锚固段每隔2.0m设置一个定位器，自由段每隔2.5～3.0m设置一个定位架，两定位架之间的钢绞线用铁丝捆绑牢固。定位架安装如图1所示:

      钢绞线锚索采用人工通过锚杆架送入孔中完成，注浆管随锚索绑在一起同时放入孔内，注浆管口距孔底50cm。放置时，要求操作人员均匀用力，若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。

2.3 注浆

      锚索注浆采用水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆，注浆压力为0.5~1.0MPa，用KBY-50/70型砂浆泵供浆。常压注浆采用砂浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，再由孔底返出孔口，待孔口溢出浆液，才可以停止注浆，并封堵孔口。

      注浆前用水引路，润湿输浆管道。注浆时，应注意管口始终处于浆面以下，随时活动注浆管。注浆完成后，将外露的钢绞线清洗干净，并保护好。

      初凝硬化后若浆体不饱满时，再以0.4~0.6MPa的压力进行补浆，稳定数分钟即完成。注浆后自然养护不少于7d，在灌浆体硬化之前，不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。浆液硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆，注浆量不得小于计算量，其充盈系数为1.1～1.3。

2.4 锚索张拉与锁定

      该工程锚具采用VLM锚具，用液压千斤顶进行张拉锁定。根据锚索承受荷载的大小，采用YCW150型千斤顶和2YBZ2-80型油泵。锚索张拉前须对千斤顶和压力表进行配套标定，并绘出油压—张拉力曲线。锚索注浆后，锚索锚固段浆液达到设计强度的80%以上后进行张拉锁定。

      锚索张拉前先施加一级荷载(即10%的锚拉力)，使各部紧固伏贴和杆体完全平直，保证张拉数据准确。然后按表2所示的控制拉力分级加载，加载速度以100MPa/min为宜，每级加载完成后稳定5～10min。张拉采用超张拉，最后一次控制力为设计张拉力的1.1倍，加载完成后稳定时间不小于15min，然后退至锁定荷载锁定，荷载锁定取设计张拉力的1.0倍。应力的施加要缓慢、匀速。

      每达到一级控制荷载时，记录千斤顶伸长值和油泵压力表读数。锚索张拉力用压力表读数控制为主，同时用测力计及钢绞线伸长值校核辅助控制。确保钢铰线的实测伸长值在理论计算值的-5%～10%之间。当钢绞线伸长量与实际测量值误差超过规范要求时，应停止张拉并分析原因。

3．提高锚固力的几点措施

3.1 钻孔方面

      保证钻孔的倾斜角度符合设计要求，钻机就位后，要校正孔位的垂直、水平角度偏差。孔壁要平直，以便安放杆体和注浆。要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)，防止高低参差不齐和相互交错。

      钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗直至出清水，再接下一节钻杆。为了使锚固端发挥最大的锚固作用，孔壁不得坍陷和松动，否则会影响拉杆的安放和锚索的承载力。

3.2 杆体安放方面

      普通的定位架3个脚长度相等，相邻2个脚均成60夹角(见图2)，不能保证钢绞线下方的水泥浆有足够的厚度，甚至造成杆体与孔壁直接接触。定位架改进后，将其中的2个脚长度加长，且这2个长脚的夹角减小为45，安装时长脚的一端向下。可保证钢绞线在孔中处于居中位置，钢绞线四周均匀包裹足够厚度(大于20mm)的水泥浆，从而提高锚固力。定位架大样如图2所示。

3.3 清孔方面

如果孔底的泥砂不能用水清洗干净，水泥浆注进后，与泥砂混合，降低了自身的强度，减小了端部的锚固力。所以，孔底用清水清洗干净后，必须用高压风将孔底积水和泥砂吹出，可以增强水泥浆的强度，提高锚固力。同时为防止塌孔，清孔结束后应及时进行注浆施工。

4．施工中存在问题及解决方案

在施工中，前期出现了卡管及渗透等问题，经查，主要原因是施工中未进行注浆的连续作业操作导致。据此，项目部进行了整改。根据受力特点，注浆操作分两次进行，第一次可在锚索孔缺陷检查完成，锚索推送就位后进行。在锚固段砂浆强度等级达到设计要求时，在配合比设计中可掺适当的膨胀剂，加强锚固效果。第二次注浆则应该在锚索张拉完成后进行，砂浆强度等级可比锚固段强度低一个等级，要求注浆到锚索孔口返浆为止，保证自由段的注浆密实，从而达到保护锚体的目的。

5．支护效果较好

施工现场地处城市中心区，周围居民、行人、车辆繁多，基坑平面形状复杂，支护难度大，地下管线较多，对变形要求严格，基坑支护完成后，根据对基坑边壁几何尺寸进行的测定，另根据基坑边壁位移的数据分析，最大位移量在规范规定范围内，基坑边壁稳定，基坑四周建筑物和各类管线及周围人、车辆的安全均未受到影响。

参考文献：

1．利英博，深基坑预应力锚索技术的应用，科技经济市场，2007年3月

2．杨金友，深基坑围护预应力锚索施工技术，铁道建筑技术，2012年3月

3．刘晓东，对深基坑预应力锚索施工技术方法的探讨，城市建设理论研究，2011年第4期