鄭云雷

（中鐵建華南建設(shè)有限公司）

1 工程概況

1.1 工程位置

該工程位于廣州市番禺區(qū)，清河?xùn)|路南側(cè)，盛興大街北側(cè)，廣場西路東側(cè)，廣場東路西側(cè)，斜置于番禺廣場及南側(cè)公園地塊內(nèi)，中間橫跨興泰路。站位東側(cè)為中銀大廈，北側(cè)為番禺區(qū)政府，西側(cè)為科爾海悅酒店、白云機(jī)場番禺候機(jī)樓、盛泰花園（北區(qū)）、盛泰花園（南區(qū)），南側(cè)為中央公園。

1.2 工程地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)斷面資料表明，自上而下依次為人工填土、粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖，微風(fēng)化花崗巖深度22.5m～51.3m；地下水主要賦存在強(qiáng)風(fēng)化帶和中風(fēng)化帶中，賦存不均一。巖石裂隙發(fā)育不均勻且大部分被泥質(zhì)充填，水量較豐富、具有承壓性。

1.3 工程設(shè)計(jì)

圖1 地質(zhì)剖面圖

基坑總長540m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度50m，深度40m。車站兩端頭內(nèi)支撐采用5 道混凝土支撐；車站中間位置地連墻采用吊腳墻形式、二道（三道）混凝土支撐、錨索支護(hù)，地連墻共204 幅，厚1.2m。本文重點(diǎn)闡述基坑中間位置錨索支護(hù)施工工藝的技術(shù)探討。

錨索設(shè)計(jì)長為22.5m，錨固段長度10m，自由端長度約12.5m，共套有Ф15.2 鋼絞線4 根，以向下20°錨入強(qiáng)風(fēng)化巖層中，設(shè)計(jì)軸向抗拔力為460KN；混凝土腰梁為四邊形，高為60cm，主筋為9 根C20 螺紋鋼，箍筋為A10 圓鋼，間距為150mm，保護(hù)層為30mm，混凝土等級為C40。

圖2 錨索混凝土腰梁設(shè)計(jì)圖

2 預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)工藝流程及施工方法

預(yù)應(yīng)力錨索施工的重點(diǎn)工序?yàn)殂@孔、錨索制作、注漿及應(yīng)力張拉，這些工序質(zhì)量直接決定著基坑支護(hù)效果，詳細(xì)的施工工藝見流程圖（圖3）。

圖3 錨索施工工藝流程圖

2.1 施工準(zhǔn)備

基坑開挖至腰梁底以下50cm，橫向預(yù)留8m 施工平臺，將平臺整平，并壓實(shí)，地下連續(xù)墻面不平整部位采用風(fēng)鎬破除，破除完后采用同地下連續(xù)墻配比砂漿進(jìn)行修補(bǔ)平。

2.2 測量放樣

按設(shè)計(jì)坐標(biāo)先將錨索孔位置準(zhǔn)確放樣在地連墻上，并在錨索孔開孔部位做好標(biāo)記，同時向上引出一個控制點(diǎn)，便于控制鉆桿角度，并對其進(jìn)行編號，防止發(fā)生錯誤；錨孔定位偏差不得超過±20mm。

2.3 鉆機(jī)就位

現(xiàn)場施工鉆機(jī)采用履帶式鑿巖機(jī)，直接移動至作業(yè)平臺，調(diào)整鉆桿，按照測量放樣點(diǎn)位置調(diào)整鉆進(jìn)角度。

2.4 鉆進(jìn)、成孔

成孔是錨索安裝的重要環(huán)節(jié)。錨索成孔直徑為Ф150，采用全長跟套管鉆進(jìn)，以防止塌孔涌水。鉆進(jìn)過程中調(diào)整好鉆桿角度，并用測量工具檢查鉆桿偏斜、及時糾偏，確保錨索孔滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。同時根據(jù)地質(zhì)和地下水情況，調(diào)整鉆速、鉆進(jìn)壓力等施工參數(shù)，做好施工記錄，為防止孔深不符合設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場成孔長度比設(shè)計(jì)長30cm。錨索錨固段長度若滿足嵌入微風(fēng)化巖10.0m 可提前終孔。若提前入巖或鉆至設(shè)計(jì)要求的入巖位置而未入巖，則必須立即通知勘察技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場加以處理（圖4）。

