周曉軍，劉建國(guó)

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都 610031)

0 引言

修建以地鐵為代表的城市軌道交通是改善和解決我國(guó)大中城市公共交通擁堵?tīng)顩r的有效途徑。在地面建筑物密集、交通量繁忙以及地下管線繁多的城市中心區(qū)修建地鐵期間，新建車站深基坑近接或緊鄰既有建筑物的現(xiàn)象已較為普遍。為確保新建車站和既有建筑物的安全和正常使用，根據(jù)地鐵地下車站近接既有建筑物的工程建設(shè)環(huán)境和地質(zhì)條件，明挖地鐵車站深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)可采用錨噴方式如錨桿(索)與土釘和噴射混凝土組合、柱列式如鉆孔灌注樁、鋼管樁等、壁式如地下連續(xù)墻、水泥土攪拌樁(SMW)、拉森鋼板樁等作為深基坑的圍護(hù)形式。

成都地鐵6號(hào)線金府站緊鄰交大路下穿金府路城市道路隧道和長(zhǎng)久機(jī)電城的臨街商鋪，車站基坑周圍工程建設(shè)環(huán)境和施工條件較為復(fù)雜，施工場(chǎng)地狹窄，因此車站明挖深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全對(duì)于保障與基坑緊鄰的既有交大路下穿金府路城市道路隧道和長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪的安全使用具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以成都地鐵6號(hào)線金府站明挖深基坑緊鄰既有建筑物基礎(chǔ)時(shí)采用預(yù)應(yīng)力錨索加固地層為例，分析和總結(jié)了預(yù)應(yīng)力錨索在深基坑中的施工工藝以及質(zhì)量控制要點(diǎn)。

1 工程概況

1.1 車站位置和周邊環(huán)境

成都地鐵6號(hào)線金府站位于四川省成都市金牛區(qū)交大路與金府路交叉路口的東南側(cè)，車站縱向沿交大路出城方向設(shè)置在既有的交大路下穿金府路城市道路隧道和車站靠近長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪之間寬約11m輔道范圍內(nèi)的地下，車站呈東西向布置，全長(zhǎng)311.3m, 其小里程端跨金府路口，大里程端靠近長(zhǎng)青路口。金府站是成都市第1座在站臺(tái)公共區(qū)采用無(wú)柱大跨結(jié)構(gòu)的地下車站，采用明挖順作法進(jìn)行施工。其與遠(yuǎn)期規(guī)劃的27號(hào)線車站形成節(jié)點(diǎn)換乘，金府站平面位置及其周邊建筑物如圖1所示。

圖1 金府站平面位置

由圖1可知，金府站基坑周邊建(構(gòu))筑物密集，施工場(chǎng)地狹窄?；又苓呏饕ㄖ镉校很囌疚髂蟼?cè)緊鄰既有的交大路下穿金府路城市道路隧道。交大路下穿金府路隧道與金府站的基坑并行，兩者并行的長(zhǎng)度有272.6m。車站東北側(cè)則緊鄰既有的長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪，為地面上2層混凝土框架結(jié)構(gòu)，商鋪框架結(jié)構(gòu)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)加以支撐，長(zhǎng)久機(jī)電城和金府站并行的長(zhǎng)度約225.8m。

1.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

金府站所處區(qū)域內(nèi)地形較平坦，地面海拔高程在512.720～513.890m。地貌單元為岷江水系Ⅰ級(jí)階地。車站基坑范圍內(nèi)上覆第四系人工填土層(Q4ml)，其下依次為第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)的粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、中砂和卵石。車站主體結(jié)構(gòu)底板放置于中密至密實(shí)卵石層中?；臃秶鷥?nèi)地下水主要賦存于填土層中的上層滯水和第四系砂、卵石層的孔隙潛水。上層滯水分布于填土層，無(wú)統(tǒng)一水位，水量變化大，且不穩(wěn)定。第四系孔隙潛水主要賦存于砂卵石層中，富水性中等。砂卵石層的滲透性高，透水能力強(qiáng)。基坑區(qū)域內(nèi)地下水主要靠大氣降水、區(qū)域地表水及地下徑流補(bǔ)給，最高水位年變化幅度在地面以下2.0～3.0m。金府站基坑所處地段的地層及其物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 金府站所處地層及其物理力學(xué)參數(shù)

2 車站深基坑緊鄰既有建筑物基礎(chǔ)的地層加固方案

金府站深基坑?xùn)|北側(cè)緊鄰既有的長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪，由柱下獨(dú)立基礎(chǔ)加以支撐。金府站與長(zhǎng)久機(jī)電城并行的長(zhǎng)度為225.8m。金府站與既有長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪以及交大路下穿金府路城市道路隧道之間橫剖面位置和地層狀況及其厚度如圖2所示。

