邢濤

（云南省設(shè)計(jì)院集團(tuán)勘察院有限公司，昆明650228）

1 引言

近幾年來(lái)，隨著建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的迅速發(fā)展，深基坑工程的大量增加，預(yù)應(yīng)力錨索和鉆孔灌注樁聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在深基坑邊坡穩(wěn)定施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。優(yōu)點(diǎn)是安全、合理、經(jīng)濟(jì)[1]。當(dāng)前，它在基坑支護(hù)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)得到了眾多國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家、學(xué)者的認(rèn)可。預(yù)應(yīng)力錨索在支護(hù)工程中既可防止土的破壞，又可減少基坑邊墻的側(cè)向位移，減少占用空間，施工方便，提高工作效率，降低施工成本，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一。預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝復(fù)雜多變。下面針對(duì)其施工過(guò)程開(kāi)展分析。

2 工藝原理

錨桿施工中，由于裂縫發(fā)育，地下水富集，應(yīng)在錨固段進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)。如果錨段滲水超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，可采取注漿等措施進(jìn)行處理。在壓力作用下，由于預(yù)應(yīng)力錨索的存在，巖層發(fā)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。這種方法能顯著提高滑動(dòng)面的強(qiáng)度，增加結(jié)構(gòu)面的抗剪破壞能力（見(jiàn)圖1）。有預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力2種錨索，二者的區(qū)別在于預(yù)應(yīng)力錨索在巖土移動(dòng)時(shí)有主動(dòng)支承作用，非預(yù)應(yīng)力錨索僅有被動(dòng)支承作用；預(yù)應(yīng)力錨索可有效地減小基坑變形，其結(jié)構(gòu)性能優(yōu)于非預(yù)應(yīng)力錨索[2]。

圖1 錨索示意圖

3 樁錨支護(hù)施工前預(yù)應(yīng)力錨索的準(zhǔn)備

預(yù)應(yīng)力錨索是地層中的拉索構(gòu)件，屬于隱蔽工程。建造前應(yīng)完成以下工作：

1）分析了預(yù)應(yīng)力錨索施工區(qū)附近地下管線(xiàn)和巖土性質(zhì)等可能對(duì)施工造成不利影響的因素，提出了相應(yīng)的防治措施。

2）了解各類(lèi)交通道路、結(jié)構(gòu)及建筑物對(duì)基坑工程預(yù)應(yīng)力錨索施工的影響，提出了預(yù)防措施。

3）確定污水處理措施，對(duì)沖洗設(shè)備、管道、鉆孔和注漿廢水進(jìn)行了處理。

4）校驗(yàn)錨具和灌漿設(shè)備的性能。

5）對(duì)不同規(guī)格、型號(hào)、型號(hào)的原材料進(jìn)行了質(zhì)量檢查；

6）經(jīng)過(guò)熱處理的馬尾松木材表面裂紋加深、擴(kuò)大，整體性差。粗糙度高于未經(jīng)處理的馬尾松。結(jié)果表明，隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，表面粗糙度值減小，并保持穩(wěn)定；在1 h、2 h、4 h條件下，表面粗糙度隨熱處理時(shí)間的增加而減小。

4 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

4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝

預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程如圖2所示。

圖2 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程圖

4.2 鉆探

按設(shè)計(jì)要求在錨索施工區(qū)安排施工放線(xiàn)工，根據(jù)施工規(guī)程確定井位、井號(hào)，并做標(biāo)記和記錄。用錨具鉆進(jìn)，必須使整個(gè)鉆進(jìn)位置“直、穩(wěn)、平”，在不影響周?chē)貙拥那闆r下要注意鉆孔位置。當(dāng)鉆進(jìn)軸線(xiàn)偏差超過(guò)要求時(shí)要及時(shí)修正。

合理控制鉆速，防止“不鉆”和“卡鉆”；鉆孔結(jié)束后，將鉆桿再次舉起，用清水洗凈底部，再用清水沖洗。對(duì)于砂礫石層、卵石層、涌水層等，應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)沖擊鉆進(jìn)。抗粗砂碎卵石堵鉆，應(yīng)增加鉆孔深度，10 cm以下設(shè)計(jì)深度的10 cm停鉆。

在施工中，合理控制鉆速，監(jiān)測(cè)每一次鉆速的變化，并做好施工記錄。土中有塌方傾向時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加快鉆孔速度。在基坑土層沉降、塌方、洞穴塌陷等情況下，應(yīng)立即停止鉆孔，并采取相應(yīng)措施。

