預(yù)應(yīng)力錨索在某深基坑支護工程中的應(yīng)用

（廣西建工集團 第二建筑工程有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530022）

【摘 要】預(yù)應(yīng)力錨索是由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端（錨索）錨固在堅硬的巖層中（稱內(nèi)錨頭），然后在另一個自由端（稱外錨頭）進行張拉，從而對巖層施加壓力來對不穩(wěn)定巖體進行錨固的方法。南寧市秀安路1號小區(qū)危舊房改住房改造項目（二期）深基坑工程，基坑施工周長約469 m，基坑開挖深度約9.9～11.53 m。本工程地質(zhì)條件較差，地下水埋深淺，基坑周邊離原有建筑物較近，場地條件較為復(fù)雜，基坑圍護采用支護樁+預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護方案，在地面下-2.0 m、-5.0 m、-8.0 m處各設(shè)一排預(yù)應(yīng)力錨索。文章介紹了預(yù)應(yīng)力錨索在南寧市秀安路1號小區(qū)危舊房改住房改造項目（二期）深基坑工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力錨索；鉆孔；注漿；張拉；套管跟進；基坑監(jiān)測

【中圖分類號】TU753 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）07-0099-03

1 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計概況

根據(jù)基坑支護工程設(shè)計，第一排錨索長度為20.0 m，自由段長度為7.0 m，錨固段長度為13.0 m，錨固體直徑為150 mm，錨索傾斜角度為20°，水平間距為1.6 m，設(shè)計提供軸向拉力為300 kN。第二排錨索長度20.0為 m，全長黏結(jié)，錨固體直徑為150 mm，錨索傾斜角度為15°，水平間距為1.5 m，設(shè)計提供軸向拉力為300 kN，鎖定值為200 kN。錨索采用二次注漿施工工藝。

2 預(yù)應(yīng)力錨索施工前的準備工作

（1）了解施工區(qū)土層分布及各層物理力學(xué)性能，以便實施錨索的布置、選擇鉆孔方法；了解地下水狀況及其化學(xué)成分，以確定排水、截水措施及拉桿的防腐措施。

（2）查明施工區(qū)范圍內(nèi)地下埋設(shè)物的位置，預(yù)測錨索施工對其可能造成的影響與后果。

（3）若錨索長度超建筑紅線，應(yīng)征得有關(guān)部門和單位的批準、許可。

（4）對設(shè)計單位進行技術(shù)咨詢，以全面了解設(shè)計意圖、編制專項安全施工方案，并組織專家論證。

3 預(yù)應(yīng)力錨索施工

3.1 施工工藝及流程圖

預(yù)應(yīng)力錨索施工流程圖如圖1所示。

3.2 鉆孔

鉆孔是錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序。為確保鉆孔效率和保證鉆孔質(zhì)量，采用GS-150型潛孔沖擊式鉆機，鉆頭直徑為φ150 mm，正常情況下采用干鉆施工，錨索遇地下水豐富的飽和土層——砂層⑤時，采用正循環(huán)泥漿護壁、套管跟進的鉆進方法。鉆孔深度要超出錨索設(shè)計長度0.5 m左右。

3.3 錨索制作

在鉆孔的同時于現(xiàn)場對鋼絞線進行編織加工，內(nèi)錨固段采用波紋形狀，張拉段采用直線形狀。鋼絞線下料長度為孔深加上預(yù)留長度，預(yù)留長度一般為1.0～1.5 m。

3.4 錨索安裝

向錨索孔裝索前，要核對錨索編號是否與孔號一致，確認無誤后，再以高壓風(fēng)清孔一次，即可著手安裝錨索。安裝前，要預(yù)先在錨索內(nèi)錨固段的范圍內(nèi)穿對中隔離支架，間距為60～100 cm，兩對中支架之間扎緊固環(huán)一道；張拉段每米扎一道緊固環(huán)，并用塑料管穿套，內(nèi)涂黃油；在錨索端頭要套上導(dǎo)向帽。

3.5 錨固段注漿

注漿采用2次注漿法，錨索內(nèi)同時裝入2根注漿管，分別用于一次注漿和二次注漿。注漿材料采用P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.50～0.55，要求漿體28 d無側(cè)限抗壓強度不低于30 MPa，每米水泥用量≥50 kg；按設(shè)計水灰比用砂漿攪拌機攪拌均勻水泥漿液，并用注漿泵進行注漿。錨固段注漿采用排氣注漿法施工。將注漿管插至孔底，水泥漿由孔底注入，空氣由錨索孔排出。采用砂漿位置指示器控制注漿位置。一次注漿壓力控制在0.6～0.8 MPa，待孔口溢漿，即可停止注漿。二次注漿壓力控制在2.0～3.0 MPa，二次注漿在水泥漿初凝后、終凝前進行，終止注漿的壓力不應(yīng)小于1.5 MPa。