由圖2可知，金府站緊鄰既有的長(zhǎng)久機(jī)電城建筑群和交大路下穿金府路隧道。長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪外墻與基坑圍護(hù)樁外壁之間的凈距為0.8m，而其柱下獨(dú)立基礎(chǔ)外側(cè)與基坑圍護(hù)樁之間的凈距為0.4m。此外，金府站為地下2層島式站臺(tái)車站，車站頂板的覆土厚度約為4.1～5.3m，車站主體結(jié)構(gòu)總高度為14.7～16.7m，底板埋深約20.26～21.9m。金府站基坑開(kāi)挖深度為21.0～23.0m，屬于明挖深基坑。由于既有的長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪和交大路下穿金府路城市道路隧道均處于基坑開(kāi)挖所引起的地面沉降影響范圍以內(nèi)，因此金府站明挖深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在坑內(nèi)土體被挖除期間的施工安全風(fēng)險(xiǎn)極高。

圖2 金府站與長(zhǎng)久機(jī)電城和交大路下穿金府路隧道橫斷面

結(jié)合金府站深基坑和長(zhǎng)久機(jī)電城以及交大路下穿金府路隧道之間的空間位置關(guān)系，并綜合考慮機(jī)電城臨街商鋪柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和交大路下穿金府路隧道既有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為控制深基坑開(kāi)挖期間緊鄰長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪和交大路下穿金府路隧道一側(cè)砂卵石地層發(fā)生的水平位移和沉降，確保深基坑開(kāi)挖期間既有機(jī)電城臨街商鋪和下穿金府路隧道的安全，分別采用袖閥管注漿、自鉆式錨管注漿和預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)砂卵石土地層進(jìn)行加固。對(duì)金府站深基坑緊鄰既有的交大路下穿金府路隧道圍護(hù)樁一側(cè)的砂卵石地層分別采用袖閥管和自鉆式錨管進(jìn)行注漿加固。鑒于機(jī)電城獨(dú)立基礎(chǔ)的下部為砂卵石層，層間抗剪強(qiáng)度較低，基坑開(kāi)挖期間極易引起砂卵石地層的位移和沉降，尤其是獨(dú)立基礎(chǔ)發(fā)生的差異沉降會(huì)直接影響其上部框架結(jié)構(gòu)的安全。因此，對(duì)于金府站基坑緊鄰長(zhǎng)久機(jī)電城獨(dú)立基礎(chǔ)一側(cè)的地層分別采用袖閥管注漿和預(yù)應(yīng)力錨索的方式進(jìn)行加固。兩者的加固方式和具體位置如圖2所示。本文著重對(duì)金府站深基坑近接既有建筑物一側(cè)的地層采用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固的施工技術(shù)和質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)與分析。

為控制長(zhǎng)久機(jī)電城柱下獨(dú)立基礎(chǔ)一側(cè)和交大路下穿金府路隧道一側(cè)土體在金府站深基坑內(nèi)砂卵石土體被挖除期間所引發(fā)的水平位移和沉降，金府站基坑采用鉆孔灌注樁和內(nèi)部水平橫撐相結(jié)合的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。鑒于長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪與金府站明挖基坑縱向并行的長(zhǎng)度達(dá)到225.8m，其2層的地面框架結(jié)構(gòu)由設(shè)置在砂卵石地層中的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)支撐。為降低基坑開(kāi)挖期間引起的地層差異沉降和水平位移，在基坑緊鄰機(jī)電城基礎(chǔ)一側(cè)采用豎向雙層錨索并沿基坑軸線分別逐段設(shè)置的方式加固地層。即在基坑內(nèi)向機(jī)電城臨街商鋪柱下獨(dú)立基礎(chǔ)下部的砂卵石地層沿基坑開(kāi)挖深度增設(shè)上、下兩層預(yù)應(yīng)力錨索，且沿基坑走向分段設(shè)置，僅對(duì)機(jī)電城與基坑并行的縱向長(zhǎng)度段設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，以控制基坑開(kāi)挖期間緊鄰基坑的機(jī)電城臨街商鋪獨(dú)立基礎(chǔ)部位砂卵石土體發(fā)生的沉降和水平位移，確保深基坑開(kāi)挖期間長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪的結(jié)構(gòu)安全和正常使用。

3 預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計(jì)參數(shù)與構(gòu)造

3.1 錨索設(shè)計(jì)參數(shù)

