預應力錨索施工在深基坑支護中應用

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摘要：在進行深基坑工程時，可以將預應力錨索與支護樁結合，形成有力的支撐系統，使基坑支護變得穩固，這樣可以有效減少土方位移和沉降。文章通過分析其施工技術原理，總結了支護施工的準備工作和施工技術要點，并對其過程進行了探討，涉及鉆、清孔、安裝、注漿等過程。該工藝作為一項土體加固技術，其安全性和經濟性都較高，推廣應用優勢較大。

關鍵詞：基坑；預應力錨索；支護工程；施工工藝

底面積為13162.2m2。根據現場實地踏勘，場地原貌高度大致為±0.000m，±0.000m位置相對于絕對標高為1057.45m。基底標高為-20.60m，絕對標高為1036.85m，開挖深度為20.60m。

1支護形式設計選型

現場新建單體距周邊既有建筑較近，無放坡開挖條件，故選用排樁支護。根據地勘報告發現基坑范圍內主要土質有粉質黏土及中、粗砂層，且局部有孔隙水。采用預應力錨索并進行二次注漿工藝，在錨固段形成較大直徑的錨固體，并提高周圍地層的力學性能，可提高錨桿承載能力[1]。結合現場實際和土質情況，基坑支護形式為鉆孔混凝土灌注樁+預應力錨索。因基坑周邊既有地下管線較多，在自然地坪～設計標高-2m范圍設置擋土墻，使錨索位置下移，有效減少對地下管線的擾動。擋土墻與預應力錨索位置關系如圖1所示。

2樁錨支護施工前的準備工作

在地層中，預應力錨索起到拉索的作用，作為構件其比較隱蔽，因此在施工前要全面了解和分析對施工有不利影響的因素，并提出相應的防治措施。例如地下管線和巖土性質、各類交通道路、結構及建筑物是否會對施工產生影響。此外，還要對相關內容進行處理，如沖洗設備、管道、鉆孔和注漿廢水等，并確定其處理措施。校驗相關設備的性能，如錨具、灌漿設備等，檢查原材料的質量是否合格。

3預應力錨索支護

3.1預應力錨索的優點

對于預應力錨索而言，其分為錨索、自由段和錨固段三部分，由鋼絞線和水泥（砂）漿等不同材料組成，其中低松弛高強度的鋼絞線最佳[2]。錨固段又分內、外錨固段兩部分，其中外錨固段由兩部分構成，即工作錨具和鋼墊板。對于內錨固段而言，其鋼絞線比較重要，一般采用裸線。利用鐵絲和對中架線器、導向帽對鋼絞線、注漿管進行綁扎，然后形成穩定且受力合理的結構[3]。對于自由段而言，需要進行防腐處理。預應力錨索具有較多優點，具體包括如下四個方面。（1）基坑內部不需要支撐。巖土自身和圍護結構，這兩部分形成的受力體系及二次注漿工藝能明顯提升原有土體承載能力，從而有利于土方開挖和地下結構施工。這樣在保證安全的前提下，節省工程材料和成本支出，對工程成本節約較有利。（2）其適用范圍、占用面積、固結構方面都比其他支護技術有明顯的優勢，不會影響如土方開挖或地下建筑物施工等。在應用過程中，基坑支護侵占基坑面積較小，從而增大施工工作面，縮短了土方開挖的工期。（3）在進行深坑基支護時，錨索預應力施工能將基坑周邊土體變形時間點提前，基坑支護完畢后，土體已趨于穩定，為地下結構施工提供良好的施工環境。（4）此施工工藝對原有土體擾動較小，可以有效緩解地層和建筑物變形、地表沉降等。

3.2預應力錨索支護施工的特點

在深基坑支護中，預應力錨索支護的施工特點如下：（1）從施工工序來看，開挖由上而下、分層分段進行，開挖和支護同時進行，基坑面積較大時可分區多工種配合流水施工；（2）二次注漿工藝能夠大幅度提升錨索在粉質黏土及中、粗砂中的拉拔能力，且注漿壓力值可通過壓力表進行量化管理，保障錨索在土體內發揮作用；（3）注漿體強度達到設計強度等級的70%～80%，當注漿體強度≥15MPa時，進行預應力張拉，張拉至設計荷載的0.9～1.0倍后，再按設計要求鎖定。

4預應力錨索施工

4.1預應力錨索施工工藝

預應力錨索施工工藝流程如圖2所示。

4.2鉆、清孔

決定錨索施工的一個關鍵因素是鉆孔，鉆孔效率及質量由鉆機決定，因此選擇合適的鉆機十分必要。按照鉆錨的設計要求選擇鉆桿和鉆套，使鉆孔深度滿足需要。鉆進前要注意，鉆機要平穩牢固，這樣避免出現誤差，保證質量。鉆孔完成后要注意，如有土石掉在孔內時要及時清理。如果鋼絞線表面有泥漿存在，則會導致其與注漿體的黏結握裹力強度變小，因此要及時做好這方面的防護工作[4]。施工過程中不能出現坍塌的情況，并且詳細記錄成孔質量。

