浆囊袋可卸式预应力锚杆在深基坑围护中的应用

摘要：在支护工程之中，使用可卸式预应力锚杆这种比较成熟的岩土工程施工技术，可以较好对基坑以及边坡进行支护。本文主要简要探讨了浆囊袋可卸式预应力锚杆在深基坑围护中的应用

关键词：可卸式；预应力；锚杆；深基坑

中图分类号：TV551文献标识码： A

引言

随着科学技术水平的不断进步，预应力锚杆在深基坑工程中已得到广泛的应用并取得了显著的效果，包括深基坑支挡、地下室抗浮等。预应力锚杆根据主动滑动面分为锚固段和非锚固段或者称自由段。锚杆受力时，首先拉力通过拉杆以及锚固段之内水泥砂浆锚固体间的握裹力及时传递给锚固体，之后锚固体可以通过同土层孔壁之间的摩阻力进而传递给全部锚固的土层之中。较为明显的是土层锚杆的承载能力同受拉杆件的强度、拉杆，锚固体之间的握裹力、锚固体以及孔壁之间摩阻力等等因素相关。

1、工程概况

某地一建筑工程为一商品住宅地下室，总建筑面积大约在93775平方米。地上部分是10幢高层建筑，地下设一层整体车库，10幢高层建筑将使用大直径的钻孔灌注桩，车库部分拟采用预制管桩作为工程桩。而该工程±0.000相当于黄海标高6.15米，自然地坪取5.30，则是相对标高是-0.85。地下室底板面标高主要为-3.70、-5.35，局部为-4.00。地下室基础底板厚度400，四周地梁厚800，单桩承台厚800，多桩承台厚1500，垫层厚250。综合考虑，本基坑开挖面标高主要为-7.10、-6.40、-5.45、-5.05、-4.75，开挖深度为6.25米、5.55米、4.60米、4.20米、3.90米。

本基坑属二级基坑工程。

2、选择基坑支护方案

因为基坑的平面表现成正方型，其开挖涉及的土层主要分为杂填土、其层厚为0.70～3.30m，，粘质粉土层厚为0.40～2.30m，粘土层的厚度为0.40～1.70m，淤泥质粘土层厚为14.40～19.90m，在勘察期间测得场地稳定地下水位埋深为0.60～1.50m，属潜水类型，主要以大气降水补给为主。地下水位年变幅为1.0～1.5m之间。综合上述，本基坑工程的特点是：

（1）本基坑普遍开挖深度3.90～6.25米,开挖深度一般；

（2）本基坑开挖面积较大，南北向跨度约200米，东西向跨度约150米；

（3）本基坑开挖范围土层上部约3米主要为填土及粘质粉土，其下为淤泥层，该层土性质极差，层厚14.40～19.90，起伏较大，基坑坑底均落在该淤泥层中；

（4）基坑南西北侧均临市政道路，道路下管线较多；而西侧及南侧道路的车辆荷载比较大，因此本基坑西侧及南侧的围护是重点。

根据本基坑的开挖深度和周围环境条件，主要可以选择的围护形式有：（1）水平内撑式围护结构；（2）拉锚式围护结构；（3）斜内撑围护结构。结合地质条件和工期较紧的特点，最终选择（2）拉锚式排桩墙围护结构，拉锚式排桩墙围护结构通过预应力锚杆来提供支点，也具有受力合理、变形易控制、对周围环境影响小、经济性好等优点，同时可在基坑中形成较大的挖土空间，大大方便挖土施工，加快施工进度。但是常规锚杆的缺点是锚杆较长，存在大量超红线的问题，且在淤泥质土层中的注浆可控性差，锚杆抗拔力小，施工质量难以保证，为解决超红线问题，为改进上述质量控制不足，选用采用囊袋式预应力锚杆。

3、可卸式预应力锚杆的特点

3.1、适用的工程

可卸式预应力锚杆适合在大型或者是特大型的基坑，因为砼支撑跨度大，造价高，使用桩加锚的支护结构具有较大的优势；同时在软弱地层、浆液易漏失地层应用上也有很强的适应性；或者是局部的临时性加固工程之中。

3.2、可卸式预应力锚杆的特点

浆囊袋注浆锚杆是普通锚杆的改进产品，主要是依据普通的锚杆的施工方法，在钻机成孔之时使用加浆囊袋和扩孔注浆施工工艺对其进行一定程度的改进，那么就可以形成的大直径土层锚杆，通常直径在25cm以上。而通常的注浆工艺则对地基之之中浆液的扩散缺少有效的控制方法，但是使用浆囊袋之后，水泥浆注入浆囊袋之内，则浆液的扩散就会受到浆囊袋的制约，如此就可以保证浆液在可控范围（浆囊袋）之内而扩散。因为软土自身的强度比较低，浆囊袋则就可以土体之中依照设定的形状来进行扩大，一般则可以做成圆柱状锚杆体或者是数个间隔一定间距的圆柱状锚杆体，而他们的直径将会高于钻孔直径的一倍以上。结构详见图1。

图1可卸型预应力锚杆结构示意图

4、可卸式预应力锚杆施工方法以及质量控制

可卸式预应力锚杆的施工工序包括制作、成孔、下锚、注浆、锁定和拆除6个步骤，以下就每个工序进行简单介绍：

制作：浆囊袋采用土工布制作、PE管用于注浆，主筋采用7根φ5钢绞线制作，主筋和承载头采用螺旋式连接，绞线外套PVC套管。本锚杆可根据设计在工厂加工

成孔：采用为软土地层特制的液压造孔机造孔，在造孔过程中采用低转速、快进尺的施钻工艺，具有成孔不缩径，排土无殘留，下锚无阻碍的特点。

下锚：将制作好的锚杆插入已施工的孔洞中。

注浆：采用定量注浆法注浆，根据锚杆锚固段长度计算用浆量，严格控制注入量，以保证浆囊充盈，质量可靠，本项目采用42.5纯水泥浆，水灰比0.55:1。

锁定：在注浆完成10天左右，可进行钢绞线的张拉锁定，锚杆锁定后方可进行下部土方的开挖施工。

拆除：将锚具拆除后，将钢绞线沿解除方向（如逆时针）旋转，将钢绞线从锚固端脱离后，沿PVC套管向外抽出，回收后可再次使用。5、结语

浆囊袋可卸式锚杆因为采用了囊袋，受力体的直径得到有效控制，可通过计算注浆量来控制施工，且可根据设计受力需要，调整锚固体的长度和直径，结合预应力钢绞线，最大程度发挥单根锚杆的抗拔力，根据试验数据，一般可达1吨/米，与传统的钢管锚杆相比不仅大大提高设计参数，减少锚杆数量和密度，也大大提高施工质量的稳定性，经济性自然显而易见。因此浆囊袋可卸式锚杆有着比较高的推广价值，尤其是锚固层为粘土和淤泥质粘土的地质条件下的大型建筑地下室、停车场、地铁车站及地下工程等结构的基坑支护之中，有广阔的应用前景。

参考文献：

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[3]赵海生.基坑支护可拆型锚杆技术研究及应用[J].岩土力学,2005,11:75-79+83.