南京天京建筑工程监理事务所
【摘 要】文章首先对山西某深基坑桩锚支护工程进行简单的介绍，再从钻孔与清孔、锚索制作、锚索安装、锚索注浆、腰梁安装、锚索张力锁定、封锚、锚索张力监测八个方面对预应力锚索施工工艺进行探讨，以期能够为同行带来一些启发。
【关键词】深基坑；桩锚支护；预应力锚索；施工
一、工程概述
（一）工程简介
山西某深基坑桩锚支护工程的基坑深度是14m，0m-15m都是粉土粉质粘土，15m-24m是细砂夹粉土，地下水位最高是-2.7m。各方讨论之后，表示该深基坑支护工程应用桩—锚支护体系，排桩通过预应力锚索实现张拉，锚索注浆则是采取分二次注浆的工艺。在具体施工过程中应用该施工工艺，不但能够为工程施工建设提供安全保障，而且还能大幅降低施工成本，缩短施工时间，最重要的就是不会对当地环境造成太大的影响。
（二）工程原理
在对基坑进行预应力锚索加固过程中，锚索的一端固定在稳定性较高的岩层内，增强锚固力；通过锚头部分把另一端固定在基坑的坑壁上，再对锚索施加一定程度的预应力，基坑的坑壁就会受到主动应力，基坑整体的稳定性就得到提升，并且利用二次注浆能够加强预应力锚索的强度。
二、深基坑桩锚支护工程施工工艺
（一）预应力锚索的结构及施工流程
预应力锚索的组成部分有：索头、张拉段和锚固段。其中，该工程具体施工流程可以参见图1。
图1 预应力锚索施工流程图
（二）预应力锚索施工技术
1、钻孔与清孔
钻孔可以选择环状钻头的钻具或者锚杆钻机长螺旋钻，在钻孔前需要对钻机进行安装，安装必须严格遵循“平、正、稳、固”的要求。钻孔时，则需要做到“清水钻孔，跟进套管”，保证倾斜角度为15°，施工时需采用跳打法进行。在应用锚杆钻机的时候，需要不断用清水来清理孔，切勿使用泥浆循环清孔。若是土层容易出现塌附的话，就必须加快钻孔的速度，如有必要，可以下入套管护壁。而且钻孔深度半径必须达到相关的设计与技术要求。
完成钻孔后，需要仔细记录成孔数据，若是孔内存在外流水时，需要对其进行疏导，做好外排工作；若是发生松土掉落的现象，必须立刻采取一定的措施，对其进行加固。
2、制作锚索
锚索下料时，最好使用砂轮切割机来切割钢绞线，禁止使用气割或者电焊，避免钢丝在受热条件下出现损伤，导致抗拉强度大幅度降低。若是锚索钢绞线是单根，最好不使用接头，如果必须使用就应该使用套管式或者挤压式接头，而且保证错开距离超过2m；若是多根钢绞线，那么错开的距离应该在1.5m-2m的范围内，同时使用绑丝将其固定；清理钢绞线，保证其表面不存在铁锈、污物或者有害物质等；最好把钢绞线的端部套进正锥形导线管中。
在地上就将自由段与一二次注浆管绑扎好，用塑料袋把自由段包裹起来，和锚固接触的塑料管就必须将其密封，以免浆液在注浆过程中渗入到自由端中，注浆管向外露出部分的长度最好为0.5-0.8m，对二次注浆管钻孔时，需要保证锚固段的间距为1-2m，孔眼大小 15- 18mm，包括底部都用防水胶布将其封起来。
3、安装锚索
对锚索进行清空后，就可以开始安装，同时将锚索和注浆管放入孔中，保证注浆管的头部和孔底的距离为100mm，放入锚杆体的孔内深度必须大于涉及长度的95%；若是有排气管，把锚索放进孔内就需要对排气管进行检查，观察其通畅性。而且必须保证锚索到达预定的位置，不然就需要再次清孔，重新安装。锚索完成安装后，不能用作其它地锚，也不能够将重物悬挂在上面，更不能随意敲击等。
在锚索的自由段涂抹黄油，并且用塑料薄膜把锚索包裹起来，这样就能够确保其不会受到注浆材料的限制，还能保证钢绞线能够顺利到达设计的孔内深度。
4、锚索注浆