從圖2可見(jiàn)，預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)置在金府站明挖深基坑緊鄰長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪柱下獨(dú)立基礎(chǔ)部位的砂卵石地層內(nèi)。鑒于金府站與長(zhǎng)久機(jī)電城并行的長(zhǎng)度有225.8m，為降低基坑分段開(kāi)挖期間引起的地層差異沉降，需要對(duì)長(zhǎng)久機(jī)電城基礎(chǔ)下部的土體沿基坑縱向分段進(jìn)行加固，金府站深基坑內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨索沿基坑縱向上設(shè)置的總長(zhǎng)度為126.0m，即預(yù)應(yīng)力錨索在車站基坑內(nèi)沿機(jī)電城一側(cè)基礎(chǔ)下部加固的縱向長(zhǎng)度為126.0m。金府站明挖深基坑內(nèi)沿長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪縱向上的錨索設(shè)置區(qū)域及其長(zhǎng)度如圖3所示。

圖3 金府站深基坑內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)置區(qū)域平面(單位: m)

預(yù)應(yīng)力錨索沿車站基坑走向設(shè)置的長(zhǎng)度涵蓋了長(zhǎng)久機(jī)電城沿車站基坑走向上擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)置范圍。在深基坑靠長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪一側(cè)的圍護(hù)樁上分別設(shè)置上、下兩層預(yù)應(yīng)力錨索，錨索沿基坑走向上的縱向間距為2.8m，每層共設(shè)置45道預(yù)應(yīng)力錨索，沿基坑深度方向的上、下兩層共設(shè)置90道預(yù)應(yīng)力錨索。在車站基坑內(nèi)被挖除土體的底面標(biāo)高低于長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底面標(biāo)高0.5m處開(kāi)始設(shè)置第1層預(yù)應(yīng)力錨索。其后，當(dāng)基坑內(nèi)土體被挖除的底面標(biāo)高距離第1層錨索端頭2.5m時(shí)開(kāi)始設(shè)置第2層預(yù)應(yīng)力錨索，兩者在基坑內(nèi)具體的位置如圖2所示。金府站明挖深基坑內(nèi)所設(shè)置的預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

表2 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)參數(shù)

從金府站深基坑內(nèi)向長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪柱下獨(dú)立基礎(chǔ)一側(cè)卵石層中設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索的方式如圖2所示，預(yù)應(yīng)力錨索與深基坑圍護(hù)樁的平面位置如圖4所示。

圖4 預(yù)應(yīng)力錨索和基坑圍護(hù)樁的平面位置關(guān)系

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索構(gòu)造

為確保金府站深基坑開(kāi)挖期間與其緊鄰的長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪框架結(jié)構(gòu)的安全，采用粘結(jié)式預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)長(zhǎng)久機(jī)電城柱下獨(dú)立基礎(chǔ)部位的砂卵石地層進(jìn)行加固。預(yù)應(yīng)力錨索由錨固段、自由段和緊固頭三部分組成。緊固頭包括I28a型鋼腰梁、承壓板和錨具。預(yù)應(yīng)力錨索的長(zhǎng)度由錨固段、自由段和張拉段三部分構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 預(yù)應(yīng)力錨索構(gòu)造

錨索鋼絞線選用1×7標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線，其公稱直徑為φ15.2mm，標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度為1 860MPa。緊固頭的錨具設(shè)置在20mm厚承壓板上，并將承壓板與I28a的2根型鋼腰梁相連。通過(guò)錨具對(duì)錨索鋼絞線施加的預(yù)應(yīng)力由承壓板與型鋼腰梁一并傳遞到基坑的圍護(hù)樁和樁間砂卵石土體上。預(yù)應(yīng)力錨索的導(dǎo)向帽采用直徑為60mm、壁厚5mm的鋼管與厚度為2mm的鋼板經(jīng)焊接加工而成，其構(gòu)造如圖6所示。

圖6 導(dǎo)向帽構(gòu)造

4 預(yù)應(yīng)力錨索施工

針對(duì)與金府站明挖深基坑緊鄰的長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪而言，當(dāng)金府站深基坑內(nèi)土體開(kāi)挖的底面標(biāo)高低于長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底面0.5m時(shí)開(kāi)始設(shè)置第1層預(yù)應(yīng)力錨索。在基坑內(nèi)采用2臺(tái)鉆機(jī)進(jìn)行錨孔的鉆進(jìn)。當(dāng)?shù)?層錨索設(shè)置完成后，繼續(xù)開(kāi)挖基坑內(nèi)的土體。直至基坑內(nèi)的土體底面標(biāo)高低于第1層錨索2.5m時(shí)，在基坑內(nèi)再設(shè)置第2層預(yù)應(yīng)力錨索。