4.3錨索制作與安裝

在對錨索進行制作時，需要專用的施工場地，對每批鋼絞線進行抽檢，以其設計及規范要求為準。當其制作完成后，編號分類后存放保護起來。在下料前，錨索下料長度要根據每根鋼絞線需要進行確定。因影響其長度的因素較多，下料長度要在總長度的基礎上再多預留一些。鋼絞線表面需烏亮，剝除鋼絞線的塑料套管后，用棉紗將其油脂、污漬擦洗干凈。在安裝前，要檢查鋼絞線的情況，如平直、排列、交叉扭曲等情況，這樣可有效保證裝配的錨索的質量。桿體制作應在現場平坦開闊地進行，必要時地下鋪塑料布，根據錨桿設計長度用砂輪鋸切斷，設計桿體長度為錨桿長度+1.20m[5]。根據錨桿所用根數每隔1.5m用火燒絲將錨桿與隔離架綁扎在一起，隔離架用硬質塑料成品，鋼絞線夾在縫隙里。非錨固段涂上黃油，套上Φ20mm軟塑料管，兩端用膠帶密封，并且在錨固段與自由段分界處設置漿塞，桿體下端用膠帶纏緊，以便入孔底。錨桿體錨固段的鋼絞線通過夾緊環和隔離架的交替設置而呈波浪形。隔離架既能使鋼絞線分離，使之周邊有足夠的水泥漿黏附，又能保證所需的保護層厚度不小于20mm，隔離架的間距為1.5m。將注漿管與錨桿一起放入錨桿孔內，注漿管從隔離架內通過，注漿管端部應距孔底50～100mm，保證孔底順利返漿。

4.4注漿

錨固段固結時要按規范操作，灌漿要用純水泥漿液進行，灌漿時在孔中設置止漿塞，要以設計錨固段長度為準。止漿塞的膨脹性和耐壓性要突出，并將進漿管伸至孔底，灌漿時滑移和串漿的情況要避免。灌漿泵和灌漿孔口兩處要有壓力表，灌漿時要注意漿液配比并做詳細記錄，以上要按相關規定進行。入孔前，要再次對鉆孔進行檢查，如果孔內有積渣要及時清理。安裝后，經過監理工程師驗收合格，才能開始注漿。對于沙層和黏土層的注漿，要注意配漿的比例，根據泥巖不同的物理特性采取不同的漿液并做好記錄，如類型、成分、日期、配合比、注漿量及壓力等。進行施工時，為確定第二次加壓注漿的時間，需對砂漿試塊進行強度增長曲線分析。第二次加壓注漿通常在一次注漿后4～24h進行，具體間隔時間根據漿體強度達到5MPa左右確定。

4.5張拉鎖定

錨索壓力灌漿后，養護至強度等級≥15MPa，并達到設計強度等級的70%～80%后方可進行張拉。錨桿張拉控制應力，不應超過拉桿強度標準值的75%。正式張拉宜分級加載，每級加載后，保持3min，記錄伸長值。錨桿張拉至1.1～1.2倍設計軸向拉力值時，若土質為沙土則保持10min，若土質為黏性土則保持15min，且不再有明顯伸長，然后卸荷至鎖定荷載進行鎖定作業。錨桿鎖定工作，應采用符合技術要求的錨具。當拉桿預應力沒有明顯衰減時，即可鎖定拉桿，鎖定預應力以設計軸拉力的75%或支護設計文件中鎖定值為準。鎖定后，若發現明顯預應力損失，則應參照上述工藝進行補償張拉。

5結束語

在深基坑支護實際施工中，采用排樁+預應力錨索組合的支護體系，可減少對周邊既有建筑和環境的影響。并且，錨索施工工序均有具體的量化措施，可保證支護結構發揮有效作用，從而保障施工作業環境的安全。現階段預應力錨索施工技術已廣泛應用在各種工程中，特別是在邊坡、地下洞室、深基坑支護等方面取得了顯著的效果，相信在未來的工程建設中，該技術的應用前景會越來越廣闊。

參考文獻

[1]楊淼.淺析高邊坡預應力錨索施工技術[J].福建建設科技,2021(5):60-62.

[2]周學雷.長距離深埋輸水隧洞預應力錨索張拉施工技術研究[J].黑龍江水利科技,2021,49(7):158-160.

[3]彭鵬銘.公路高邊坡工程中預應力錨索技術施工工藝分析[J].工程技術研究,2020,5(23):60-61.

[4]胡力文.軟巖隧道預應力錨索支護施工技術研究[D].重慶:重慶交通大學,2019.

[5]楊克紅.“U”型可拆芯壓力分散型預應力錨索施工技術在基坑工程中的應用研究[D].廈門:華僑大學,2016.

作者:張建 單位:上海建工五建集團有限公司