杆体注浆最好使用P.O42.5普通硅酸盐水泥，保证水灰比在0.45-0.5范围内，并且加入适量的早强剂。选择的水泥必须要有正规的出场材质证明书，妥善保存，不能让其受潮结块，也不能过期；搅拌水泥浆时必须要根据规定计量来进行，做到随用随搅，以免水泥浆中混入石块或者杂物，而且搅拌的时间必须要超过三分钟，浆液搅拌均匀后还需要过筛网，才能够注入孔内。
用套管把自由段隔离开来，并且同时向自由端和锚固段中灌浆，一次注浆保证端部压强在0.5MPa-0.6MPa范围内，在注浆时还应该将注浆管匀速缓慢抽出，而且注浆管的端口必须要一直埋在浆面1m以上的位置。灌满浆液后，需要拔除套管，浆液就会随之下降，此时就需要立刻补充注满。
一次注浆的锚固体强度达到5MPa后，就可以根据设计要求来实施二次注浆。在具体操作过程中，若是水泥的生产厂家或者品种不同，那么龄期也会存在区别。首次实施二次注浆可以在八个小时后再进行控制，现场试注之后，科学确定间隔时间再开始注浆。二次注浆需要用丝扣和钢管来连接，而且用防水胶带把注浆孔封牢，保证其能够封水，在把注浆管和钢绞线放入注浆孔前需要进行闭水试验，保证其不会漏水后，才可以放入孔内。其中，注浆的压力范围是3MPa-5MPa，一旦出现孔口或者坑体周围土壁出现冒浆现象，就要立刻停止注浆，如有必要，可以采用间歇压浆。判断二次注浆成功的标准是：第一，孔口不再冒浆；第二，初始注浆压力约为5MPa，正常的注浆压力范围是3MPa-5MPa，并且可以打开浆孔，注浆量要实现每米70千克。在对每个锚索孔进行一次注浆后，都要做好记录，判断二次注浆的时间，在交班过程中需要向下一个班组交底。
5、安装腰梁
在工程建设中，用两根25厚b号型的槽钢来作腰梁，安装腰梁之前必须用C20混凝土来补平两桩，保证腰梁受力均匀。
6、锁定锚索张力
在腰梁浇捣混凝土七天之后才能够张拉预应力锚索，并且保证锚体强度不低于15MPa。在张拉锚索之前，需要标定张力机、张拉设备和压力表；保证锚索承压垫的平整性，使其与锚索垂线互相垂直，放置千斤顶时需要保证锚垫板和锚环、工具锚保持在同一中心线上。锚索张拉之前，需要采用0.1-0.2倍的设计轴向拉力值来预拉锚索1-2次，拉紧钢绞线，保证接触部位杆体平直、接触紧密。按照一定的程序来张拉锚索，结合临近锚索可能带来的影响来安排张拉顺序，锚索间的具体不能超过1.5m，利用“隔一拉一”来锁定张力。当张拉力达到设计轴向拉力值的1.1倍时，持续5-15分钟，再卸载拉力直至达到锁定荷载，根据设计要求来锁定锚索张力。
7、封锚
完成张拉之后，从锚具量起需要预留50-100mm钢绞线，用切割机截去多余的部分。最后不要留太短的钢绞线，以免其滑入孔中，导致失效。再用防锈涂料把外露的钢构件仔细粉刷一遍，浇筑C20混凝土把锚头封起来。
8、监测锚索张力
完成锚索张拉锁定后，由于支护结构不均匀或者张拉先后顺序导致某些锚索的应力出现变化，更甚者锁具出现松动现象。如果没有监测，就不能立刻发现张拉力并对其进行调整，导致受力状况不断恶化，进而造成严重的后果。根据相关规范，可以知道监测锚杆的数量必须要超过工程锚杆的5%，而且必须超过3根，结合工程具体状况，完成工程建设后，在每边抽出一根，同时对预应力的变化进行监测。
参考文献：
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[4]廖述炼.深基坑桩锚支护结构的设计与应用[D].中南大学,2013.
[5]孔令波.深基坑桩锚支护结构稳定性分析[D].沈阳建筑大学,2013.
论文作者:袁茂冬
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第6期
论文发表时间:2016/8/15
标签：注浆论文; 预应力论文; 钻孔论文; 工程论文; 锚固论文; 深基坑论文; 基坑论文; 《低碳地产》2015年第6期论文;