盘雄基
广州工程总承包集团有限公司
摘要：对于建筑物而言，其地下结构的稳定性全赖于深基坑支护的成败。而地下岩层又具有不确定的因素，所以目前均选用预应力锚索和刚性桩相结合的结构型式对垂直开挖或较小坡度的放坡支护上。特别在软土地质层，其深基坑的支护方案选择和施工方式以及技术水平尤为重要。由于预应力锚索在软土地质层的施工难度会增加，成孔过程中较易产生注浆量和深度减少、堵孔、塌孔等质量问题，以致其抗拔力不足，不符合设计要求，甚至会使深基坑位移的可能性加大。所以，预应力锚索的施工质量对深基坑支护的有效控制是非常关键的。现本文结合广州增城某项目深基坑支护中的预应力锚索施工技术应用进行详细论述，共同探讨。
关键词：预应力锚索；施工技术要点；处理方法；安全措施
1 工程概况
本该项目位于增城大道以南，荔新大道以西，规划跨用地面积：150573㎡，约226亩。本工程为增城区政府安置房工程，建筑面积合计：152933.76m2，其中地下室建筑面积23891.38m2；高层塔楼共8栋（A-1、A-2、B-1、B-2、B-3、B-4、C-1、C-2），塔楼建筑面积90245.8m2；低层住宅共76栋（编号：DC-1至76栋）住宅楼建筑面积33930.96 m2；配套低层公共设施建筑面积4865.63m2及标段室外配套工程。
本基坑支护工程采用钢管桩+双管旋喷桩与预应力锚索相结合的复合支护体系，且基坑分两个标段进行，一标段为低层区，二标段为高层区。其中在高层区内有一个面积约700平方米的鱼塘，周边的标高11.3～12.36米，鱼塘深度有1.8米～3米深度，根据离鱼塘（约为50米）最近的ZK82钻孔柱状图显示，层底标高9.39m，层底深度有1.6m的耕土，灰褐色，松散，主要由粉质黏土组成，含植物根系。下层土质是粉质黏土，灰褐色，可塑，含少量粉细沙。初步计划开挖淤泥厚度1.5，按1：1放坡开挖，淤泥区面积约有18000平方。为了保证高层区地基的质量，采用石粉换填，换填至底板底。
根据高层区土方的方格网，将高层区分为四个区开挖，其中东南面的基坑C’-H’段长度有199.3m，基坑开挖前，先进行2排￠600@400双管旋喷桩，进入基底以下3.0m，钢管￠114，t=4mm@450，2排，L=12m的施工作为挡土，桩顶用300厚C20混凝土压顶板。第二道为预应力锚索（如图1所示），其1C 28mm水平间距@3.0m长度L=15m，钻孔φ110mm，抗拔力80KN；锚索是φ150锚索3束7φ5@3000，锚索轴力设计值320KN，锁定值为200KN，L=24000，自由段8000；与水平面夹角30°，腰梁箍筋是φ8@100，受力钢筋15C 20。坡面挂Φ8@200*200mm钢筋网，边坡顶插筋（1C 18mmL=2m）钉住钢筋网，喷100厚C20细石混凝土护坡，边坡泄水管采用50PVC@2000×2000。
图1 C’-H’段基坑剖面
2 预应力锚索施工
2.1 施工流程
单层开挖→测量放样→钻锚孔、制作锚索→安装锚索→锚孔注浆→腰梁浇筑→张拉锁定→封锚
2.2 施工技术的控制要点
（1）钻孔前按施工图要求测量放线确定位置，并做好标记。本工程钻孔机具采用MGJ-30型钻机成孔，以满足有关支护设计要求。
（2）对钻孔角度、孔深要严格按设计要求进行施工。锚索孔及锚索检查验收合格后，先把加工好的锚索对准孔位，然后操作人员慢慢送入孔中，如果遇到阻碍，就要立刻进行检查，找出原因，不能强行插入，以免使锚索的拉力造成影响。
（3）锚索放入到设计深度后，在注浆前先用清水或稀水泥浆将孔再冲洗一次，以便将下锚索过程中刮入孔内的沉渣冲洗干净。注浆采用M30纯水泥浆，P.O42.5R级水泥，浆液在初凝之前用完。浆由孔底注入，一次注浆孔口溢出浓浆作为注浆结束的标准，注浆压力宜为0.5-0.8MP；二次注浆以达到诸将压力为止，注浆压力宜为2.0-2.5MP。