預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝流程為：錨索制作→檢驗(yàn)錨索質(zhì)量→開(kāi)挖深基坑土方至設(shè)計(jì)標(biāo)高→測(cè)量和確定孔位→機(jī)械成孔并復(fù)測(cè)孔位和角度→安放錨索→第1次注漿→第2次注漿→養(yǎng)護(hù)→安裝錨具和腰梁→張拉鎖定→封孔→開(kāi)挖基坑土方至設(shè)計(jì)底板標(biāo)高。通過(guò)上述施工流程使錨索與型鋼腰梁以及鉆孔樁組合成共同的承載體系，減小深基坑內(nèi)土體被挖除期間基坑側(cè)壁砂卵石地層發(fā)生的沉降和水平位移，確保深基坑及與其緊鄰的既有建筑物的安全。

在預(yù)應(yīng)力錨索正式施作前還在金府站深基坑內(nèi)選取3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)施作了3根實(shí)驗(yàn)錨索，其施工工藝和長(zhǎng)度均與加固長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪基礎(chǔ)區(qū)域地層的錨索相同。根據(jù)試驗(yàn)錨索成功實(shí)施的基礎(chǔ)上，按照以上確定的預(yù)應(yīng)力錨索施工方法和工藝流程，分別隨金府站深基坑內(nèi)土體的開(kāi)挖依次分別設(shè)置了第1層和第2層的預(yù)應(yīng)力錨索。金府站深基坑內(nèi)施作完成的預(yù)應(yīng)力錨索如圖7所示。

圖7 金府站深基坑內(nèi)施作完成的預(yù)應(yīng)力錨索

4.1 錨索施工技術(shù)要點(diǎn)

1)施工準(zhǔn)備

安裝前首先對(duì)鋼絞線進(jìn)行外觀和質(zhì)量檢查，確保每根鋼絞線順直且排列均勻，并除去鋼絞線上的銹跡和油污。在錨固段間隔設(shè)置鋼絞線的架線環(huán)，其間距為1.0m，在自由段設(shè)置架線環(huán)，其間距為1.5m，以使各根鋼絞線分離，保證錨索束體的砂漿保護(hù)層厚度≥20mm。在自由段將鋼絞線用φ20mm塑料波紋管進(jìn)行包裹扎牢。架線環(huán)的橫截面如圖8所示。

圖8 架線環(huán)橫截面

2)施作錨索孔

在施作錨索孔之前需要先搭建腳手架，以滿足現(xiàn)場(chǎng)人員開(kāi)展試鉆、安放錨索和注漿等工序的需要。按照設(shè)計(jì)錨索孔位和圍護(hù)樁號(hào)的位置與間距進(jìn)行測(cè)量和放樣，并確定錨索孔的孔位，用油漆在基坑圍護(hù)側(cè)壁上標(biāo)記測(cè)定的錨孔位置。使鉆機(jī)就位，并嚴(yán)格按照錨索設(shè)計(jì)孔位、傾角和方位準(zhǔn)確定位。采用測(cè)角量具控制錨索孔的角度，使鉆機(jī)導(dǎo)軌傾角的誤差不超過(guò)±1°，方位誤差不超過(guò)±50mm。施作鉆孔，在鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中記錄孔內(nèi)的巖性和地下水等狀況，并采用壓縮空氣清孔。鉆孔的孔徑和孔深不小于設(shè)計(jì)值，并且使孔深在錨索全長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上增加500mm。待鉆機(jī)鉆進(jìn)的孔深達(dá)到安放錨索的深度時(shí)可使鉆機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)3～5min，確保錨孔壁圓順和便于清孔。待錨索孔清孔完畢后，即可進(jìn)行錨索安放，并應(yīng)及時(shí)進(jìn)行注漿。錨索孔內(nèi)注漿時(shí)間應(yīng)不超過(guò)24h，以避免錨索孔因長(zhǎng)時(shí)間擱置而造成塌孔。

3)向錨索孔內(nèi)注漿

向錨索孔內(nèi)注漿采用二次注漿，其工藝和過(guò)程分別敘述如下。

第1次注漿采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥制成的水泥砂漿，水灰比為0.38～0.45，灰砂比為1∶1～1∶1.2，砂漿的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不低于30MPa。采用重力和0.4～0.6MPa的低壓力進(jìn)行注漿。漿液采用底部灌漿的方式。將注漿導(dǎo)管底端插入孔底，使導(dǎo)管孔口距孔底的距離控制在300～500mm。在注漿的同時(shí)，將導(dǎo)管以15cm/min的速度緩慢抽出，確保導(dǎo)管出漿口始終處于孔內(nèi)漿體表面以下，并使孔內(nèi)氣體能全部逸出。當(dāng)錨索孔孔口有水泥漿液流出時(shí)，表明孔內(nèi)已經(jīng)注滿漿液，即可停止注漿。