3.6 立錨墩

為了使錨墩上表面與錨索軸線垂直，預(yù)先將一根外徑與鉆頭直徑相同的薄壁鋼管和墊板正交焊牢，澆筑錨墩前將鋼管的另一端插入鉆孔即可。

3.7 張拉

在墊墩強度及砂漿強度達到設(shè)計強度的75%后，用輕型千斤頂對鋼絞線逐一張拉，在正式張拉前，首先應(yīng)取設(shè)計拉力值的1/10～1/5倍預(yù)拉一次，使其各部位接觸緊密、鋼絞線逐根順直，然后進行整束整體初次張拉。整體張拉按兩次多級進行，初次最終張拉噸位為錨索設(shè)計錨固荷載的50%～70%。當(dāng)墊墩和孔內(nèi)砂漿強度達到設(shè)計強度時，進行末次張拉，末級最終張拉噸位為設(shè)計荷載的120%～130%，即最終超張拉20%～30%。各次張拉噸位則按級等分，各級張拉時間間隔1周左右，使后一次張拉能有效補償前一次張拉因地層壓縮徐變而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，末次張拉的預(yù)應(yīng)力損失則由超張拉補償，各級張拉均需持荷穩(wěn)定10 min以上。

4 錨索穿過飽和土層時的處理措施

根據(jù)本工程地質(zhì)勘察資料，1-1剖面、3-3剖面第二排錨索的錨固段末端穿過飽和土層——砂層⑤，第二道錨索工作面在標高-4.0 m，在鉆孔施工過程中，錨索孔所處的地層為圓礫層，在回轉(zhuǎn)鉆機的攪動下，產(chǎn)生動水壓力而形成流砂，砂層部位垮孔嚴重。當(dāng)鉆孔達到設(shè)計孔深起鉆后，鉆孔空間又被垮坍的流砂回填。采用濃泥漿和水泥漿也無法護孔，導(dǎo)致錨索孔無法施工，若強行施工，可能會發(fā)生埋鉆的情況。

經(jīng)對現(xiàn)場地質(zhì)情況的分析，發(fā)現(xiàn)塌孔現(xiàn)象的主要原因如下：①錨索開孔位置所處的中細砂飽和，呈稍密～中密狀，易隨水涌出；②鉆進時對原狀地層造成擾動，加速了砂隨水涌出；③孔內(nèi)地下水豐富，且流動性強，造成泥漿流失速度快，起不到護壁的作用。

經(jīng)研究，采用正循環(huán)泥漿護壁，套管跟進的鉆進方法。

（1）用150 mm三翼合金尖鉆頭開孔，鉆穿止水帷幕攪拌樁后，換用110 mm套管鉆頭及跟進的套管下至φ150 mm孔內(nèi)，正循環(huán)鉆至設(shè)計孔深（如圖2所示）。

（2）終孔后，考慮到起拔套管將引起砂層垮坍回填鉆孔而無法下入注漿管，因此采用埋入式注漿法。埋入式注漿法是將注漿管綁扎鋼絞線上。成孔后，將綁扎注漿管桿體事先插入鉆孔內(nèi)，為防止起拔套管后，坍垮的砂堵塞注漿管底口。綁扎前，要在二次注漿管的底管下部（約2 m長）的周側(cè)鉆φ10 mm@500 mm的出漿孔，并用膠帶將注漿口封閉，以保證被砂掩埋時注漿管能順利出漿。埋入注漿管的內(nèi)徑為25 mm（壁厚1.5 mm）的軟塑管，埋入時用扎絲將軟塑管沿錨索全長綁扎于桿體上，并在孔外留1 m左右的富余長度，以連接注漿泵注漿（如圖3所示）。

（3）一次注漿后，將一次注漿管及套管分別拔出，套管拔出過程中要防止將鋼絞線及二次注漿管帶出。

（4）待一次灌注的水泥漿初凝后進行二次注漿。

5 錨索質(zhì)量檢驗和基坑監(jiān)測

5.1 預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力試驗

根據(jù)設(shè)計要求，預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力試驗數(shù)量為錨索總數(shù)的5%，且不得少于3根；預(yù)應(yīng)力錨索總數(shù)量為1 761根，由檢測機構(gòu)現(xiàn)場隨機選取89根進行抗拔力試驗，結(jié)果均滿足設(shè)計要求。

5.2 基坑監(jiān)測

基坑開挖過程中，由建設(shè)單位委托有資質(zhì)的第三方檢測機構(gòu)進行基坑變形監(jiān)測，根據(jù)基坑邊坡最終變形監(jiān)測結(jié)果顯示，冠梁頂位移監(jiān)測的累計變化值在0.18 ～0.53 mm，遠遠小于設(shè)計報警值30 mm；周邊地面沉降監(jiān)測的累計變化值在0.29 ～0.48 mm，遠遠小于設(shè)計報警值50 mm。

6 結(jié)語

本基坑支護工程中預(yù)應(yīng)力錨索施工，用套管跟進的方法解決了砂層預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中護壁問題，克服了部分地下水豐富的砂層對成孔的不利影響。經(jīng)檢驗，錨索施工滿足設(shè)計要求。通過基坑邊坡變形監(jiān)測，應(yīng)用效果較好。

參 考 文 獻

[1]JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

[2]GB 50086—2001，錨索噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范[S].

[3]CECS 22：2005，巖土錨索（索）技術(shù)規(guī)程[S].

[4]CECS 22：2005，土層錨索設(shè)計與施工規(guī)范[S].

[責(zé)任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】王志明，男，湖南長沙人，廣西建工集團第二建筑工程有限責(zé)任公司工程師，從事建筑工程安全管理工作。