浅谈车站深基坑锚索施工技术

【摘要】车站轨排井位置设置预应力锚索，锚索水平方向布设在每两根围护桩之间，竖向设置4道，间距从5.2m～6.5m不等，锚索长度从13m～18m不等，水平向下倾斜15°。锚索采用高强度低松弛预应力...

引言：随着地铁建设规模的不断增加及锚固技术的不断发展，锚索施工在地铁建设得到广泛应用。但是，由于锚索施工的不可见性及各种制约因素，该支撑体系的施工工艺还在不断的摸索中。因此，对车站深基坑锚索技术的研究和施工技术的分析，加强施工过程中施工技术的控制，能提高锚索锚固效果和施工安全，本文以成都地铁驷马桥车站锚索支撑体系为例，对预应力锚索施工技术进行分析。

一、工程概况：

驷马桥站为地铁7号线与3号线的换乘站。位于驷马桥路下，呈东西走向，车站总长564.45m，标准段宽度22.1m，标准段基坑深度17.29m，车站设置轨排井，在轨排井位置基坑两侧设置预应力锚索。

车站位置特殊，周围环境、建筑物及管线复杂，车站北侧为低矮陈旧建筑物，在轨排井位置为铁路局物资管理处，管线主要布设有雨污水管、自来水、燃气、通信及电力管线，其埋深从1.2m～4.8m，对施工的约束较多，施工风险大。该站地质条件为主要为砂卵石地层，局部含有透镜体砂层，地下水丰富，渗透性较好。

二.锚索布设形式

车站轨排井位置设置预应力锚索，锚索水平方向布设在每两根围护桩之间，竖向设置4道，间距从5.2m～6.5m不等，锚索长度从13m～18m不等，水平向下倾斜15°。锚索采用高强度低松弛预应力钢绞线，直径为15.2mm，强度为1860MPa，每道锚索4根。锚索由锚固段、自由段和紧固段三部分构成，紧固头段由腰梁、钢垫板和锚具组成。锚索长度包括锚固段、自由段、张拉段三部分。

图1 预应力锚索竖向布置图

三.锚索的施工工艺及施工步骤

1、施工流程

预应力锚索由锚孔、束体、注浆、腰梁及张拉五个部分组成，锚索施工采用全套管式钻机施工，钻头直径为150mm。施工流程为：测量放样、钻孔（制作锚索）、锚索安装、一次注浆、二次注浆、安装腰梁及钢锚垫板、张拉及锁定、封锚。

2、施工步骤及工艺

（1）成孔施工：钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序，土方开挖至锚索以下80cm后，按照设计要求准确放样处锚索的位置，并采用油漆标记清楚，并现场核对是否有管线，防止打穿管线，无误后方可施工。平整场地，机械设备和劳动力就位，按照设计倾角调整对准孔位后开始钻孔，孔口坐标的偏差±100mm，孔位高程误差±50mm，钻孔时，提前按照锚索长度配置所需的钻杆，并整齐堆放在旁边，以便核实钻孔深度，成孔后采用高压风冲孔。

（2）锚索制作：锚索进场前检查材料的合格证和质量证明书，且抽送质量技术检定部门复查，合格后使用。锚索在钻孔的同时于加工现场统一加工，长度按照设计要求采用冷切割下料，长度误差控制在+500mm。根据每根的根数每隔2m采用绑扎丝和隔离架绑扎在一起，钢绞线夹在隔离架空隙内，张拉段钢绞线抹上黄油，套上软塑料管，两端用胶带密封，在中间安设注浆管，钢绞线束前段用胶带缠紧，并设置导向架，一根完成后编号，注明钢绞线的长度及根数。

