预应力锚索在建筑基坑安全支护中的应用

预应力锚索在建筑基坑安全支护中的应用

田永畔  张磊   李航  张思源

中建八局浙江建设有限公司    浙江杭州    311200

摘要：建筑工程施工在改善居民生活品质的同时，也面临着复杂的地质、水文等环境问题，对建筑企业需求也越来越大。在建筑工程中，通过开展基坑支护，可以有效地改善结构的稳定性、安全性和使用寿命。为了改善基坑的支护性能，人们提出了很多新的方法。其中，预应力锚索的应用，使整体结构得到了有效地保障。本文就此技术做了较为详细的分析，并给出具体的实施方法。

关键词：预应力锚索；建筑基坑支护；应用

引言

在19世纪中期，英国最早采用的锚索支护技术，后经多次改造，现已发展为现今的预应力锚索技术。该技术中所使用的预应力锚索，其抗拉强度高，能在一定程度上改善支护部位的岩石和土壤的稳定，从而达到很好的支护效果，其施工技术比较简便，节约了建设费用，缩短建设周期，确保施工安全。由于预应力锚索施工技术复杂，在实际工程中还存在着许多问题，为此，以工程实际为背景，对其在建筑基坑安全支护问题进行了探讨。

1.预应力锚索支护技术概述

预应力锚索是一种以一条或几条高强度、低松弛度的钢丝为锚固材料的一种常见的方法，其灌注介质多为M30纯水泥浆。其工作原理为：通过钻具将锚索按规定间距穿过边坡内潜在滑移面，并将其直接插入边坡内，再通过高压注浆等手段与周围岩体进行黏结，从而获得较好的锚固效果，增强边坡的整体稳定性。预应力锚索由自由段、锚固段和锚头三大段组成，其特点是：锚固段起到加固土体的关键功能，自由段与锚头部分相连，不仅能传递锚固力，还能为锚索提供必要的伸长量，起到固定加固效果，起到锁紧腰部或者顶部的作用。当锚索受到外力作用时，首先将锚索与周边水泥灰浆之间的粘接强度转移到注浆体内，然后通过注浆体向周边土体传导。在加载条件下，桩帽之间粘结力逐渐增大，直至桩底产生最大粘结力为止。这种支护方式通过对支护体进行预变形，降低因支护体滑移引起的裂缝，可有效地增强边坡岩体的剪切强度，增强支护体的抗滑性能。同时，还能有效延缓极端天气环境对支护结构的侵蚀，缓解抗风、抗侵蚀能力。

2.预应力锚索支护在基坑支护中的实际应用

2.1.测量定位

在实际基坑工程中，要先对锚索表面以下500—1000mm的基坑进行开挖，再根据设计和规范的要求，对锚索位置进行合理地定位，并在边墙上做好标记。

2.2.清孔

钻探结束后，不能立即停止作业，必须有1—2min的间隔，以免出现孔底尖灭而偏离设计孔径，并及时清除井眼周边。在钻探到了某个深度之后，不能再进行深钻，所以要保证钻孔的稳定，防止钻孔底部的尖端与最初的设计不符。在此条件下，不能出现泥浆和水的黏性，要经常清除这些杂物，随时保持场地的清洁和秩序。为避免影响混凝土与壁面岩体的黏结强度，选择高水压对其进行冲刷，以达到较好地保护岩体的目的。当每一孔内都有压力水排出时，通过调整压力、进水流量等措施减小压力，再进行灌浆加固。

2.3.锚索加工

为保证预应力锚索在工程中的使用质量，需要在不暴露的情况下进行预应力锚索制造，以避免恶劣的气候条件。此外，根据张拉和设计所需最短的钻孔深度，对下料作业进行较为科学的处理。另外，在进行下料前，还要仔细地检验钢绞线外观，保证其外表干净无破损，方可进行下料作业。在制作时，要保证在捆绑作业以后，钢绞线稳定性要保证，并且要采用相关的防护措施，防止钢筋锈蚀。另外，有关工作人员还应当注意到锚索在运输时的稳定，保证运输到工地以后，锚索不会发生弯曲和损坏等情况，从而可以防止施工人员做不必要的工作，对锚索采取适当的修复措施。

