浅谈预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护施工工法

摘要：预应力混凝土施工技术能充分的发挥当前混凝土施工的性能，提高基坑的施工质量。在当前施工过程中，对结构构件的承受力以及所能够使用的荷载能力是当前构件施工的锤击数，这就使得在施工的过程中对基坑施工技术的工艺逐步变化。预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护技术是当前基坑施工的主要方式，本文就其施工手段和施工方法进行分析和探索。

关键词：基坑；预应力锚杆；钻孔灌注桩；施工工法

1、前言

预应力在施工的过程中能够有效的提高基坑承压能力和各种稳定性能，是当前施工的过程中利用钢构件的受拉性能提高混凝土施工质量的前提和关键。利用钢筋张拉后的弹性会所手段对构建进行施工压力，使得其强度能够形成设计要求的施工措施和施工手段。预应力锚杆在土层中斜向成孔，依靠锚固桩的摩擦力进行加固，其在施工的过程中是利用相关的施工技术手段和控制措施进行管理施工的过程。预应力锚杆改变了基坑的受力状态，减少了基坑天在施工的过程中坑壁发生位移的缺陷，保护结构的稳定性。预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护方法是通过当前施工的过程中对灌注桩进行结构上的分析和提高，其在施工的过程中能够将稳定层的力度深入土体，即锚杆穿过滑动面或不稳定区深入土体深层，利用锚杆加固基坑壁，使得其不发生位移的趋势。

2、工法特点

2.1进行锚杆施工作业的空间不大，适用于各种地形和场地。

2.2由锚杆代替内支撑，可降低造价，改善施工条件。

2.3锚杆拉力可通过抗拔试验确定，因此可保证足够的安全度。

2.4通过对锚杆施加预拉力来控制支护结构的侧向位移。

3、适用范围

本工法适用于深基坑支护工程，特别适用于邻近有建筑物或地下管线而不允许有较大变形的基坑支护工程。

4、工艺原理

预应力锚杆主要有矛头，杆体和锚固体三部分组成。锚头位于锚杆外露的顶端，通过它与基坑围护结构的完整连接，最终实现对锚杆施加预应力，并将锚固力传递给结构物，杆体是连接当前锚头和锚固体的关键手段和措施，是利用其弹性变形的特征进行分析和变化的过程，在锚固的过程中，对锚杆施加预应力。锚固于锚杆的根部，把拉力从杆体传给底层。

4.1钻孔灌注桩和预应力锚杆通过围梁形成二元挡土围护结构，该支护体系通过整体刚度来控制基坑变形。一方面通过钻孔灌注桩进行挡土，另一方面，通过预应力锚杆将支护结构承受的力传递给稳定地层，对锚杆施加张拉应力，有利于锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及锚杆强度的共同作用，使锚固体系保持稳定。

4.2预应力锚杆由锚头、自由段和锚固段组成，是一种将拉力传至稳定土层的结构体系，锚头是用于锁定锚杆拉力的部件，由锚具、托板、螺帽等组成；自由段是将锚头拉力传至锚固段的中间区段，由钢绞束、注浆体和防腐构造组成；锚固段将作用在锚头的拉力传递给稳定地层。

5、施工工艺

5.1工艺流程。 钻孔灌注桩施工锚孔定位钻孔插锚杆第一次注浆第二次注浆围梁施工张拉封锚施工监测。

5.2钻孔灌注桩施工。

5.2.1施工工艺流程采用如下：钻孔灌注桩桩机就位成孔第一次清孔钢筋笼吊装安装混凝土导管第二次清孔安装漏斗、隔水栓灌注水下混凝土拆除导管、漏斗。

5.2.2导管埋入混凝土面的深度为2～4m，在灌注过程中，导管应勤提勤拆。每隔15min将导管上下活动几次。在混凝土灌注过程中，要始终控制好导管内混凝土表面至泥浆面的高度，以灌注时孔内混凝土均匀缓慢上升、泥浆无剧烈翻滚为佳。