待第1次注漿初凝后可進(jìn)行第2次注漿，第2次注漿采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥制成的純水泥漿，水灰比為0.5～0.55。采用高壓注漿，注漿壓力控制在2.5～5.0MPa。注漿時(shí)需將注漿壓力穩(wěn)定2min，保證漿液充滿錨索孔。此外，注漿時(shí)還需要將二次注漿管牢固綁扎在桿體上，注漿管的出漿口應(yīng)采取逆止措施，二次注漿時(shí)的終止壓力不宜小于1.5MPa。

4)設(shè)置型鋼腰梁

待錨索孔內(nèi)二次注漿完畢后即可設(shè)置型鋼腰梁。型鋼腰梁采用I28a型鋼組裝。型鋼腰梁的結(jié)構(gòu)及其主要尺寸如圖9所示。

圖9 錨索的型鋼腰梁結(jié)構(gòu)

5)錨索的張拉和鎖定

錨索的張拉和鎖定是預(yù)應(yīng)力錨索施工中的關(guān)鍵工序，其主要包括張拉配套設(shè)備的標(biāo)定與組裝、錨索束的張拉和鎖定荷載等工序。張拉設(shè)備采用預(yù)應(yīng)力穿心式液壓千斤頂和小噸位卡式千斤頂，錨具采用了YLM15-4系列錨具。

張拉錨索前需對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。錨索束體的張拉應(yīng)力分2次進(jìn)行，第1次張拉按五級(jí)分別進(jìn)行張拉，即預(yù)應(yīng)力按照設(shè)計(jì)軸力的25%，50%，75%，100%，110%五級(jí)分別施加。前四級(jí)施加預(yù)應(yīng)力后需保持6min，后一級(jí)預(yù)應(yīng)力施加后需要保持30min。錨索在第1次張拉后的6～10d內(nèi)可根據(jù)對(duì)錨索張力監(jiān)測(cè)的信息來(lái)分析預(yù)應(yīng)力的變化狀況。如錨索的預(yù)應(yīng)力數(shù)值發(fā)生明顯減小而損失時(shí)，應(yīng)再進(jìn)行一次補(bǔ)償張拉，以便補(bǔ)償錨索的松弛和由于地層蠕變等因素而造成的錨索預(yù)應(yīng)力降低。

6)封孔

當(dāng)錨索完成補(bǔ)償張拉后，需要對(duì)錨孔進(jìn)行及時(shí)封孔。對(duì)于下傾的錨索，注漿管從預(yù)留孔插入，直至管口插入到錨固段頂面約50cm?？字械目諝饨?jīng)由設(shè)在定位止?jié){環(huán)處的排氣管排出。

7)外部保護(hù)

注漿封孔后，預(yù)留一端外露的鋼絞線，其長(zhǎng)度從錨具量起約100mm，截去其余的鋼絞線。并在其外部包裹厚度≥50mm的水泥砂漿作為保護(hù)層。

通過(guò)采用上述的錨索施工方法和措施，順利施作完成了金府站深基坑靠近長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪一側(cè)共上下2層90道預(yù)應(yīng)力錨索的施工。在預(yù)應(yīng)力錨索施工期間，為確保預(yù)應(yīng)力錨索的施工質(zhì)量，還對(duì)錨索孔的打設(shè)、注漿、張拉、鎖定和封孔等工序進(jìn)行了科學(xué)與合理地組織與安排，使前后工序有機(jī)銜接，并在施工期間對(duì)每個(gè)工序做好相關(guān)的施工記錄。

4.2 錨索驗(yàn)收試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)

4.2.1錨索的驗(yàn)收試驗(yàn)

為確定錨索錨固體和周圍巖土層之間的粘結(jié)強(qiáng)度與錨索的抗拔能力，驗(yàn)證在砂卵石土層中所施作錨索的質(zhì)量，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行了驗(yàn)收試驗(yàn)。在試驗(yàn)前對(duì)加載裝置和測(cè)試儀表進(jìn)行計(jì)量檢定，確保試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性和精度。驗(yàn)收試驗(yàn)用于檢驗(yàn)錨索抗拉承載力和錨索束體受拉自由段長(zhǎng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，并且作為判別錨索施工質(zhì)量的主要依據(jù)。驗(yàn)收抗拔的錨索應(yīng)隨機(jī)抽樣，采用單循環(huán)分級(jí)加載法?？拱螖?shù)量為每種類型錨索的5%，且不能少于3根。對(duì)于金府站的深基坑而言，在第1層和第2層錨索中各隨機(jī)選取3根錨索進(jìn)行單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)。鑒于金府站施工的錨索為永久性錨索，試驗(yàn)最大荷載值取為軸向拉力設(shè)計(jì)值的1.2倍。錨索驗(yàn)收時(shí)初始荷載為錨索拉力設(shè)計(jì)值的30%，以后加載值分別為錨索設(shè)計(jì)軸力值的50%，70%，90%，110%，120%。驗(yàn)收試驗(yàn)中，加載速度為50～100kN/min，荷載每增加一級(jí)時(shí)均穩(wěn)定5～10min，記錄位移讀數(shù)。最后一級(jí)荷載應(yīng)維持10min，按照持荷時(shí)間1，3，5，10min測(cè)讀一次錨索的位移值。在最大試驗(yàn)荷載作用下，在規(guī)定持荷時(shí)間內(nèi)錨索位移增量應(yīng)<1mm，不能滿足時(shí)，則增加持荷時(shí)間至60min，累計(jì)位移增量應(yīng)<2mm。測(cè)得錨索的最大荷載及其累計(jì)位移結(jié)果如表3所示。抽檢的錨索在逐級(jí)加載時(shí)荷載與位移曲線如圖10所示。

