预应力锚索在深基坑支护中的施工技术

预应力锚索在深基坑支护中的施工技术

国立庆 1 张岩 2  张玉波 3 宋阳 4

1. 身份证号码： 37152119860828**** 2. 身份证号码： 37010519780921**** 3. 身份证号码： 13018219900421**** 4. 身份证号码： 22052319930929***

摘要：近几年来，随着建筑结构技术的迅速发展，深基坑工程的大量增加，预应力锚索和钻孔灌注桩联合支护技术在深基坑边坡稳定施工中的应用越来越广泛。优点是安全、合理、经济。当前，它在基坑支护中的独特优势得到了众多国内外专家、学者的认可。预应力锚索在支护工程中既可防止土的破坏，又可减少基坑边墙的侧向位移，减少占用空间，施工方便，提高工作效率，降低施工成本，达到安全、经济的统一。预应力锚索的施工工艺复杂多变。下面针对其施工过程开展分析。

关键词：坑；预应力锚索；支护工程；施工工艺

引言

随着城市建设的快速发展，深基坑支护工程日益增多，支护结构体系也有多种形式，其中“支护桩+预应力锚索”的桩锚支护形式，因其施工简单、经济等特点被广泛采用。目前普遍应用的常规锚索受其施工工艺限制，施工过程中的成孔、锚索下放、注浆等一系列工序均需按先后次序逐步操作完成，施工时间相对较长，且锚固力提升空间不高，无法满足工期紧、任务重、质量要求高的锚索施工项目。深基坑支护预应力锚索同步钻进、跟锚、注浆扩大头锚固施工技术，在原有常规锚索施工的基础上对施工工序和机械设备进行优化改进，解决了常规锚索工序不连续、作业时间长、锚固力提升空间小等问题。本文结合具体工程实例，对其施工工艺进行详细阐述。

1预应力锚索的优点

预应力锚索主要由低松弛高强度的钢绞线及水泥（砂）浆组成，分为锚索、自由段和锚固段三部分。外锚固段包括工作锚具与钢垫板两部分；自由段要做防腐处理；内锚固段的钢绞线为裸线，主要由注浆管护套、对中架线器与导向帽通过铁丝绑扎支撑。主要有以下优点：1.预应力锚索无须内部支撑，借助岩土的强度，与围护结构如（如钻孔灌注桩和挖孔桩）形成共同受力体系，既能改善受力状况，还能为企业节省工程材料，减少支护设备投入，又便于坑内土石方开挖和地下结构建筑物的施工，为企业节约成本支出，增加盈利空间。2.与其他支护方式相比，适应范围广，占用面积小，加固结构轻便，不会对深基坑土方开挖、地下建筑物的施工造成影响。应用时，不需要坑基支护，会增大施工的操作面积，以便基坑内的土石方开挖，可缩短工期。3.深坑基的支护采用预应力锚索时，施加预应力可以防止地形变形。4.当成孔时，用高压旋喷桩对周围土体加固，若成孔直径达500mm以上时，可以提高高位锚固力，不容易发生漏水或流沙等。5.当采用掩护式施工工艺时，可防止水帷幕后的砂、土和水封堵在孔内，带动上覆地层的沉陷，有效控制地层变形、地表沉降和建构筑物变形。

2预应力锚索在深基坑支护中的施工技术

2.1锚索组装

(1)锚索组装时钢绞线必须进行表面除污、除锈处理。用切割机切断钢绞线，切口整齐无散头。加工长度严格按照锚索参数确定，同时考虑钢腰梁厚度、锚具厚度、张拉千斤顶长度、工作锚的长度。第一层加工时预留了1.0m长，第二、三、四层考虑1.5m长。切断后的钢绞线逐根检查，凡有损伤的钢绞线均应剔除。(2)自由段钢绞线进行表面除污、除锈后均匀地涂抹防腐剂或防腐漆，然后包裹塑料布，再在塑料布上涂抹防腐剂或防腐漆，最后装入塑料套筒中，形成双层防腐。塑料管的两端包裹严密，靠近锚固一端的塑料管与钢绞线用铁丝扎紧，再在外面用宽胶带绕3～5圈，以防止滑移和注浆时浆液流入自由段，影响锚索的自由伸缩及张拉。(3)锚固段去皮洗油：锚固段钢绞线去皮长度7m，其长度误差应在（0～+10cm）以内；洗油时先用棉纱将钢绞线的油脂去除，然后将钢绞线单根搓开，人工用汽油逐根清洗，再用棉纱擦干，最后再将单根钢绞线拧回位成一束，逐根装至施工现场。(4)波纹管安装：将内锚段钢绞线束体装入波纹管内，并在靠近内锚固段底部安装金属质导向帽封口，且端帽设置一定数量的泄浆孔便于浆液流动，塑料灌浆管在导向帽内，距离端帽15cm的间隙。锚索对中支架及隔离支架与锚索体和波纹管之间绑扎牢固，对中支架及隔离支架安装在波纹管内外侧对应位置，锚索内锚段对中支架及隔离支架间距1m，两架之间绑扎镀锌铁丝一道做紧缩环；自由段（即张拉段）对中隔离架间距1.5m。锚索进、回浆管采用外径25mm聚乙烯塑料管；编好的锚索要求外表顺直、无明显扭转现象，各种管道通畅，管口作好临时封闭。并作好防潮、防污染、防腐处理。

