張 宏 偉

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001)

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深基坑樁錨支護(hù)工程中預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)

張 宏 偉

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001)

基于預(yù)應(yīng)力錨索施工的工藝原理，介紹了預(yù)應(yīng)力錨索在樁錨支護(hù)施工中的準(zhǔn)備工作，并從鉆孔、清孔、預(yù)應(yīng)力錨索制作、安放、注漿等方面，闡述了預(yù)應(yīng)力錨索的施工技術(shù)要點(diǎn)，指出該技術(shù)安全可靠、施工方便、成本低廉，值得推廣應(yīng)用。

基坑，預(yù)應(yīng)力錨索，支護(hù)工程，施工工藝

0 引言

最近幾年，建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)水平飛快發(fā)展，基礎(chǔ)工程加深加大，深基坑工程顯著增多，預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合鉆孔灌注樁的支護(hù)手段越來越廣泛的應(yīng)用于開挖深基坑過程中保持邊坡的穩(wěn)定性，其具有安全、合理、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，目前，預(yù)應(yīng)力錨索在基坑支護(hù)工程中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)已被國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者認(rèn)可。預(yù)應(yīng)力錨索在支護(hù)工程中起著重要的作用，一方面可以防止土體的破壞，減小基坑側(cè)壁的側(cè)向位移，另一方面占用施工場(chǎng)地小，施工方便，提高工作效率，降低成本，實(shí)現(xiàn)安全效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一?；拥念A(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)復(fù)雜多樣，以下就預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)進(jìn)行分析[1，2]。

1 工藝原理

預(yù)應(yīng)力錨索一般為由多根高強(qiáng)鋼絲組成的單股鋼絞線，其一端被固定在堅(jiān)固巖石層上，另一端固定于基坑側(cè)壁，如圖1所示。

對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力，巖石受到壓力產(chǎn)生彈塑性變形，在基坑中形成“壓縮區(qū)”，從而產(chǎn)生層間錨固力，可以顯著改善可能發(fā)生破壞的滑移面以及巖石易破壞結(jié)構(gòu)面的抵抗剪切破壞的強(qiáng)度。錨索的形式有預(yù)應(yīng)力錨索和非預(yù)應(yīng)力錨索等，預(yù)應(yīng)力錨索在基坑支護(hù)工程中不同于非預(yù)應(yīng)力錨索，預(yù)應(yīng)力錨索能主動(dòng)地提供支護(hù)作用，而非預(yù)應(yīng)力錨索只有當(dāng)巖土體移動(dòng)錨索，使錨索受力后才能被動(dòng)地提供其支護(hù)作用，因此預(yù)應(yīng)力錨索減小基坑與結(jié)構(gòu)物變形的能力相對(duì)非預(yù)應(yīng)力錨索較強(qiáng)。

2 預(yù)應(yīng)力錨索在樁錨支護(hù)施工前的準(zhǔn)備

預(yù)應(yīng)力錨索是埋在地層中的張拉構(gòu)件，屬于隱蔽工程，施工前應(yīng)做好以下幾部分：

1)調(diào)查預(yù)應(yīng)力錨索現(xiàn)場(chǎng)施工區(qū)域附近可能對(duì)施工造成不利影響的因素，如地下管道、邊坡巖土性質(zhì)等不良影響要素，制訂相應(yīng)的預(yù)防辦法。

2)掌握不同種類的交通道路、構(gòu)筑物及建筑物等因素對(duì)基坑施工現(xiàn)場(chǎng)鄰近的預(yù)應(yīng)力錨索施工的影響，確定對(duì)策。

3)確定污水處理措施；對(duì)沖洗設(shè)備和管路、鉆孔及注漿產(chǎn)生的污水污物進(jìn)行污水處理。

4)檢查并校準(zhǔn)錨索制造、注漿過程中用到的設(shè)施、設(shè)備。

5)測(cè)驗(yàn)不同規(guī)格、型號(hào)和種類的原材料的品質(zhì)，并進(jìn)行記錄。

6)在裂縫發(fā)育或地下水豐富的巖錨施工中，應(yīng)在圍巖的錨固段進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)。如果錨段周圍的滲水率超過標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用錨固灌漿等相應(yīng)的措施治理。

3 預(yù)應(yīng)力錨索現(xiàn)場(chǎng)主要施工工藝要點(diǎn)及技術(shù)要求

3.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程

預(yù)應(yīng)力錨索施工的工藝流程如圖2所示。

3.2 鉆孔

1)按設(shè)計(jì)要求布置施工放線人員在錨索施工區(qū)域，定出鉆孔孔位，按照施工規(guī)定進(jìn)行編號(hào)，做好標(biāo)志，并且記錄。在錨索鉆機(jī)鉆孔過程中，要始終保持各個(gè)鉆孔位置“正、穩(wěn)、平”，并且不得擾動(dòng)周圍地層，始終注意鉆孔位置，發(fā)現(xiàn)鉆孔軸線角度偏斜超過要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整校正。