（4）锚索施工完成后，进行腰梁位置桩身凿平、凿出桩体预埋钢筋并调直，腰梁钢筋、模板，浇筑砼。腰梁钢筋安装时要平直、不扭曲。先开挖至腰梁底设计标高在50～100mm范围内，按施工图将腰梁钢筋安装完成，并与纵向钢筋焊接牢固（如图2所示）；按施工图切割好模板并安装底模和侧模板，锚头部位采用φ50PVC管套住保护，确保钢绞线与混凝土隔离。在浇筑砼过程中，要确保预应力筋锚垫板周围混凝土密实、不漏浆；浇完48小时后，拆除池壁侧模即进行张拉端的清理，如发现张拉端出现蜂窝，应及时进行补强处理，以免影响预应力张拉时间。
图2 锚索腰梁大样图
（5）锚索锚固体及腰梁砼强度达到设计强度80%后，可进行初张拉，张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响。张拉前在锚索头部套入垫板和锚具，然后安放张拉千斤顶，轴线与锚索轴线一致，锚索的张拉及锁定分级进行，锚索张拉为8级加载，油压每上升5Mpa为一级，每级稳定时间不少于10min。在达到设计拉力值110%后，持压15min，然后千斤顶卸进行锚索锁定。
（6）每层锚索张拉完成后，用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用C30混凝土进行封锚，防止锈蚀。在3天内应进行抗拉试验，抗拉力为设计荷载的1.1倍，锁定力为设计荷载的0.7倍。
3特殊问题及处理方法
（1）若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理，或采用灌浆封堵二次钻进等方法处理锚孔内部积聚水体。
（2）对于端头锚索而言，其二次进浆管道若出现堵塞，通常是用补设回浆管以及原回浆管进行灌浆等方式解决。如果仍无法确保畅通，就需要将锚索卸荷，再穿入另一15mm的钢管到孔底，用其作为灌浆管，然后在进行重新张拉，以确保通过对二次进浆管产生的堵塞问题进行补打的锚索实施灌浆的畅通性。
（3）锚固段产生裂隙出现窜浆，就会造成张拉段缩短以及地质裂隙由于受压而闭合等状况，该现象均可使锚索的张拉伸长的数值超标。如果通过多方面考察确实是由于地质因素而导致张拉伸长值出现异常的，保留继续使用，也可以对锚索进行整合返工，通过相关处理后，锚索就可以符合设计的有关要求。
（4）锚具的夹片在加工中出现缺陷，或者钢绞线受到尘粉的沾染，这均可使锚索的夹片出现滑动，或者锁定的回缩量出现超标。如果出现以上情况可以采用单根钢绞线补偿张拉、卸荷之后更换夹片进行重新张拉，通过处理之后，锚索张拉的吨位就能够符合设计的有关要求。
（5）钻孔的时候通常会出现漏风、严重失水、塌孔等状况，这就会导致钻孔困难，面对这种状况，就需要及时停钻，对导致该状况的原因进行分析，如果是因为地质缺陷造成的，就需要实施围岩钻孔进行固壁灌浆，待水泥水玻璃双液浆或者水泥浆初步凝固后，即可重新清孔钻进。
（6）根据相关实践显示，锚孔的围岩灌浆，如果能够一次施灌完成，其效果会很好，若只是多次重复施灌的，不但拖延工期，还加大成本，而且效益也得不到显著的提高。可见，若出现无法按设计要求一次完成施灌的，就要另行采取措施，可以提高水泥的细度，从而对浆液的可灌性进行改善；或者改用化学灌浆进行补救。
（7）在对锚孔实施围岩灌浆的时候，如果地质条件比较差，出现较为严重的串孔现象时，就会出现大范围承受灌浆压力的危险状况，这对抗倾覆的稳定以及抗滑都是极为不利的。因此，在实际灌浆的时候，需要优先使用单孔单灌，也就是灌一孔，再钻相邻的孔。如果效果仍没有符合有关设计要求的，就要采取措施进行补救：其一，选用充水平压方式，主要就是对串通的孔进行逐孔充水，也能够将阻塞孔口内部的积水实施低压循环，不仅能够降低串浆发生的可能性，还能够将小量的串浆及时冲出，防止其在孔内沉淀；其二，首先需要将邻孔进行临时封堵，等灌浆完成后，再对邻孔实施扫孔，在串孔现象较严重的时候，就需要与设计人员以及监理人员共同研究，并实施应对方案进行补救。