（3）锚索安装：在锚索安装前核实锚索编号与孔号一致，并检查长度和根数，无误后方可穿孔，穿孔采用人工进行。

（4）注浆：注浆时是预应力锚索施工的重要工序，必须严格控制其质量。注浆采用二次注浆工艺，注浆采用水灰比0.50～0.55的水泥浆，水泥浆在现场采用水泥搅拌机搅拌，压力注浆泵注浆，浆液要搅拌均匀，稠度满足要求，第一次注浆压力不小于1MPa，注浆至孔口溢出纯水泥浆液为止，一次注浆完成2小时后进行二次注浆，注浆压力不1.5MPa，孔口再次出现水泥浆为止。

（5）腰梁及锚具安装：注浆完成后，对孔口四周补喷平整，安装腰梁及垫板，腰梁与喷锚面必须密贴，否则采用细石混凝土填充，腰梁保证在一条直线上，然后安装锚具和夹片。

（6）锚索的张拉锁定：张拉是锚索施工的关键工序，当锚索注浆强度达到设计强度的75%且不小于15MPa后，开始张拉锚索。张拉前按照要求对张拉机具进行标定，正式张拉前对锚索进行预张拉，使其各部位紧密接触，锚索拉直。然后继续张拉，张拉过程应平缓加载，张拉至设计力的1.1倍～1.15倍时的锁定。

（7）封锚：采用砂轮切割机切除多余的钢绞线，从锚具量起留500mm，在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层。

四.锚索的施工技术控制要点分析

（1）钻孔时必须控制好锚索的标高和倾角，钻孔孔位的允许偏差应为50mm，钻孔倾角的允许偏差应为3°。标高和倾角不符合设计要求，就改变了受力工况和受力分布，减少了预应力强度。若遇坍孔，应立即停钻，进行固壁注浆处理，注浆24小时后重新扫孔钻进。

（2）钻孔后，要对孔深和孔径进行检查，必须满足设计和规范要求，钻孔深度宜大于设计深度0.5m，锚索长度应大于设计长度，孔径保证注浆厚度不小于1cm，否则影响受力效果。

（3）成孔后孔内要冲干净，防止有虚渣和尘土，影响浆液与土体的粘接效果，减少浆液与土体的固结强度。

（4）施工前，要严格检查钢绞线、锚具、腰梁及水泥的材质，并进行抽样检查，确保材料符合要求。

（5）锚索制作时，锚固段做成波纹形状，提高锚固效果，张拉段做成直线，有利于拉直，减少应力损失，张拉端和锚固段之间设置止浆阀，并包裹密实，防止注浆时浆液流入张拉段。锚索的编制要确保每一根钢绞线始终均匀排列、平直、不扭不叉，锈、油污要除净，对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔出。固定锚索与隔离架的绑扎丝既要能承受一定的拉力，又要保证锚索的自由拉伸。

（6）注浆技术是锚索施工的重要环节，严格控制水泥浆的水灰比，并掺加能提高注浆固结体早期强度或微膨胀的外掺剂。在施工中定期测定浆液的稠度，满足要求后才能注浆，在注浆机口设置过滤网，防止泥浆颗粒堵塞注浆管。注浆压力要满足要求，注浆要一次完成，防止中间停顿堵塞注浆管。

（7）腰梁安装后，必须与支撑面贴紧，否则，采用强度大于C20的细石混凝土填塞，防止出现孔洞，腰梁变形和移位造成应力损失。

（8）张拉需要等到设计要求的强度，防止强度不到位而造成钢绞线拔出，采用同条件试块作为判断的依据，张拉使用的机具吨位满足张拉力要求，并进行检定，根据检定报告准确计算张拉力与油表读数的关系，并根据材质计算伸长量。采用控制张拉力和伸长量双项指标控制，张拉时严格控制张拉力，并用伸长量进行复核，满足要求后方可锁定。

（9）张拉后要进行封锚，防止钢绞线锈蚀影响受力。

五、结束语

预应力锚索在车站深基坑中得到广泛应用，工程实践表明，锚索的受力体系不仅与锚固原理有关，同时还受地质状况、结构形式和材料强度等方面的影响，主要有注浆体、土体、锚索束体、施工技术控制等。为了保证车站基坑的施工安全，必须控制锚索的施工技术。