如何提高地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率

魏偉

摘要：預(yù)應(yīng)力錨索作為基坑支護的主要受力構(gòu)件之一，在不良水文地質(zhì)條件下的施工質(zhì)量，直接關(guān)乎基坑質(zhì)量安全，因此在施工過程中確保預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量尤為重要。本論述結(jié)合工程實例，從預(yù)應(yīng)力錨索的一次性張拉合格率方面入手，通過采用因果分析法對造成預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足的各因素進行匯總，并收集大量的工程施工數(shù)據(jù)，較直觀的分析在不良水文地質(zhì)條件下，預(yù)應(yīng)力錨索各主要施工環(huán)節(jié)對其施工質(zhì)量的影響程度，最終確定預(yù)應(yīng)力錨索注漿量不足、地下水稀釋漿液、張拉時間過早錨固體強度不足、成孔深度不夠、錨索支架損壞等因素是造成含水層預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足的主要因素，并針對關(guān)鍵的影響因素提出相應(yīng)的改進措施，從而從根本上解決地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率低的問題。

關(guān)鍵詞：地下含水層；預(yù)應(yīng)力錨索；張拉合格率

中圖分類號：U418.5??????????????????????????? 文獻標志碼：A

0引言

近年來，隨著房地產(chǎn)市場的擴張，優(yōu)越地段的核心區(qū)域寸土寸金，為實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)土地的高效利用，不僅建筑層高在增加，基坑的深度也在不斷增加，這對不良水文地質(zhì)條件下的復(fù)雜深基坑的安全性提出了更高的要求。而深基坑主流的樁錨支護工藝中的預(yù)應(yīng)力錨索作為基坑支護的主要受力構(gòu)件，其在不良水文地質(zhì)條件下的施工質(zhì)量，直接關(guān)乎基坑質(zhì)量安全，若各工序施工不當，極有可能造成基坑支護變形增大，無法滿足設(shè)計預(yù)期目標，甚至造成基坑坍塌等重大險情。因此在施工過程中確保預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量顯得尤為重要。其施工質(zhì)量的合格與否最終將直觀的反應(yīng)在預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率方面。下面將結(jié)合甘肅建投天水中心項目基坑支護及止水工程，從預(yù)應(yīng)力錨索的一次性張拉合格率方面切入，分析各施工環(huán)節(jié)對預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量的影響，并針對關(guān)鍵的影響因素提出相應(yīng)的施工改進措施。

1工程概況

本工程基坑支護采用“咬合樁+預(yù)應(yīng)力錨索”的支護形式?；影踩燃墳橐患?，地層及其特征從上到下分別為：

（1）雜填土層：厚1.0～3.3 m；（2）黃土狀粉質(zhì)粘土層：厚0.50～7.0 m；（3）圓礫層：厚1.0～5.2 m，層面埋深3.2～8.0 m；（4）卵石層：厚度2.5～6.1 m，埋深5.3～11.5 m，骨架顆粒粒徑以2～5 cm 為主，偶見漂石顆粒，充填物以礫石顆粒、細砂及粉質(zhì)粘土為主，級配一般，鉆孔孔壁易坍塌、稍密，該層局部含有膠結(jié)卵石，厚0.3～2.0 m；（5）強風(fēng)化泥巖：埋深8.8～12.0 m，厚度3.3～8.2 m，膠結(jié)程度一般，成巖度差，屬半成極軟巖，似堅硬粘土狀，刀可切削，遇水易軟化，暴露在空氣中失水易龜裂，較難鉆進；（6）中風(fēng)化泥巖：層面埋深14.5～19.0 m，膠結(jié)程度一般，成巖度差，屬半成極軟巖，刀難以切削，遇水易軟化，暴漏在空氣中失水易龜裂，較難鉆進。

本工程場地地下水埋深8.9～9.6 m，主要賦存于黃土狀粉質(zhì)粘土層底部及卵石層中，主要受地下徑流和籍河側(cè)向滲流補給。本地區(qū)卵石層滲透系數(shù)可按50m/d 考慮，圓礫層滲透系數(shù)可按20 m/d 考慮。本工程主要地層土性參數(shù)見表1所列。