（8）在锚孔的围岩灌浆结束后，还需要进行扫孔，以此确保锚索孔道的作用能够恢复正常。在对扫孔的时间进行选择时，第一，不能对缝内所充填的水泥结石造成损坏；第二，在进行扫孔作业时，龄期通常太长，强度增高之后，扫孔的工时相应加大，这就会导致造价增加。因而，扫孔的具体时间，可依照试验选定，通常为1-3天为最佳，扫孔之后，需要对钻孔进行冲洗，且孔内不能残留废渣，锚索的长度以及扫孔的深度仍旧按照原先所设计的图纸进行施工。
（9）如果岩面出现高低不平，以及破碎较为严重的状况时，特别是不同裂隙出现交错发育的时候，就会对边坡岩体所具备的稳定性造成严重的影响，再加上孔口存有较多的风化岩体。当出现这种状况时，就要通过设计人员、监理人员进行现场协调，可以先将孔口存有的危岩进行撬除，然后将锚墩的体积扩大至一倍，其与岩体之间的接触面为1.0m×1.0m，之后将张拉的吨位进行适当的降低。
4 安全技术措施
（1）施工之前，必须对技术交底工作进行严格实施，施工过程中还要进行明确分工，并统一指挥，以确保各个设备都能够处于良好的运行状态。注意，锚索需要随时打随时安装。
（2）为保证施工中存在的安全隐患得到及时发现，需要设置相应的安全检查人员，如果一旦发现问题，可以第一时间予以解决。并对施工人员进入施工现场是否佩戴安全帽、精神是否集中、是否遵守相关安全规程进行检查、监督。
（3）在锚索造孔中，通过潜孔锤进行风动钻进的时候，需要采取相应的除尘措施，且锚杆钻机需要设置相应的安全反力装置。开孔的时候，需要清除孔口较为松动的岩块，防止冲击钻实施的时候，岩块掉落而伤人。特别是钢绞线通常用特制的放料架进行下料，要避免其弹力伤人。在向孔内部安装锚索的时候，必须要专人进行统一指挥。还有，在钻锚索孔的时候，长式钻杆的连接位置的强度通常较低，并在接头要进入到孔内之前，对锚杆机的推力进行严格控制，防止钻杆折断出现伤人事故发生。
（4）注浆的管路需要确保通畅，避免出现塞管、塞泵的现象，同时需要在孔内设置相应的防喷装置，如果出现漏水现象，可以及时进行封孔口。
（5）在对锚索进行张拉之前，首先需要对油泵、千斤顶各处的接头有无产生松动进行检查，如果出现松动，必须马上拧紧。另外，在张拉锚索的时候，需要锚索与油缸保持同轴。注意，张拉千斤顶将锚索卡住后，人员都撤到千斤顶的侧面，且千斤顶的正下方严禁站人。
（6）锚索在实际施工时，需要将高压油管、风管的接头进行牢固连接，且张拉机械的转动与传动部分需设置相应的护罩。
5 总结
综上所述，预应力锚索的有效控制成为当前深基坑支护施工的重中之重。其应用必须结合当地的地质岩层、施工条件等因素，才能够为深基坑支护施工质量奠定良好扎实的基础。本工程通过相关验收试验报告显示，预应力锚索施工在桩锚结构的基础上能够达到预期设计值，且可以合理利用边壁土体的自稳能力，使深基坑支护能够顺利完成施工，并取得良好的投资效益。
参考文献
[1]JGJ120-2012.建筑基坑支护工程技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[3]CECS22-2005.岩土锚杆（索）技术规程[S].北京：中国计划出版社，2005.
[4]GB50202-2002.建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑资讯网，2002.
[5]GJB02-98.广州地区建筑基坑支护技术规定[S].广州：编委会，1998.
论文作者:盘雄基
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：预应力论文; 钻孔论文; 基坑论文; 千斤顶论文; 注浆论文; 围岩论文; 深基坑论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;