表3 預(yù)應(yīng)力錨索驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，金府站深基坑內(nèi)設(shè)置的第1層和第2層預(yù)應(yīng)力錨索在最大荷載時(shí)引起的位移增量小于2mm。由此可得所施作的預(yù)應(yīng)力錨索錨固力滿足設(shè)計(jì)要求。

從圖10所示的錨索在逐級(jí)加載作用下的位移變化曲線分析，錨索發(fā)生的位移均不相同，兩者呈非線性關(guān)系變化，且隨著荷載的逐級(jí)增加位移逐漸增大。第1層錨索中累計(jì)發(fā)生最大位移值達(dá)到56.7mm，第2層錨索中累計(jì)發(fā)生最大位移值達(dá)到50.1mm。但在最大荷載作用下持荷60min引起的位移增量均小于2mm。由此表明施作的錨索達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且發(fā)揮了控制地層位移的作用。

4.2.2錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)

錨索的應(yīng)力監(jiān)測(cè)包括短期監(jiān)測(cè)和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。短期監(jiān)測(cè)就是在錨索被鎖定后的48h內(nèi)，測(cè)試錨索應(yīng)力，若監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)其預(yù)應(yīng)力損失大于設(shè)計(jì)值10%時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。而長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)則是在基坑開(kāi)挖過(guò)程中每天對(duì)錨索預(yù)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)采取措施及時(shí)處理。通過(guò)對(duì)金府站深基坑內(nèi)所施作預(yù)應(yīng)力錨索的短期和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)錨索預(yù)應(yīng)力損失的現(xiàn)象。此外，對(duì)金府站明挖基坑近接長(zhǎng)久機(jī)電城一側(cè)砂卵石地層采用預(yù)應(yīng)力錨索加固后，在基坑內(nèi)土體被挖除期間的地表沉降進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。為便于分析，選取金府站明挖基坑緊鄰長(zhǎng)久機(jī)電城建筑物一側(cè)地面上的8個(gè)地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的地表沉降曲線。分析可知，在金府站明挖基坑內(nèi)砂卵石被挖除的過(guò)程中，基坑靠近長(zhǎng)久機(jī)電城建筑物一側(cè)的地表最大沉降值為3.75mm，最大地表沉降變形速率0.85mm/d，小于設(shè)計(jì)控制值3mm/d的要求。鑒于篇幅所限，本文未示出對(duì)建筑物沉降的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，針對(duì)金府站深基坑緊鄰既有建筑物基礎(chǔ)部位地層所設(shè)計(jì)和施作的預(yù)應(yīng)力錨索發(fā)揮了圍護(hù)深基坑和既有建筑物安全的作用，所采取的基坑內(nèi)豎向雙層錨索縱向逐段加固的方法是可行和有效的。

5 深基坑預(yù)應(yīng)力錨索施工和質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 錨索施工技術(shù)要點(diǎn)

1)施工前須對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索的材料主要技術(shù)性能進(jìn)行檢驗(yàn)，并應(yīng)出具有效的檢驗(yàn)報(bào)告。在確認(rèn)所有錨索及其配件質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后方能進(jìn)入下一道工序。具體內(nèi)容如下：①錨索鉆孔的深度應(yīng)比鋼絞線長(zhǎng)500mm，成孔前應(yīng)對(duì)孔位進(jìn)行標(biāo)識(shí)。②錨索施工前應(yīng)編制好分項(xiàng)組織設(shè)計(jì)，基坑土方開(kāi)挖作業(yè)要與錨索施工相互配合，基坑內(nèi)土方作業(yè)面的標(biāo)高低于錨索孔位標(biāo)高500mm時(shí)即可施作錨索，并平整好錨索安裝范圍內(nèi)的施工場(chǎng)地，以方便錨索施工。③制作錨索的鋼絞線必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5224—2014《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》的規(guī)定[10]。鋼絞線從盤絲上按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度截取，不得焊接。編束前要清除鋼絞線的銹蝕，并涂刷強(qiáng)力防腐涂料，確保每根鋼絞線始終均勻排列、平直。截?cái)噤摻g線時(shí)應(yīng)使用機(jī)械切割，不采用電弧切割。④水泥砂漿的水灰比需要通過(guò)試驗(yàn)確定，漿液通過(guò)灰漿攪拌機(jī)攪拌均勻，按需攪拌及時(shí)使用。錨索安裝時(shí)應(yīng)先將注漿管出口用膠布封住，以免阻塞。注漿采用一次孔底返漿法，注漿結(jié)束前使?jié){液壓力穩(wěn)定5～10min，必要時(shí)可加入添加劑。