圖4 鉆孔作業(yè)

鉆孔控制要點(diǎn)：

⑴鉆桿鉆孔不得擾動周圍地層；

⑵鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地層條件定出孔位做出標(biāo)記；

⑶錨索孔位誤差不應(yīng)大于10cm，鉆頭直徑應(yīng)不小于設(shè)計(jì)孔徑；

⑷錨索孔的偏斜率不應(yīng)大于設(shè)計(jì)要求的2%；

⑸鉆孔深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)長度，也不宜大于設(shè)計(jì)長度50cm；

錨索成孔深度原則上必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。錨索施工前應(yīng)進(jìn)行試成孔，當(dāng)孔深達(dá)到巖層面深度位置時應(yīng)改用巖芯管抽取芯樣，以驗(yàn)證錨索下部巖性情況。

2.5 清孔

鉆孔完成后應(yīng)采用高壓水或高壓風(fēng)清孔，將孔內(nèi)巖石粉塵、泥土碎塊清除干凈，以避免在注漿過程中與水泥漿混合后降低水泥漿強(qiáng)度和孔壁粘結(jié)力。

2.6 錨索制作及安裝

預(yù)應(yīng)力錨索束包括錨固段、自由伸長段和張拉工作段三部分組成。按設(shè)計(jì)要求采用3～5 根直徑φ15.2mm高強(qiáng)低弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860N/mm2，設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度為1320N/mm2。錨索束采用人工安裝；施工前，核對錨索孔編號，確認(rèn)無誤后再次清孔，緩緩將錨索束放入孔內(nèi)（圖5）。

圖5 錨索制作及安裝

⑴錨索在鉆孔的同時于現(xiàn)場進(jìn)行制作，鋼絞線線下料長度為錨索設(shè)計(jì)長度、錨頭高度、千斤頂長度、工具錨和工作及張拉操作余量的總和；鋼絞線截?cái)嘤嗔咳?0mm。

⑵將截好的鋼絞線平順地放在作業(yè)臺架上，量出錨固段和錨索設(shè)計(jì)長度，分別作出標(biāo)記；在錨固段的范圍內(nèi)穿對中定位架，間距1m，兩對中支架之間采用Φ2 鉛絲扎緊；自由段每米也用鉛絲扎一道緊固環(huán)，并用PVC軟管穿套；在錨固段的范圍內(nèi)錨索架線環(huán)每隔1.5m 間隔設(shè)置，自由段每2m 設(shè)置一道，最后，在錨索端頭套上導(dǎo)向帽。

⑶按設(shè)計(jì)圖紙要求，安裝注漿管，采用兩根Φ20 硬塑料管。注漿管出漿口距離孔底應(yīng)保持50mm～100mm，注漿管與錨索采用鉛絲綁扎固定。

⑷錨索應(yīng)除銹除污垢，自由端涂抹黃油，作防腐處理后再外套PVC 管，錨固段錨索架線環(huán)每隔1.5m 間隔設(shè)置，自由段每2m 設(shè)置一道，相鄰兩隔離架之間安設(shè)束線環(huán)并對錨索進(jìn)行綁扎固定。各鋼絞線應(yīng)保持大致平行并保證承載體位于孔的中部，錨固段錨索束鋼絞線外保護(hù)層厚度應(yīng)確保不小于25mm。

⑸錨索防腐措施：

①自由段采用除銹、刷瀝青船底漆、瀝青玻纖布纏裹其層數(shù)不少于二層，并裝入套管中，套管兩端100mm～200mm 長度范圍內(nèi)用黃油充填，外繞扎工程膠布固定；

②錨固段應(yīng)除銹，砂漿保護(hù)層厚度應(yīng)不小于25mm。

③張拉完成后錨頭的錨具以及外露鋼絞線應(yīng)做防銹處理，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)罩、采用強(qiáng)度等級不低于C30 混凝土現(xiàn)澆封閉。

⑹錨索制作完畢后進(jìn)行自檢，確認(rèn)質(zhì)量合格后報(bào)監(jiān)理檢查驗(yàn)收簽認(rèn)，驗(yàn)收完的錨索應(yīng)集中放置于干燥清潔場區(qū)，并覆蓋保護(hù)備用；制作好的錨索應(yīng)盡早使用，不宜長期存放。

