深基坑预应力锚杆支护

摘要：随设现代化城市建设的步伐的不断加大，越来越多的高层及超高层建筑在密集的楼群中拔地而起，而可供用来建设的土地面积越来越小，为了能在有限的区域内安全、经济、快速的为这些高耸建筑打下坚实的基础，深基坑的支护就变得尤为重要了。应根据不同的地质条件，有效的选择不同的深基坑的支护方法。文章介绍一种比较常用且经济的深基坑预应力锚杆支护。

关键词：预应力；深基坑；锚杆支护

一、预应力锚杆支护的基本概念及特点

预应力锚杆支护是指为防止周边土层的坍塌， 在周边土层内部植入具有抗拔性质的和有效锚固长度的杆体， 并经过对其张拉后使土体增加抗剪能力的施工方法。预应力锚杆支护具有施工方便，施工速度快，施工费用低等特点。

二、预应力锚杆支护设计原则

锚杆支护应根据岩土勘察报告进行设计， 首先应对锚杆的锚固土层进行测算，确定锚固在哪个土层比较合适，其次，根据土力学理论公式，确定锚杆的锚固长度及锚杆的总长，确定锚杆的倾角、布置数量及布置方式等， 同时根据基坑的重要等级测算相关数据是否超标，如被加固土上层点的水平位移等。最后验算张拉端的腰梁及张拉应力，确保每一项都能满足要求。

三、预应力锚杆支护施工工艺:

施工之前最重要的一点， 就是根据岩土勘察报告判定地下水位，如果地下水位标高位于锚杆之上，必须先要进行降水，待达到要求后方可施工。

（一）成孔

1．施钻前，必须根据岩土勘察报告，确定锚杆在土层的有效锚固长度，从而确定成孔长度。

2．根据施工条件的不同，成孔分为人工成孔和机械成孔。人工成孔多使用洛阳铲，施工方便；机械成孔多使用进口设备，施工速度快。

3．严格控制锚杆工作平台标高，不得超挖或欠挖，并保证工作面平整。

（二）灌浆

1．为确保锚杆注浆压力， 在锚杆自由段和锚固段交接处设止浆装置。保证锚杆在孔洞中心，设置锚杆居中装置。

2．注浆一般分为水泥浆和水泥砂浆， 通常情况下掺入膨胀剂减水剂，控制浆体的强度。

3．确保注入密实，锚杆位于浆体中心位置，让浆体充分将锚杆包裹。

4．注浆完成后，应立即将注浆管、压浆泵、搅拌机等设备用清水洗净。

（三）锚杆腰梁制作、安装

1．腰梁多采用热轧型钢或混凝土筑块。

2．严格按设计要求制作腰梁，确保质量。

（四）张拉

1．锚杆张拉前应对张拉设备进行标定。

2．张拉螺栓应与钻杆焊接牢靠， 连接位置不宜靠近钢梁锚垫板，避免张拉过程中因钻杆前端顶紧锚垫板而使张拉中断。

3．注浆体强度达到15MPa（根据同条件试块强度）时方可张拉。预应力张拉以张拉力值单控（《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99），先施加预紧力30~50KN，确保钢梁与支护桩紧密结合；然后正式张拉至设计超张拉值，并持荷不小于3 分钟。持荷结束后立即拧紧螺母，卸荷完成张拉。

4．为避免预应力损失，必要时可以进行二次张拉。预应力锚杆支护验收应遵守《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）附录E，E.3 验收试验。预应力锚杆支护的锚杆必须进行抗拔试验。

四、施工安全保证措施

1．施工前召开安全生产会议，进行安全生产交底，安全施工教育工作。

2．施工中遵守安全制度，严格按照安全生产技术操作规程进行施工。

3．作业人员必须戴安全帽。

4．注浆施工前仔细检查注浆管路是否畅通，注浆泵工作时，无关人员严禁靠近注浆泵和注浆管路。

5．特殊工作操作人员应持证上岗。

6．电工、电焊工操作时，必须戴绝缘手套胶鞋。

7．所有电器必须配漏电保护器，场内临时线路必须架空。

8．设专职安全员，向施工班组进行安全技术交底，指导施工队搞好安全教育工作，并坚持每日检查各种防护设施，纠正违章指挥，掌握安全重点部位的情况。

9．夜间施工、工地应有足够的照明。

五、质量保证措施

进行锚杆施工时在严格按技术要求施工的前提下采取以下措施以保证工程质量:

（一）建筑材料的质量控制

1．现场所用的水泥、型钢等材料具备出厂合格证并检测合格后方可使用。

2．锚杆用地质钻杆具备出厂合格证原件并进行外观检验。

（二）工程质量管理措施

1．项目部选派经验丰富的质检员， 对各分部工程进行认真细致的检查，对发现的问题及时指出，并上报项目部进行纠正处理。

2．每一工序完工后， 项目经理会同项目工程师及相关人员应进行严格自检。合格后报请监理及建设单位进行验收，质量合格后方可进行下一工序的施工。

3．按要求提供相关质量保证资料。施工过程中及时收集、整理各种原始资料和记录，并上报监理工程师。依据建设单位及监理工程师的要求完成技术资料编制、整理与归档工作。

六、基坑变形及周围建筑物监测

为了检测设计及施工质量， 确保工程万无一失，在基坑开挖施工过程中委托专业检测机构对基坑变形进行跟踪监测， 及时掌握施工过程中基坑及土体产生的侧向及沉降位移影响， 为基坑开挖及地下室施工等起到指导性作用。

七、锚杆支护的注意事项

1．锚杆支护方法适用于含水量中等的粘土及粉土，对淤泥质土等含水量较高的软土不宜使用。

2．为防止成孔过程中的孔洞的塌陷，可以使用钢套管成孔工艺。

3．地下水位标高位于锚杆之上，必须先要进行降水，待达到要求后方可施工。

八、结语

1．预应力锚杆支撑从经济上和施工进度上均有较高的优势。

2．预应力锚杆支护的构造方法能最为有效的发挥现场监控和信息化施工的特点， 可以根据现场挖掘和成孔过程中发现的土体实际情况与监控量测数据及时进行反馈设计并调整支护的参数和施工方案。由于土体状况多变并难以准确预测，预应力锚杆支护应该比钢管土钉墙支护具有更高的安全性及可靠性。

3．施工期间对基坑土体及周围建筑物的位移、沉降监测的及时性和变化信息的精确性有利于及时采取相应措施保证基坑施工和周围建筑物的安全。

4．预应力锚杆在每个施工面完成后，应进行4~6 天的养护期，再进入下一层施工面。不能超速超挖，然后用槽钢（两排）将钢筋锚杆锁定后再施加预应力，这样才能有效发挥预应力锚杆的支护作用。

5．从预应力锚杆前后两次的抗拔力试验来看，在没有施加预应力锚杆抗拔力已远远超过了设计值（还没有达到极限破坏值），说明钢筋土钉的抗拔力应该比钢管土钉的抗拔力要大， 再施工预应力则对整个基坑的支护具有更好的稳定性及安全性。

6．该支护体系柔性好、自重轻，能承受较大变形，并具有良好的抗动荷载能力。施工期间噪音小、无振动，对周围环境干扰小，且施工便利。