3)鉆孔機(jī)具要根據(jù)地層條件和錨索孔參數(shù)如深度、直徑等加以選取，可選用合適的地質(zhì)鉆機(jī)或?qū)Ｓ缅^索鉆機(jī)等，鉆進(jìn)方式需要結(jié)合實(shí)際地層條件采用干式鉆孔或濕式鉆孔等，砂卵石土地層采用干式鉆孔。

4)錨索鉆孔的施工還需要滿足以下技術(shù)要點(diǎn)：①鉆孔前，需要根據(jù)錨索設(shè)計(jì)要求確定錨索鉆孔的孔位，并作好標(biāo)記。②錨索孔在水平和豎直方向的孔距允許偏差為±50mm，鉆孔角度允許偏差為±1°，鉆孔底部偏離軸線的允許偏差為錨索長(zhǎng)度的3%。③對(duì)于砂卵石土地層而言，在施工錨索孔時(shí)需要采用全套管跟管鉆進(jìn)并間隔跳打的施工方式施工錨索鉆孔。錨索鉆孔必須采用風(fēng)動(dòng)鉆進(jìn)，當(dāng)發(fā)生坍孔時(shí)應(yīng)立即停鉆，并采用灌漿固壁的方式進(jìn)行護(hù)壁，灌漿壓力為0.1～0.2MPa。當(dāng)漿液初凝后需要重新掃孔鉆進(jìn)。鉆孔完成后使用高壓風(fēng)吹掃和清孔。④預(yù)應(yīng)力錨索自由段成孔的直徑為150mm。錨索錨固段均為擴(kuò)大頭，采用機(jī)械擴(kuò)孔法施工，擴(kuò)孔的有效直徑≥400mm，在鉆進(jìn)施工期需要詳細(xì)記錄鉆進(jìn)狀況，并確認(rèn)錨索索體的長(zhǎng)度。

5)安裝錨索索體時(shí)的技術(shù)要點(diǎn)如下：①錨索索體安裝前需要檢查索體的制作質(zhì)量，并檢查其各部位連接是否牢固，使其符合設(shè)計(jì)要求。②安裝錨索索體時(shí)，應(yīng)避免索體發(fā)生扭轉(zhuǎn)、彎折及部件松脫。③注漿管宜放置于索體中心，隨索體一同放入錨索孔內(nèi)。注漿管端部距索體端部宜為保持50～100mm的距離。二次注漿管的出漿口和端頭均應(yīng)加以密封。在錨固段每間隔2m打1個(gè)孔，將孔用膠帶纏繞。保證一次注漿時(shí)漿液不進(jìn)入二次注漿管內(nèi)。④索體安裝時(shí)應(yīng)防止注漿管被拔出；若注漿管被拔出的長(zhǎng)度超過(guò)500mm時(shí)，應(yīng)將索體拔出，修整后重新放入。

6)對(duì)于注漿材料而言，還需要注意以下技術(shù)要點(diǎn)：①錨索孔內(nèi)的注漿材料為P·O 42.5普通硅酸鹽水泥外加0.03%三乙醇胺作為早強(qiáng)劑，水灰比為1∶0.5。②錨索采用二次高壓注漿工藝，第一次常壓注漿至孔口溢漿即停止注漿，第二次高壓注漿壓力宜控制在2.0MPa左右；注漿采用水灰比為1∶0.5的純水泥漿，注漿壓力不宜低于2.0MPa。③配制水泥砂漿或水泥漿所用的水不含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì)，不使用污水。

7)注漿泵的工作壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)考慮壓漿過(guò)程中管路損失對(duì)注漿壓力的影響。在注漿過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)漿液大量減少或注漿管發(fā)生爆裂時(shí)，應(yīng)將索體及注漿管拔出，待更換注漿管后，再放置索體；若中途耽擱時(shí)間超過(guò)漿液的初凝時(shí)間后，應(yīng)重新清孔然后再放置索體，重新注漿，在注漿過(guò)程應(yīng)作詳細(xì)、完整的施工記錄。