⑺錨索制作安裝卡控要點(diǎn)：

①每根鋼絞線均應(yīng)仔細(xì)檢查表面是否有刻痕、機(jī)械損傷、嚴(yán)重銹蝕，不合格品必須剔除，錨索束下料完成后，錨固段如有油脂、污漬必須擦洗干凈、確保錨固力。

②鋼絞線應(yīng)采用切割機(jī)下料，嚴(yán)禁使用氧割、電焊條切割，下料好的鋼絞線應(yīng)放置在平順的工作平臺上，不同長度規(guī)格的鋼絞線分類擺放，并用篷布進(jìn)行覆蓋，嚴(yán)防被雨淋和暴曬。

③鋼絞線束下料完成后應(yīng)及時編號掛牌，其下料長度應(yīng)在設(shè)計(jì)長度的基礎(chǔ)上考慮腰梁厚度以及張拉工作長度。

⑻每孔錨索的錨固段長度10m～12m，注漿管與錨索一起編入錨索束，從承載板中的孔中穿過。錨索束編制完成，對每一單元承載體錨索分別標(biāo)識區(qū)分，同時對錨索束對應(yīng)錨孔進(jìn)行編號。

⑼錨索束編號后轉(zhuǎn)運(yùn)至已完成的錨索孔旁，入孔前用高壓水或高壓風(fēng)再次清孔。錨索束安裝時應(yīng)緩慢勻速送入錨索孔內(nèi)，安裝過程中不得旋轉(zhuǎn)錨索束，避免錨索束扭曲，并隨時檢查隔離架及固定扎絲是否牢靠，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有損壞、移動、偏斜、脫落等現(xiàn)象時應(yīng)及時處理，必要時應(yīng)拔出錨索束重新更換，確保錨索束推送至設(shè)計(jì)深度后注漿管暢通。

2.7 錨索注漿

⑴錨索束注漿采用P·O42.5R 普通硅酸鹽水泥純漿，采用兩次注漿施工工藝，第一次注漿為孔底壓漿，注漿管隨錨索束一并放入到孔底，由底向外壓漿，直至孔口冒出濃漿，一次注漿壓力0.5～1.0MPa；第二次注漿在第一次壓漿初凝之后4～8 小時，利用預(yù)先埋設(shè)的注漿管對錨固段進(jìn)行高壓劈裂注漿，二次注漿壓力控制在2.0～2.5MPa；止?jié){標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)漿壓達(dá)1.0MPa 時，灌漿量0.5L/min，穩(wěn)壓15min。

⑵注漿液采用水泥漿，水灰比為0.45～0.55，水泥用量為50～55kg/m。水泥用42.5 級普通硅酸鹽水泥，加適量的早強(qiáng)劑，漿液固結(jié)體28 天強(qiáng)度要求達(dá)到30MPa。

⑶錨索束注漿實(shí)際水泥漿量一般都要大于理論設(shè)計(jì)方量，現(xiàn)場施工時在溢漿孔流出水泥漿液后暫停注漿，靜止1～2 分鐘，待水泥漿液面穩(wěn)定后再次補(bǔ)漿，確保錨固體注漿充實(shí)。注漿完成后及時清洗注漿管、注漿槍和注漿套管，做好施工記錄。

⑷錨索注漿為二次注漿，注漿導(dǎo)管采用兩根Φ20硬塑料管；注漿管采用硬塑料管制作，錨固端與自由段采用止?jié){塞進(jìn)行堵塞封閉。

2.8 鋼筋砼腰梁施工

圖6 腰梁鋼筋及模板安裝

⑴鋼筋混凝土腰梁采用現(xiàn)澆C40 混凝土澆筑。腰梁混凝土澆筑前，先將腰梁高度范圍內(nèi)地連墻表面剝皮、露出新鮮混凝土，在腰梁寬度范圍內(nèi)用C20 混凝土澆筑一層墊層，涂刷脫模劑或采取其他防粘措施，再鋼筋綁扎，縱向主筋鋼筋接頭應(yīng)盡量設(shè)置在相鄰錨索跨中三分之一部位并錯開布置，鋼筋接頭數(shù)量及錯開間距應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。如遇錨索束與腰梁鋼筋相互干擾時，可調(diào)整腰梁鋼筋?；炷翝仓r，對于錨索束部位要加強(qiáng)振搗，可以采用50 振搗棒為主、輔助30 振搗棒振搗，確?；炷琳駬v密實(shí)。