4.3 清孔

完成鉆孔操作后，用鉆桿注水。在排放之前必須進(jìn)行徹底的清潔。為了防止一些土屑和異物進(jìn)入孔洞中，清理后的孔洞應(yīng)暫時(shí)封閉。

4.4 制作預(yù)應(yīng)力錨索

近年來(lái)，隨著基礎(chǔ)工程支護(hù)技術(shù)的快速發(fā)展，以及預(yù)應(yīng)力錨索施工方法的不斷改進(jìn)，對(duì)基坑錨桿預(yù)應(yīng)力錨索的生產(chǎn)提出了更高的要求。預(yù)應(yīng)力錨索在滿(mǎn)足其功能要求的同時(shí)，還應(yīng)滿(mǎn)足耐腐蝕等長(zhǎng)期耐久性要求。員工可以在現(xiàn)場(chǎng)加工線(xiàn)材。在切割過(guò)程中，應(yīng)在平臺(tái)上安裝放線(xiàn)裝置，使鋼絲、絞線(xiàn)排列整齊。高強(qiáng)鋼絲在預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)生產(chǎn)前必須進(jìn)行清理，嚴(yán)格控制其下料長(zhǎng)度。每根預(yù)應(yīng)力鋼絲繩受力后，為使應(yīng)力相等，不產(chǎn)生偏心應(yīng)力，必須更換或重新加工下料長(zhǎng)度。繩索是用砂輪切割機(jī)切割的，為防止熱損傷和強(qiáng)度降低，鋼絞線(xiàn)不允許使用切割弧線(xiàn)。切下鋼絞線(xiàn)前，不得扭動(dòng)它，不得使用死彎等不合格材料，并且應(yīng)將隔板設(shè)置在預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)水平軸向上，以便預(yù)應(yīng)力錨索注漿等后續(xù)施工能夠保持隔板與預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)之間的距離，并預(yù)留足夠的工作面。以往的工程實(shí)踐表明，當(dāng)隔震框架間距在1.0～1.5 m時(shí)，后續(xù)施工效果較好。

4.5 索錨安放

鋼絲繩安裝前，應(yīng)安排人員檢查鋼絲繩是否平直，是否排列合理，消除交叉扭曲的鋼絲繩，確保裝配的錨索符合要求。預(yù)應(yīng)力錨索在距自由端約1 m處需特別處理。用細(xì)絲束扎，PVC膠管包裹。這不僅可以防止泥漿滑移，還可以防止泥漿流入游離端，造成不必要的損失。放入預(yù)應(yīng)力錨索前，再檢查預(yù)應(yīng)力錨索孔洞數(shù)量與錨索孔洞數(shù)量是否一致。檢驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)有任何異常后，將樹(shù)脂筒安裝在錨具孔的底部，用預(yù)應(yīng)力錨索推進(jìn)錨具孔。預(yù)應(yīng)力錨索通過(guò)錨桿的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)推進(jìn)鉆孔。向前推進(jìn)，禁止搖晃。小心緩慢推進(jìn)，避免預(yù)應(yīng)力錨索變形破壞。最后，首先進(jìn)入孔內(nèi)的樹(shù)脂柱破裂。灌漿管宜配合錨索插入鉆孔中。注漿管頭與孔底間距在50～100 mm。中段封堵后，可適當(dāng)調(diào)整，再次下降。如孔洞松開(kāi)，應(yīng)將錨索吊出孔洞外，重新形成孔洞，直至錨索順利地進(jìn)入孔洞內(nèi)[3]。

5 注漿

為使預(yù)應(yīng)力錨索錨固能力最大化，一般采用2次注漿。

第一次注漿：水泥砂漿初漿速率最高，水灰比為0.40～0.50，常壓下為0.5 MPa；

第二次注漿：二次灌漿材料為純水泥漿，水灰比在0.40～0.50。在二級(jí)注漿停止或地面溢出之后。這時(shí)應(yīng)檢查二次注漿是否符合設(shè)計(jì)要求。如果達(dá)到要求，必須立即進(jìn)行灌漿。二次灌漿結(jié)束后，灌漿量必須在2.0 L以上，二次灌漿裝置應(yīng)及時(shí)清洗干凈。根據(jù)工程的實(shí)際情況，確定灌漿壓力和灌漿時(shí)間，從底至頂段灌漿。

6 預(yù)應(yīng)力錨索的張拉及鎖定

在拉預(yù)應(yīng)力錨索之前對(duì)錨索的座面進(jìn)行檢查，以確保符合要求。支座表面應(yīng)保持平整，并與預(yù)應(yīng)力支座水平軸垂直。對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索張拉前的校驗(yàn)。采用0.1～0.2 kN的張拉力對(duì)錨索進(jìn)行1次或2次預(yù)張拉，使錨索預(yù)應(yīng)力牢固，降低張拉不均引起的不利因素，降低預(yù)應(yīng)力損失。為防止相鄰預(yù)應(yīng)力錨索發(fā)生張拉，采用“跳張法”施工，造成不必要的預(yù)應(yīng)力減量和經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，通過(guò)對(duì)1根或2根錨索進(jìn)行有秩序的張拉，使相鄰錨索的預(yù)應(yīng)力折減最小。在張拉過(guò)程中準(zhǔn)確、全面地記錄和檢查相關(guān)參數(shù)；鎖定2 d后，根據(jù)試驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收。如果沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可以重新補(bǔ)齊。

7 施工效果

經(jīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，基坑變形穩(wěn)定，均達(dá)到錨索軸向內(nèi)力設(shè)計(jì)值。經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)分析，錨索在整個(gè)使用壽命期間沒(méi)有出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失，錨固力沒(méi)有出現(xiàn)松弛，基坑處于安全狀態(tài)。與傳統(tǒng)高壓旋噴錨索相比，可縮短錨桿長(zhǎng)度或減少數(shù)量，且施工工藝可一次成孔、就錨和旋噴，大大提高工作效率，縮短施工周期，降低環(huán)境影響，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

8 結(jié)語(yǔ)

為保持墻內(nèi)應(yīng)力合理，控制變形，在深基坑工程施工中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和工程實(shí)際情況采用預(yù)應(yīng)力錨索，把支撐結(jié)構(gòu)的力傳遞到穩(wěn)定層，從而達(dá)到穩(wěn)定的目的。在深基坑施工中，通過(guò)改變應(yīng)力狀態(tài)，盡量減小邊壁位移，提高了施工的安全性和穩(wěn)定性。伴隨基坑深度增加，應(yīng)采取有效支護(hù)措施，采用預(yù)應(yīng)力錨索施工，其技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、節(jié)約資源、保證基坑穩(wěn)定，確保工程按計(jì)劃工期順利完成，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。