5 .2.3在灌注混凝土的施工中，确保混凝土浇筑的连续性。每盘混凝土时间间隔应不大于0.5h，若有一定的时间间隔，每隔10min在小范围内上下活动导管2～3 次，延长混凝土的初凝时间。

5.3锚孔定位。锚杆钻机就位时应准确，底座应垫平，钻杆的倾斜角度应用罗盘校核，角度偏差不大于2?，高差不超过30mm。成孔施工前应在场地中挖好排水沟，以避免因泥浆随意排放而影响施工。

5.4钻孔。

5.4.1施钻时钻头要对准锚杆孔孔位标识下钻，最大孔位偏差不得大于100mm，初始时应用小功率缓慢钻进，钻进约500mm后，校正钻孔方向，全功率钻进。为了准确控制钻孔的角度，在施钻时要由当班技术员用地质罗盘控制钻杆方向，使钻孔角度偏差控制在 2?以内。钻孔深度通过在钻杆上所作标记控制，要求钻孔深度不小于杆体有效长度，并不大于设计孔深200mm。

5.4.2锚杆钻机钻进过程中，泥浆性能根据地质情况进行调整。当钻到粘土层时，泥浆比重采用1.05×103Kg/m3~1.1×103Kg/m3；当钻到砂层时，泥浆比重采用1.2×103Kg/ m3~1.3×103Kg/m3。

5.4.3钻机钻进速度为0.3～0.5m/min，退出速度为0.5～0.6m/min。

5.5清孔。采用往复式压浆泵进行大泵量清孔3～5min，把孔内沉渣和孔壁泥皮冲洗干净，孔底沉渣小于等于300mm。

5.6锚杆加工制作 。

5.6.1锚杆自由段采用涂防锈油并外包二层塑料薄膜的处理方法，保证钢绞束与注入的水泥净浆体隔离，在拉力的作用下，锚杆自由段进行充分的弹性拉伸，将预应力有效传递到锚固段。

5.6.2在锚杆制作中，锚杆锚固段设置定位架，定位架间距为2m，外径小于钻孔直径10mm。

5.7插锚杆。

5.7.1插锚杆工人必须熟悉各个孔的孔向，以便杆体能够一次性顺利插入。插杆要缓慢、匀速，切忌扰动杆体，造成浆液下掉和注浆不密实，采用棉纱将孔口临时封口。

5.7.2安插锚杆前先将托板、螺帽戴上，防止插杆过程中浆液污染杆体丝口，避免丝门损坏而使螺帽不能顺利安装，当丝口被污染要及时清理。

5.8注浆。

5.8.1注浆管是随着钢绞线一起埋在孔内的，并每间隔0.5 m钻一对注浆孔，用胶布将小孔包扎好，以防止浆液堵塞该注浆管。

5.8.2第一次注浆分锚固段注浆、自由段注浆。锚固段注浆是顺着钻杆注浆，水泥浆液通过钻杆送到锚孔底部。注浆压力从开始的0.5 MPa逐渐加大至2.0MPa；水泥浆液从钻头底部顺着已扰动的地层充填和包裹锚固段的锚杆。当水泥浆灌注到锚杆自由段附近时，停止注浆，并开动钻机卸掉上部的钻杆。接着开始自由段注浆，注浆压力约为0.5MPa，随着灌注的水泥浆液的上升，慢慢拔出一次注浆管和起拔孔内套管。

5.8.3第二次注浆与第一次注浆的间隔时间在8～12h为宜。第二次注浆的压力从2.5MPa注浆升高，直到注不进浆液为止。注浆过程采用稳定的低～中等灌浆速率，在灌浆全过程中逐渐提高压力，使浆液向土体逐渐扩散。认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针。在施工过程中施工人员要严格执行岗位责任制条例和安全操作规程，明确各级人员安全职责，抓好安全生产。

6、结束语

预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护技术是利用钢筋混凝土施工过程的施工工艺，充分的发挥钢筋混凝土的抗压能力进行施工，提高基坑承载力，节约施工工期和施工材料，降低施工成本。随着当前社会发展过程中人们对施工要求的不断提高，在其施工中对施工技术控制手段要求也在日益提高，是保证建筑施工质量的前提和关键。