⑵錨索腰梁施工前需在地連墻墻面植4 根錨固長度不小于220mm 的HRB400 級φ22 鋼筋,采用沖擊鉆孔φ25 置放鋼筋，孔內(nèi)灌改性環(huán)氧樹脂粘劑。

⑶植筋應(yīng)采用A 級植筋膠，嚴(yán)禁使用不飽和聚酯樹脂和醇酸樹脂作為膠粘劑；采用的膠粘劑，必須進(jìn)行粘結(jié)抗剪強(qiáng)度檢驗(yàn)。植筋前，混凝土表面應(yīng)進(jìn)行鑿毛，并用鋼絲刷刷除表面油污、垢物，去掉表層粉刷層及疏松層，應(yīng)清除至堅(jiān)實(shí)基層。錨孔應(yīng)避開地連墻主筋，對于無法使用的廢孔，應(yīng)采用化學(xué)錨固膠或高強(qiáng)度等級的環(huán)氧樹脂水泥砂漿填實(shí)。

2.9 錨索束張拉、鎖定及封錨

錨索注漿體強(qiáng)度及腰梁砼強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行張拉作業(yè)。張拉前，應(yīng)將千斤頂和壓力表送到正規(guī)檢測單位進(jìn)行標(biāo)定，取得校準(zhǔn)證書，利用校準(zhǔn)證書計(jì)算實(shí)際張拉數(shù)值，并制作好張拉鎖定記錄表。

表1 錨索預(yù)應(yīng)力張拉數(shù)值

錨索張拉應(yīng)有序分級進(jìn)行。正式張拉前，應(yīng)取軸向拉力設(shè)計(jì)值的0.1～0.2 倍，預(yù)張拉2 次，使其各部分緊密接觸，錨索束鋼絞線完全平直。錨索張拉程序應(yīng)按照規(guī)范要求《錨索張拉荷載分級和位移觀測時間表》進(jìn)行。錨索的鎖定拉力取錨索的軸向抗拔力設(shè)計(jì)值的65%～75%。錨索鎖定前先張拉至設(shè)計(jì)拉力的1.1 倍并穩(wěn)壓15min，檢查伸長量并記錄后卸荷至鎖定荷載進(jìn)行鎖定，具體錨索張拉荷載分級及位移觀測時間應(yīng)遵循《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS22：2005）有關(guān)要求進(jìn)行。

錨索張拉后，如發(fā)現(xiàn)張拉力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時，必須與設(shè)計(jì)溝通并采取相應(yīng)補(bǔ)救措施后方可繼續(xù)基坑開挖。錨索鎖定后，如發(fā)現(xiàn)有明顯預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

圖7 預(yù)應(yīng)力張拉

錨索張拉時注意事項(xiàng)：

⑴錨索張拉前檢查鋼筋砼腰梁和錨墊板的承壓面必須平整，并與錨索束的軸線垂直，不滿足要求時采用薄鋼板加墊調(diào)整。

⑵張拉施工前必須委托專業(yè)機(jī)構(gòu)對千斤頂和壓力表進(jìn)行標(biāo)定和調(diào)試校準(zhǔn)。

⑶錨具安裝與錨墊板、千斤頂密貼對中，千斤頂軸線與錨索孔及錨索束軸線在一條直線上，不得彎壓或偏折錨索束端頭，確保承載體及鋼絞線受理均衡。

⑷錨索束張拉采用分級張拉，即第一次張拉至10%，使鋼絞線繃緊后放張，緊固工具錨后再次張拉至10%，記錄伸長量，第二次張拉至20%，穩(wěn)壓5min 后記錄伸長量，第三次張拉至110%，穩(wěn)壓15 分鐘后卸荷至100%，記錄伸長量后鎖定，錨索束張拉采取張拉力與伸長量雙控。在錨索束張拉鎖定完成后48 小時內(nèi)要加強(qiáng)應(yīng)力監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)力松弛，要詳細(xì)檢查原因并采取補(bǔ)張拉措施。