該基坑設(shè)計深度為13.75～15.25 m 。基坑施工至第三排預(yù)應(yīng)力錨索施工時出現(xiàn)大量地下水（第三排預(yù)應(yīng)力錨索施工深度為9.3 m）。項目部通過對以往其他項目地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索的施工數(shù)據(jù)進行收集、分析，找出影響地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次張拉合格率較低的關(guān)鍵因素，并提出了改進措施。

2預(yù)應(yīng)力錨索張拉合格率影響因素

2.1初步調(diào)查

經(jīng)過對以往某項目地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索施工情況的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)地下含水層中一次性張拉合格率僅為87.2%。通過表2可以看出，造成地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉不合格的主要因素是預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足，那么造成抗拔力不足的原因有哪些？

2.2原因分析

通過因果分析法，對造成地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足的各種原因進行匯總分析，發(fā)現(xiàn)施工人員交底培訓(xùn)、張拉設(shè)備標定、孔壁塌孔、注漿壓力等因素對其有一定的影響，但影響效果有限，并不是造成含水層預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足的主要原因，而主要因素有以下幾點。

2.2.1? 注漿量不足

施工中由于漿液流失嚴重，一次注漿后未對預(yù)應(yīng)力錨索進行補漿作業(yè)造成注漿量不足。對以往項目的注漿量情況統(tǒng)計結(jié)果見表3所列。

通過表3統(tǒng)計結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，注漿量充足的錨索中，抗拔力不足的錨索僅占2.6%；而注漿量不足的錨索中，抗拔力不足的錨索數(shù)量占比為25.6%。因此，注漿量不足對地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索的一次性張拉合格率的影響不容忽視。

2.2.2 地下水稀釋漿液

在調(diào)查以往項目進行地下含水層中預(yù)應(yīng)力錨索施工時發(fā)現(xiàn)，當采用常規(guī)水泥漿，按照設(shè)計水灰比進行注漿時，由于地下水的稀釋作用，水泥漿體凝固前會由于地下水持續(xù)沖刷作用，出現(xiàn)地下水部位漿液稀釋或者流失現(xiàn)象，導(dǎo)致水泥漿錨固體不飽滿或錨固體強度不足，從而使預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力大大減小，遠遠達不到設(shè)計要求。

2.2.3 張拉時間過早，錨固體強度不足

通過對以往項目的地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索施工原始記錄和影像資料檢查后發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力錨索的抗拔力與錨索張拉時間有著一定的線性關(guān)系，如圖1所示。

通過圖1可以發(fā)現(xiàn)，抗拔力不足的錨索數(shù)量與張拉時間成反比關(guān)系，張拉時間越早，抗拔力不足的錨索數(shù)量越多。

2.2.4 成孔深度不夠

對以往項目的預(yù)應(yīng)力錨索現(xiàn)場原始施工記錄進行了分類統(tǒng)計，并進行分析，結(jié)果見表4所列。

通過表4統(tǒng)計結(jié)果可知，成孔深度符合設(shè)計要求的錨索中，抗拔力不足的錨索僅占1.2%；而成孔深度不夠的錨索中，抗拔力不足的錨索數(shù)量高達50%。因此，成孔深度不夠也是影響地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率較低的主要因素。

2.2.5安裝錨索損壞支架

在調(diào)查以往項目進行地下含水層中預(yù)應(yīng)力錨索安裝時發(fā)現(xiàn)，由于錨索支架綁扎不牢固、入孔安裝力度過猛等原因造成錨索支架損壞或脫落，使根管拔出后全束鋼絞線處于孔壁泥土中或因錨索結(jié)構(gòu)損害而造成錨索在錨固體中的握裹力不足，從而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足。對以往項目的錨索安裝質(zhì)量情況統(tǒng)計結(jié)果見表5所列。

通過表5統(tǒng)計結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，錨索支架符合要求的錨索中，抗拔力不足的錨索僅占1.4%；而錨索支架損壞的錨索中，抗拔力不足的錨索數(shù)量占比為26%。因此，支架損壞對地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索的一次性張拉合格率的影響不容忽視。