2.4.注浆

锚固段部分完成后，必须按照规范要求进行，然后用纯水泥浆注浆。注浆时，钻孔内应有止水工具，其数量应与设计锚固段长度一致。止浆塞的扩张和抗压性能应突出，止浆塞止动器应该伸出到洞底，以免在连接时滑倒，也不会潮湿。注浆泵及孔口应设压力计，注浆过程中应留意泥浆的比例，并做好详尽的记载，上述均按照有关规程执行。入孔之前，应重新对孔洞进行检验，若发现存在沉渣，应立即清除。灌浆结束后，应上报给总监理工程师确认后方可进行灌浆。在砂层粘土层中注浆时，应严格控制泥浆配比，针对页岩的不同物性采用相应的泥浆，如类型、组成、日期、配合比、注浆量和压力等。在进行工程实践中，为了决定二次受压灌浆的时间，需要对砂浆试样进行强度成长曲线的研究。第二道压力灌浆一般在第一道灌浆结束后4—24h内完成，其间隔应视浆液的强度是否到达5MPa而定。

2.5.张拉锁定

在该工艺中，试验束可分为单股预紧张拉和整束分级张拉两个阶段。在张拉过程中，张力始终处在受力状态，因此，要对拉伸、收缩进行精确的测量。若与正常值相差不超过5%～10%，则应立即停机，并对有关问题进行检修，在恢复正常工作前，及时发现和处理有关问题。应当注意，带着补张拉的锚索必须锚索7天，然后才能实施相似的作业。另外，有必要对锚束张拉装置及仪器进行周期性标定，每一次标定间隔为6个月。如果超出指定的6个月，在特定用途之前，这些校正过的设备和仪器都要进行重新校正。

3.预应力锚索在基坑支护中应用措施

3.1.技术措施

第一，从技术交底角度出发。有关工作人员要根据设计和场地地质条件，进行科学的编写，并采用合适的钻进方式，根据有关流程进行施工操作，以免发生诸如钻孔塌陷等妨碍工程正常开展的状况；二是按照设计，对锚索进行正确组装工作，采用合适的捆扎工艺，确保锚杆质量满足施工需要；三是按设计规范，严格控制水泥浆的配比，保证混凝土浇筑后的混凝土质量符合工程的需要。另外，对相关灌浆装置和管道也要做好检测，确保施工期间不发生意外事故；四是根据所选用的锚固件选用合适的锚具，再安装底座张拉设备，保证试验所得数据的可信度；五是要认真严谨地做好安全质量的技术交底说明，并要求有关的专业人员对工地上的工程质量进行全面监测。

3.2.安全技术方面

针对在基坑工程中运用预应力锚索安全技术，首先，在施工开始前，要做好相关技术交底工作，将职责划分清楚，做好统一的指挥；二是要做好设备安装前的维护工作，以保证各种设施能够在建设过程中发挥作用；三是张拉设备的装配，要保证其稳定，并对试验时采取相应的预防措施，防止夹具突然飞起伤人；四是要注意灌浆管线是否通畅，防止出现塞泵和堵管现象；五是要结合具体条件，在操作部分安装相应的保护措施；六是所用电气设备在运转时，应保证其接地和接零，并要求有关的作业人员具有相应的电工证书方可从事电气设备安装工作；七是在工地上作业时，要戴好安全帽，作业时要严格遵守规定的作业规则。

4.结束语

综上所述，在施工过程中，应及时调整相应施工操作，并在技术配合基础上进行优化，以保证项目成功实施。另外，有关验收结果表明，预应力锚索施工质量符合设计要求，已基本完成基坑建设，节约工程费用，加速工程的进度。同时，通过持续应用这一新技术，可以进行有效地改善，实现对工程质量持续改善的良好局面。

参考文献

[1]廖少兵.旋挖灌注桩与预应力锚索在基坑支护施工中的应用[J].智能城市,2021,7(08):24-25.

[2]邢涛.预应力锚索在深基坑支护中的施工技术[J].工程建设与设计,2021,(08):85-87.

[3]刘轶博,雷斌,宿峰,张工,黄其鑫.深基坑支护预应力锚索同步施工技术[J].施工技术,2021,50(01):62-66.

[4]陈志峰.预应力锚索在基坑支护工程中的应用[J].住宅与房地产,2020,(32):135-136.