广州市第三建筑工程有限公司
摘要：预应力锚索是深基坑工程加固的重要技术，特别是地下水充足的地质层，需要与支护桩相结合形成的内支撑系统，能够有效防止基坑周边土方发生位移及沉降问题，保证了基坑支护的稳定性。现本文结合工程实例详细论述预应力锚索在大型深基坑支护中的应用，供同行参考。
关键词：大型深基坑；预应力锚索；支护；应用
1 工程概况
本项目为番禺区中医院扩建医疗综合大楼工程，总用地面积26114.5m2，地上20层（部分5层），建筑高度85m，地下2层。本基坑支护拟分三期实施：东北侧污水处理、医疗综合大楼两层地下室、北侧机械停车库及二三期之间的连接通道。其中医疗综合楼二层地下室基坑（二期）占地面积约9000㎡，形状较为不规则，大致呈反L形，基坑周长为592.9m，开挖深度为10.6m~14.4m。根据地质勘察报告，拟建场区属珠江三角洲冲积平原，且地下水量较大，对混凝土结构及钢筋具微腐蚀性。
2 基坑支护
由于基坑开挖深度范围内地下水较丰富，为确保地下室基坑上部土体的大面积开挖及其支护结构的刚性，在保证周边环境及基坑本身安全的情况下，制定合理可行的基坑支护及地下水控制的施工方案。故采用排桩+锚索或角撑进行支护，锚索可作为局部加强支护的辅助措施，外侧采用普通水泥搅拌桩止水，如局部搅拌桩与外侧工程桩冲突的，增设桩间双管高压旋喷桩。
2.1 排桩+锚索支护施工顺序
本工程采用深基坑支护、土方开挖以及工程桩相结合的施工方法，现以基坑F区4-4剖面为例，其施工顺序为：定位放线，施工水泥搅拌桩及旋挖桩→开挖基坑至-1.90m，施工桩顶冠梁及锚索→开挖基坑至-6.90m，施工第二道锚索→开挖基坑至-13.80m→施工地下室至±0.00→分层做好防水，用石粉或粘性土回填基坑并压实。
2.2 围护结构施工要点
排桩采用Φ1000@1200~1300旋挖桩挡土，旋挖桩嵌入中风化岩不小于0.5m，中风化岩等代替换为强风化岩厚度时，除以0.6的系数。灌注桩进入全(强)风化岩5.0m或中风化岩3.0m，最终桩长以地质资料及现场岩样为依据经各方确认后为准。桩身混凝土强度等级为C30。旋挖钻钻进采用静态泥浆护壁钻孔，采取隔桩施工方式，在相邻桩混凝土达到70%的设计强度后，方可成孔施工。桩外侧采用φ550@400mm的单排（局部双排）深层水泥搅拌桩形成封闭的落底式止水帷幕，搅拌桩进入粉质粘土层，可以起到超前加固土体、止水、协同旋挖桩的抗隆起作用。水泥搅拌桩桩径550mm，桩心距及排距为400（350）mm，搅拌桩采用四搅两喷工艺，提升速度不应大于0.8m/min。当对水泥搅拌桩止水效果有怀疑时，可采用桩中抽芯检测桩身均匀性和密实度。在旋挖桩顶现浇钢筋混凝土冠梁及腰梁后，按35度下倾角设置预应力锚索控制位移，锚索水平间距1.3～2.6m。（如图1所示）
图1 围护结构剖面图
2.3 基坑挖土
本项目土方开挖结合建议次序分期进行，开挖的施工流向是由北向南开挖，出土口设置，严禁采用大锅底方式无序开挖，需分层开挖，单层开挖深度不大于2m，分区开挖长度不宜大于25m，边开挖边进行桩间挂网喷砼防护，同时对支护桩过多外露膨胀部分进行清除，便于后续主体结构施工。开挖至基坑底设计标高后，应及时铺设垫层并进行地下室结构施工，避免长时间暴露基坑。完成至±0.00后进行基坑土方回填。
3 预应力锚索施工
施工流程：钻孔就位→钻孔→清孔→制作锚索→安装锚索→注浆→张拉→锁定→封锚
3.1 锚索钻孔
施工前，锚索机平台位置必须整平压实，以防机器倾覆。根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等选择采用专用锚杆钻机跟防护套管钻进，成孔孔径为150mm。根据设计图纸把锚孔位置放于冠梁（腰梁）处，孔位误差不得超过±50mm。为确保锚孔直径和深度，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径以及实际钻孔深度应大于设计深度0.5m以上；钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭。
3.2 锚索制作及安装
施工过程中，在孔口进行喷洒水雾的除尘方法，使岩粉沉积于地面。在钻孔结束后用高压风进行清孔，确保孔壁无有黏土或粉砂。钢绞线采用φ15.2高强度、低松弛无粘结预应力钢绞线，整根锚索长于设计长度1.5m，以伸出锚具供张拉和方便施工。安装前要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉、排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出；钢绞线沿锚索体轴线方向每1.0～1.5m设置一架线环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm。
3.3 注浆
锚索孔钻至设计深度超过50cm后，停钻清孔，等孔口流出来的泥浆变稀而且没有砂带出来的时候，开始注P.O 42.5水泥浆。采用孔底返浆，压力为0.5MPa，水泥浆必须饱满密实，待孔口流出浓厚水泥浆是停止第一次注浆。水泥浆初凝后进行二次注浆，注浆压力2.0MPa，注浆体设计强度不小于25MPa。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。
3.4 锚索钢腰梁制作安装
桩+锚体系防护是以钢围囹作为锚索梁，钢垫垫板置在钢围囹腰梁上，方向与锚孔方向一致，垫板与腰梁间要紧密贴紧，尺寸厚度要满足要求，钢围囹腰梁采用2根32c型组合工字钢焊接而成，与锚索的倾斜角度一致。
3.5 张拉及锁定
锚索注浆完成14天后，砼达到设计强度的75%后进行锚索张拉，张拉锚索前需对张拉设备进行标定，张拉应按设计要求的预加力进行张拉，张拉前钢围囹应与围护桩密贴防止张拉后锚索预应力损失。张拉采用多次多级张拉工艺，首先通过预张拉将各束钢绞线拉直，每级张拉要稳定一段时间以便锚索中预应力的传递和调整。两次张拉的时间间隔较长，第二次张拉在第一次张拉的预应力基本稳定后进行，以弥补预应力损失。张拉力为设计拉力值的1.1倍。张拉完并测定预应力无损失时可进行封锚，否则，必须进行补张拉；张拉后，立即进行封孔注浆；封孔注浆后，从锚具量起留5Omm钢绞线，再切除钢绞线余长，留部分是当预应力衰减过大时，以备重新张拉之用。在其外部包覆厚度不小于50mm的C25细石砼。锚索锁定锚具时，强调锁定工艺，减少夹片内缩，以防预应力损失。
4 总结
在大型深基坑的实际施工中，需要根据场地的地质条件和工程的具体情况，为维护墙受力合理以及控制变形，利用预应力锚索把支护结构承受的力传递到稳定地层，以改变基坑的受力状态，最大限度减小基坑坑壁的位移，从而提高深基坑施工的安全、稳定。
参考文献:
[1]GB50086-2015.岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2015.
[2]JGJ120-2012.建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[3]GB50202-2002.建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2002.
论文作者:李家东
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/2
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