3針對影響地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索張拉合格率主要因素的對策

針對上述導(dǎo)致地下含水層中預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足的主要因素，結(jié)合工程實踐，確定經(jīng)濟、高效、方便實施的措施如下：

（1）針對注漿量不足的問題：①注漿前要加強對施工人員的班前交底，管理人員要做好現(xiàn)場旁站檢查，并形成注漿記錄。②保證注漿管插至距孔底50～100 mm處，注漿過程中放緩注漿管拔出速度，以保證注漿密實。③在水泥漿終凝前采用二次高壓注漿工藝補漿，補漿后及時測量孔內(nèi)漿液面的位置，若漿液流失嚴重應(yīng)間隔合理時間持續(xù)補漿。二次高壓補漿時，水泥漿必須從預(yù)先埋置的高壓注漿管注入，禁止從錨索孔灌漿。

（2）針對地下水稀釋漿體的問題，主要是通過對漿液添加外加劑（一般添加速凝劑）的方式，縮短漿體凝結(jié)時間，以減少因地下水沖刷造成漿液流失，外加劑的配比應(yīng)通過設(shè)計或現(xiàn)場試驗確定。若地下水流量及壓力較大，通過添加外加劑的方式仍不能達到設(shè)計要求，則可以考慮采用高壓旋噴錨索施工工藝。

（3）針對張拉時間過早的問題：①注漿后及時按照規(guī)范要求留置同條件試塊，嚴格送檢同條件養(yǎng)護試塊，待同條件試塊抗壓強度達到設(shè)計強度的80%以上再進行預(yù)應(yīng)力錨索張拉。②在無相應(yīng)的同條件抗壓試塊強度數(shù)據(jù)的情況下，應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力錨索張拉時間距注漿完成時間不宜小于18 d。

（4）針對成孔深度不夠的問題：①精確計算鉆桿入土深度，并使成孔深度比設(shè)計深度深30～50 cm。②鉆頭鉆進至設(shè)計深度后應(yīng)反復(fù)清孔，確?？椎壮猎谠试S范圍內(nèi)。③驗孔后立即組織注漿，防止地下水沖刷作用使孔壁坍塌。④當錨索不宜安裝至設(shè)計深度位置時，應(yīng)重新鉆孔后再安裝錨索，禁止采用鉆機等設(shè)備將錨索強行頂入設(shè)計安裝深度。

（5）針對錨索支架損壞的問題：①加強對錨索加工人員及錨索安裝人員的技術(shù)交底，錨索安裝時派專人旁站，一旦發(fā)現(xiàn)支架損壞，立即現(xiàn)場更換。②合理選擇綁扎支架的鉛絲規(guī)格及綁扎方式，禁止采用扎絲綁扎，提高支架的綁扎牢固度。③嚴格控制施工順序，保證根管拔出前安裝錨索，以防止因局部塌孔造成錨索安裝困難。④拔出根管時應(yīng)及時調(diào)整錨索入孔深度，防止錨索跟隨根管一起拔出而不宜重新安裝至設(shè)計深度位置。

4效果檢查

通過在甘肅建投天水中心項目的地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索施工中采取以上質(zhì)量控制措施，我們統(tǒng)計了該項目182根地下含水層中預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率的情況，一次性張拉合格的錨索為177根，一次性張拉合格率達到97.25%。較以往某項目87.20%的張拉合格率上升了10.05%。

可見以上措施對含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率的影響較為明顯，影響地下含水層中預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率的主要問題得到了有效控制，對預(yù)應(yīng)力錨索的施工質(zhì)量起到了較為積極的作用。質(zhì)量改進對策實施前后各因素對預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率的影響如圖3所示。

5結(jié)語

通過對以上地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率主要影響因素的改進結(jié)果可以看出，預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中，加強對錨索成孔深度、注漿量及張拉時間的控制，降低地下水對漿液的稀釋作用，保證錨索安裝地的支架完好，可以從根本上解決地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力不足的問題，從而提高地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索一次性張拉合格率，對地下含水層預(yù)應(yīng)力錨索的施工質(zhì)量及基坑質(zhì)量安全有積極意義。

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