2)鉆孔過程中，應(yīng)合理控制鉆進(jìn)速度，防止鉆機(jī)“別鉆”“卡鉆”等故障。鉆孔后，應(yīng)反復(fù)多次提起鉆桿，并將孔底用清水沖洗，待流出清水再鉆。遇到砂礫層、卵石層及涌水地層，宜采用旋轉(zhuǎn)沖擊鉆機(jī)鉆孔。為防止粗砂，碎卵石堵塞管子，鉆桿應(yīng)向下多鉆進(jìn)一些，一般在設(shè)計(jì)深度以下10 cm左右的位置停止鉆進(jìn)。

3)鉆孔過程中，合理控制鉆孔速度，注意監(jiān)測(cè)每一個(gè)鉆孔內(nèi)狀態(tài)的變化，做好施工記錄，若發(fā)現(xiàn)土層有坍陷趨勢(shì)，則應(yīng)適當(dāng)加快鉆速，如果出現(xiàn)基坑土層沉降、坍陷、塌孔等狀況，應(yīng)立即讓錨索鉆機(jī)停止向前鉆進(jìn)，采取相應(yīng)的處理措施處理完成后再重新鉆孔。

3.3 清孔

鉆孔結(jié)束后，先通過鉆桿注入清水進(jìn)行清洗，清洗過程要徹底，直至流出清水為止，為防止一些泥土碎渣、異物進(jìn)入孔口，清洗完畢后要對(duì)孔口短暫封堵。

3.4 預(yù)應(yīng)力錨索制作

近年來，基礎(chǔ)工程支護(hù)技術(shù)飛快地發(fā)展，預(yù)應(yīng)力錨索施工工法持續(xù)地更新完善，人們對(duì)基坑樁錨支護(hù)工程中預(yù)應(yīng)力錨索的制作，提出了更高的要求標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)應(yīng)力錨索除了能滿足其自身設(shè)計(jì)使用功能的要求外，還要滿足長(zhǎng)期防腐蝕等耐久性方面的要求。工人可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋼絞線和鋼絲的加工，加工過程需要設(shè)置放線裝置，并在平臺(tái)上組裝，以便于各根鋼絲和鋼絞線按一定的規(guī)則排列。預(yù)應(yīng)力錨索制作前，要做好預(yù)應(yīng)力鋼絞線中每一根高強(qiáng)度鋼絲的油漬、銹斑清除工作，并且嚴(yán)格地控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線設(shè)計(jì)的下料長(zhǎng)度，為了使每根預(yù)應(yīng)力鋼絞線在結(jié)構(gòu)受力后應(yīng)力相等，不產(chǎn)生偏心應(yīng)力，必須要更換或重新處理下料長(zhǎng)度誤差大于50 mm的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。鋼絞線的切割宜采用砂輪切割機(jī)切割，為防止鋼絞線受熱損壞，強(qiáng)度降低，不能使用電弧切割。鋼絞線切割前，不得使鋼絞線產(chǎn)生扭曲，檢驗(yàn)不合格的材料如死彎鋼絞線一律排除。為了使預(yù)應(yīng)力鋼絞線之間有一定的間隔距離，給接下來的施工如預(yù)應(yīng)力錨索注漿等，留有足夠的工作面，應(yīng)沿預(yù)應(yīng)力鋼絞線水平軸向方向設(shè)置隔離架，按照以往的施工經(jīng)驗(yàn)，隔離架間隔為1.0 m～1.5 m時(shí)，后續(xù)施工效果較好。

3.5 錨索安放

安放錨索前，應(yīng)安排工作人員檢查鋼絞線是否平直、合理排列，排除“扭曲交叉”的鋼絞線，以保證錨索組裝符合規(guī)定。預(yù)應(yīng)力錨索在自由端每隔1.0 m左右的位置處需作特殊處理，宜采用細(xì)鐵絲綁扎，并用PVC膠管包裹密實(shí)，這樣一方面防止了滑移的產(chǎn)生，另一方面防止了注漿時(shí)漿液流入自由端，造成不必要的損失。安放預(yù)應(yīng)力錨索之前，再次檢查預(yù)應(yīng)力錨孔孔號(hào)與預(yù)應(yīng)力錨索序號(hào)是否一一相互對(duì)應(yīng)。檢查無任何異樣之后，方可將樹脂藥卷裝入到錨孔孔內(nèi)，用預(yù)應(yīng)力錨索將藥卷推送至孔底。用錨索機(jī)械旋轉(zhuǎn)預(yù)應(yīng)力錨索，并向孔內(nèi)推入，推入時(shí)嚴(yán)禁晃動(dòng)，應(yīng)小心緩緩?fù)扑?，避免造成預(yù)應(yīng)力錨索的扭曲變形和損壞，最終將之前送入孔內(nèi)的樹脂藥卷絞碎。注漿管應(yīng)隨錨索一起放入鉆孔，注漿管頭部距孔底50 mm～100 mm，中途遇阻時(shí)可適當(dāng)調(diào)整再向下。如果出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，應(yīng)將錨索提出孔外，再次進(jìn)行成孔，一直到錨索可以順利送入。

