预应力锚索孔道注浆密实度的质量控制

【摘 要】在建筑工程当中，为了满足建筑的使用功能，建筑的高度越来越高，基坑开挖深度也越来越深，相应的基坑支护就显得特别的重要。其中预应力锚索体系在基坑支护中应用比较广泛，此体系中最关键的因素就是施加预应力钢绞线。钢绞线的持力环境要求密实无空隙，防止钢绞线锈蚀，主要取决于孔道的注浆密实度。工人、材料、机械、方法、环境对孔道注浆密实度的质量都有影响，分析各个影响因素，改变施工方法，从而使孔道注浆的密实度满足设计的要求。

【关键词】孔道；密实度；注浆；锚索；张拉

一、选题理由

随着建筑技术的快速发展，高层建筑越来越多，且高度越来越高，相应基坑开挖深度也越来越深，而许多高层建筑物又是在密集的建筑群中施工，基坑壁周围既有建筑物的间距也越来越小，不具备放坡开挖条件，必须进行基坑支护后才能开挖，并且临近常有必须保护的永久性建筑及市政公用设施，对基坑稳定和位移的控制要求很高，故需要采用安全、可靠、经济合理的支护措施对基坑进行支护。

基坑工程主要包括基坑围护体系施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程；基坑围护体系造价高，又是临时性结构，在地下工程施工完成后，基坑围护体系就不再需要。所以决定了基坑工程具有下述特点：

（1）围护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性；

（2）基坑工程具有很强的区域性；

（3）土压力分布的不确定性。

以某工程为例，1#楼为办公及商业，办公楼19层，高79.8m，商业4层，高23.7m；2#楼为住宅，20层，高61.5m，均为框架剪力墙结构，整体设计2层地下室；总建筑面积约4.3万m2。基坑开挖深度自然地面以下为10.0m左右，基坑开挖较深深度较大，周边环境：北侧和东侧为市政主要道路，西侧为既有高层建筑，南侧为既有多层建筑，必须对该场地进行边坡支护。

根据拟建建筑物的结构特点、场地条件及周边环境，充分考虑后续施工用地及场地情况，遵循在保证安全的前提下尽可能降低造价，缩短工期的原则，并最大可能的减小回填量。针对本场地的周边环境条件设计支护模型（排桩+锚索）对本工程边坡进行支护。

岩土锚固的基本原理就是利用锚索周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面的自身稳定，由于锚索的使用，它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力；可以使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的复合体，使其能有效地承受拉力和剪力。

但由于锚索抗拔力受地层条件、材料强度、张拉机具等影响较大，容易出现锚固力不足的现象，导致基坑边坡变形。变形过大会造成周边建筑物结构破坏，影响其正常使用，变形严重时甚至会造成塌方。因此施工中确保锚索锚固力达到设计值无疑对基坑的安全性影响重大。其中，保证孔道注浆密实度是确保锚索锚固力达到设计值的关键工序之一。

在孔道中注浆的作用有以下几点：

1.排除孔道内的水分和气体。

2.保护预应力钢钢绞线防止锈蚀。

3.减轻锚具负担。

如果孔道注浆不密实，孔道内就会有积水或者空气存在，在钢绞线张拉时凝固的浆体提供的握裹力不足，不能张拉到设计值。预应力钢筋会锈蚀，使其耐久性下降，严重降低锚索的使用寿命。而且锚具端承受很大的张拉力，孔道注浆不密实，锚具会压缩注入的浆体，预应力下降，没有起到施加预应力的作用。

基于以上原因可知，孔道注浆的密实度直接影响锚索的使用寿命，是预应力锚索支护工程成败的关键因素。

二、现状调查

孔道注浆施工，预应力钢绞线用钢筋支架固定，具体步骤如下：

根据设计要求，进行锚索的制作，因预应力锚索采用钢绞线，易因重力作用而发生弯曲的现象，从而使钢绞线在钻孔中不居中或不顺直，甚至使其保护层厚度达不到要求而锈蚀，因此，施工中设置对中钢筋网支架。

施工步骤如下：

1.精确测量定位预应力孔道位置，钻孔机钻孔。

2.穿预应力钢绞线，钢绞线用钢筋网架固定牢固。

3.孔道内注浆。

4.张拉钢绞线并用锚具锚固。

经过现场对孔道注浆密实度进行检测评价，有部分密实度没有达到设计要求。

孔道注浆不密实表现症状：

1.浆体压进量小于孔道总空隙量。

2.注浆增压时，不能保证恒定的压力。

注浆不密实原因分析

1.浆体在孔内密实程度不够，有孔隙。

2.封锚不严而漏浆。

3.制浆不规范，流动度控制不好，或者过滤不好，硬物堵塞。水灰比不当，水灰比过大，水分蒸发后，容易形成空隙。

4.注浆机性能不好，不能提供持续的压力，不能使浆体长距离输送，使孔道注浆不饱满、不密实。

这些原因是注浆不饱满、不密实的质量隐患，有的可能当时不能及时发现，会影响到锚索的使用寿命。