⑸錨索束張拉鎖定完成后觀察3 天，如未出現(xiàn)異常情況，可以進(jìn)入封錨施工。封錨前先將距錨具5cm 以外的鋼絞線束采用砂輪機(jī)切除，對外露錨具和鋼絞線采取防腐處理，按設(shè)計(jì)要求用C30 混凝土立模將錨頭澆筑在混凝土內(nèi)。

⑹錨索束張拉鎖定完成后要定期監(jiān)測預(yù)應(yīng)力，當(dāng)預(yù)應(yīng)力損失時超過設(shè)計(jì)值10%以上時，應(yīng)實(shí)施二次張拉以達(dá)到設(shè)計(jì)鎖定拉力。

⑺所有錨索外部張拉段長度不小于1.2m，嚴(yán)禁剪斷，便于后期檢測，補(bǔ)償張拉使用。

3 錨索施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

⑴鉆孔深度宜大于設(shè)計(jì)深度50cm，防止預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)松弛問題，造成預(yù)應(yīng)力小于設(shè)計(jì)要求。

⑵嚴(yán)格控制孔位、鉆孔傾角偏差，鉆孔孔位的允許偏差小于50mm，鉆孔傾角的允許偏差為3°，避免因施工誤差造成的應(yīng)力減少。

⑶及時做好千斤頂、錨具、液壓表等儀器和設(shè)備的標(biāo)定工作。

⑷加強(qiáng)張拉過程管控，實(shí)施記錄，確保錨索張拉實(shí)際值與理論值偏差小于±6%。

⑸加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋質(zhì)量驗(yàn)收工作，預(yù)應(yīng)力束斷絲、滑絲不得超過總數(shù)的0.5%，且一束內(nèi)斷絲、滑絲不超過1根，否則不能使用。

4 錨索施工質(zhì)量檢測

⑴錨索正式施工前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選取一定數(shù)量的錨索束進(jìn)行基本試驗(yàn)，詳細(xì)記錄施工參數(shù)，以便在正式施工時選取施工設(shè)備、調(diào)整施工工藝參數(shù)。

⑵錨索質(zhì)量檢測應(yīng)符合下列規(guī)定：

①錨索錨固力應(yīng)進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)量為錨索束總數(shù)量的5%且不得少于6 根。具體抗拔驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)按《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS22:2005）要求執(zhí)行。

②錨索的最大試驗(yàn)荷載應(yīng)取錨索軸向抗拔力的1.4 倍。

⑶錨索施工每次注漿時，應(yīng)制作水泥漿試塊，試塊數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

⑶檢測工作結(jié)束后應(yīng)提交包括工程概況、檢測方案、檢測原理及方法、檢測儀器設(shè)備、檢測資料分析處理方法和檢測結(jié)論、以及建議的質(zhì)量檢測報(bào)告：

⑸當(dāng)檢測結(jié)果不合格的數(shù)量超過規(guī)范要求時，應(yīng)按要求加大檢測數(shù)量，檢測方法和數(shù)量應(yīng)按質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)要求確定。道路和房屋及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變位情況，如發(fā)現(xiàn)有開裂和變形較大等現(xiàn)象時，立即停止基坑開挖，迅速召集有關(guān)人員研究分析，做出有效的加固措施。

⑹錨索應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求均勻布置并在一些關(guān)鍵部位加強(qiáng)布設(shè)；錨索的應(yīng)力監(jiān)測根數(shù)不應(yīng)少于錨索總數(shù)的5%，且不應(yīng)少于5 根。

5 技術(shù)應(yīng)用效果及結(jié)論

本工程破碎地質(zhì)深基坑采取預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)，和傳統(tǒng)的混凝土支撐、鋼管支撐等支護(hù)體系相比，能夠利用原地層結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度，節(jié)約了材料，減少了支護(hù)結(jié)構(gòu)，提供了良好的土方開挖作業(yè)空間，并解決了后續(xù)支撐拆除安全風(fēng)險(xiǎn)，并在工期上節(jié)約了時間。

在施工過程中，只要嚴(yán)格控制鉆孔、注漿和預(yù)應(yīng)力張拉工藝施工質(zhì)量，基坑側(cè)墻各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)值在規(guī)范允許范圍之間，可以達(dá)到基坑支護(hù)的預(yù)期效果。