3.6 注漿

為了最大程度地發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨索的錨固力，預(yù)應(yīng)力錨索注漿一般需要進(jìn)行兩個(gè)階段的注漿。

1)第一次注漿：一次注漿材料宜采用水泥砂漿，施工優(yōu)選水灰比范圍為0.40～0.50，壓力一般取大小為0.5 MPa,為常壓狀態(tài)。

2)第二次注漿：二次注漿材料宜采用純水泥漿，施工優(yōu)選水灰比范圍為0.40～0.50，二次注漿孔口或地面溢出漿液后可停止二次注漿，此時(shí)應(yīng)檢查二次注漿是否達(dá)到設(shè)計(jì)效果，若達(dá)到要求隨即對(duì)注漿密封裝置注漿，注漿時(shí)必須采用高于2.0 MPa的注漿壓力，二次注漿完成以后，應(yīng)及時(shí)清潔二次注漿用具。注漿壓力和注漿時(shí)間根據(jù)實(shí)際工程情況確定，并從底部到頂部分階段進(jìn)行。

3.7 預(yù)應(yīng)力錨索的張拉及鎖定

預(yù)應(yīng)力錨索張拉之前，應(yīng)派施工人員檢查張拉預(yù)應(yīng)力錨索的臺(tái)座面是否符合要求，須保持張拉預(yù)應(yīng)力錨索的臺(tái)座面平坦，并使臺(tái)座面垂直于預(yù)應(yīng)力錨索的水平軸線。在預(yù)應(yīng)力錨索張拉前設(shè)備應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定校準(zhǔn)，取張拉設(shè)備拉力為0.1 Nt～0.2 Nt，進(jìn)行1次～2次的錨索的預(yù)張拉，使預(yù)應(yīng)力錨索伸直，以便于減小預(yù)應(yīng)力錨索張拉過程中由于張拉力不均勻造成的不利因素，從而減小預(yù)應(yīng)力錨索中預(yù)應(yīng)力的損失。為防止鄰近預(yù)應(yīng)力錨索張拉之后，產(chǎn)生不必要的預(yù)應(yīng)力減小，造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，可以應(yīng)用“跳張法”施工方法，隔著1根或者2根錨索有序地張拉，將鄰近錨索預(yù)應(yīng)力的減小降低到最大程度。張拉過程中，要準(zhǔn)確、全面地記錄各相關(guān)參數(shù)，并檢查是否符合要求。鎖定2 d后根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)收，如不合格，可再次進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

3.8 錨索的超張拉

超張拉是為了補(bǔ)償因首次張拉時(shí)錨索夾片回縮引起錨索回縮造成的預(yù)應(yīng)力減小，防止預(yù)應(yīng)力錨索中預(yù)應(yīng)力不足造成結(jié)構(gòu)破壞。錨索鎖定后的預(yù)應(yīng)力變化不應(yīng)超過設(shè)計(jì)值的10%左右。在這一范圍之外，為了滿足設(shè)計(jì)的性能要求，必須采取措施來控制，通常采取的是二次張拉的辦法，即補(bǔ)償張拉。因此，對(duì)需調(diào)整拉力的永久性錨索，應(yīng)將用于張拉錨定的錨頭設(shè)計(jì)成可進(jìn)行補(bǔ)償張拉的形式，而不是用混凝土密封。

4 結(jié)語

隨著基坑加深加大，采用新型有效的支護(hù)措施勢(shì)在必行，而預(yù)應(yīng)力錨索施工方法，技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、節(jié)約資源，保障了基坑的安全穩(wěn)定，為工程按照計(jì)劃工期順利完成提供了保障，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 高世川.深基坑樁錨支護(hù)工程預(yù)應(yīng)力錨索施工[J].山西建筑，2012,38(4)：99-100.

[2] 楊洪波.對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索在深基坑支護(hù)中的施工技術(shù)分析[J].工程技術(shù)，2013(18)：91-92.

Analysis on pre-stressed anchor cable construction technology in deep foundation pit pile anchor support engineering

Zhang Hongwei

(Shanxi Second Construction Group Limited Company, Taiyuan 030001, China)

Based on the process principle of pre-stressed anchor cable construction, this paper introduced the preparatory work of pre-stressed anchor cable in pile anchor support construction, and from the hole drilling, hole cleaning, pre-stressed anchor cable production, installation, grouting and other aspects, elaborated the construction technology key points of pre-stressed anchor cable, pointed out that the technology was safe and reliable, convenient construction, low cost, worthy of popularization and application.

foundation pit, pre-stressed anchor cable, support engineering, construction technology

1009-6825(2016)30-0084-02

2016-08-17

張宏偉(1977- )，男，工程師

TU463

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