2.2制作预应力锚索

近年来，随着基础工程支护技术的快速发展，以及预应力锚索施工方法的不断改进，对基坑锚杆预应力锚索的生产提出了更高的要求。预应力锚索在满足其功能要求的同时，还应满足耐腐蚀等长期耐久性要求。员工可以在现场加工线材。在切割过程中，应在平台上安装放线装置，使钢丝、绞线排列整齐。高强钢丝在预应力钢绞线生产前必须进行清理，严格控制其下料长度。每根预应力钢丝绳受力后，为使应力相等，不产生偏心应力，必须更换或重新加工下料长度。绳索是用砂轮切割机切割的，为防止热损伤和强度降低，钢绞线不允许使用切割弧线。切下钢绞线前，不得扭动它，不得使用死弯等不合格材料，并且应将隔板设置在预应力钢绞线水平轴向上，以便预应力锚索注浆等后续施工能够保持隔板与预应力钢绞线之间的距离，并预留足够的工作面。以往的工程实践表明，当隔震框架间距在1.0~1.5m时，后续施工效果较好。

2.3锚索注浆扩大头形成

预应力锚索钻进过程中，在非锚固段和锚固段均采用高压旋喷注清水钻进，目的是通过高压旋喷对钻进土体进行充分、有效切割，此时压力值控制在15MPa(压力大小由基本试验确定，需保证成孔直径满足设计孔径要求);而在钻进至设计孔深后反钻退钻杆时，此时下入孔内的锚索和平面轴承留在孔内，在退钻杆的同时采用同步高压旋喷射水泥浆，退钻阶段高压注浆压力值为25～30MPa，其压力值大大超出钻进时的清水压力值，在锚固段利用其超高压旋喷力再次切割土体，钻杆退出过程中钻头喷嘴旋喷出的水泥浆体随即从孔底逐渐填满整个锚固段，同时将一部分切割出的土体挤压推出，另有一部分土体与水泥浆体结合形成水泥土锚固体，并在锚固段形成扩大头;在退钻至进入非锚固段界面位置时，采用常压喷射水泥浆，直到全部钻杆退出。

2.4张拉锁定

在施工中，必须确保锚索自由段的设计长度，验收试验中最大试验荷载下，实际弹性变形应符合设计及规范要求；在张拉锁定前，注浆体和混凝土台座抗压强度必须符合设计要求，综合考虑张拉端锚具变形和预应力筋内缩、预应力筋的摩擦、预应力筋的应力松弛等影响因素，计算最终理论初始锁定值。张拉锁定时，必须按照施工方案实施，以减少对邻近锚索的影响。锁定后，出现的损失符合设计要求，必要时，采用二次补偿张拉措施进行调整。

结语

为保持墙内应力合理，控制变形，在深基坑工程施工中，应根据现场地质条件和工程实际情况采用预应力锚索，把支撑结构的力传递到稳定层，从而达到稳定的目的。在深基坑施工中，通过改变应力状态，尽量减小边壁位移，提高了施工的安全性和稳定性。伴随基坑深度增加，应采取有效支护措施，采用预应力锚索施工，其技术先进、安全可靠、节约资源、保证基坑稳定，确保工程按计划工期顺利完成，具有推广应用价值。

参考文献

【1】高世川.深基坑桩锚支护工程预应力锚索施工[J].山西建筑,2012,38(4):99-100.

【2】杨洪波.对预应力锚索在深基坑支护中的施工技术分析[J].工程技术,2013(18):91-92.

【3】郑刚,刘瑞光.软土地区基坑工程支护设计实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2011．