5.2 錨索施工質(zhì)量控制措施

1)在鉆孔前應(yīng)測(cè)量定位，放出孔位，使用角度儀檢測(cè)，保證錨索傾角正確。鉆孔位置誤差應(yīng)按如下要求加以控制：在錨孔水平方向和垂直方向的孔距誤差不大于±50mm。由于測(cè)量放線的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響錨索的孔位，因此需要仔細(xì)核對(duì)與檢查錨索的孔位和角度。根據(jù)錨索孔位圖逐錨核查，發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)加以及時(shí)糾正。

2)鋼絞線、錨具和水泥等原材料需有產(chǎn)品合格證和復(fù)驗(yàn)單。

會(huì)上，為了表彰老一輩科學(xué)家對(duì)我國(guó)農(nóng)藥行業(yè)所作出的卓越貢獻(xiàn)，中國(guó)化工學(xué)會(huì)農(nóng)藥專業(yè)委員會(huì)特設(shè)立“農(nóng)藥學(xué)科特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。原化工部沈陽(yáng)化工研究院副總工程師、副院長(zhǎng)及院黨委委員李宗成，浙江工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師徐振元榮獲第一屆“農(nóng)藥學(xué)科特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

3)進(jìn)行錨索抗拔試驗(yàn)的千斤頂和壓力表均須有規(guī)定的標(biāo)定合格證。

4)采用旋流式高速攪漿機(jī)或雙葉泵高速攪漿機(jī)攪拌漿液，確保漿液均勻。

5)錨索鉆機(jī)就位前應(yīng)先檢查錨索孔位的標(biāo)高，同時(shí)檢查錨距是否符合設(shè)計(jì)文件和圖紙的要求。鉆機(jī)就位后必須調(diào)正鉆桿。用角度尺或羅盤測(cè)量鉆桿的傾角使其符合設(shè)計(jì)參數(shù)，并保證鉆桿的水平投影垂直于坑壁，經(jīng)檢查無(wú)誤后方可鉆進(jìn)。

6)鉆孔時(shí)若遇有障礙物或異常情況應(yīng)及時(shí)停鉆，待查清和解決問(wèn)題后再加以鉆進(jìn)。鉆孔到設(shè)計(jì)深度后使鉆桿空鉆和出土，以減少抽拔鉆桿的阻力，便于拔出鉆桿。

7)錨索安裝前需要檢查錨索并做好隱蔽工程的檢查記錄，錨索安放完成后應(yīng)檢查錨索的外露部分是否滿足對(duì)錨索進(jìn)行張拉要求的長(zhǎng)度。

8)漿液在灌注前需要進(jìn)行試驗(yàn)并確定其水灰比，以保證漿體強(qiáng)度。注漿由孔底開(kāi)始，邊注漿邊向孔外緩慢均勻拉出注漿管，直至漿液溢出孔口時(shí)報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理停止注漿。

9)泥漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)方可張拉，錨索張拉技術(shù)要求按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

10)在施工前需要成立以現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人為首的錨索張拉小組，并有監(jiān)理旁站，對(duì)每根錨索的自檢和張拉情況作詳細(xì)記錄。

錨索施工完成后應(yīng)按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)。錨索的張拉應(yīng)固定操作人員和記錄人員。錨索鎖定48h后，若監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)錨索預(yù)應(yīng)力損失大于錨索拉力設(shè)計(jì)值的10%時(shí)，應(yīng)對(duì)錨索的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行補(bǔ)償張拉。此外，當(dāng)孔內(nèi)灌漿材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，方可切除外露的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，切口位置距外錨具的距離不應(yīng)小于100mm。此外，在錨索進(jìn)行張拉鎖定時(shí)，需要有業(yè)主代表、設(shè)計(jì)代表和監(jiān)理等共同參與。

6 結(jié)語(yǔ)

1)綜合考慮金府站明挖深基坑與既有建筑物緊鄰的工程建設(shè)條件，可在基坑內(nèi)向既有建筑物基礎(chǔ)下部的砂卵石地層中沿基坑縱向分段采用豎向雙層預(yù)應(yīng)力錨索的方法加固地層，以減少基坑近接既有建筑物施工中的風(fēng)險(xiǎn)。

2)從金府站深基坑采用雙層預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)近接既有建筑物基礎(chǔ)下部砂卵石地層加固的效果分析，基坑開(kāi)挖期間靠近長(zhǎng)久機(jī)電城建筑物一側(cè)的地表最大沉降值為3.75mm，最大地表沉降變形速率0.85mm/d，小于設(shè)計(jì)控制值3mm/d的要求。

3)錨索驗(yàn)收試驗(yàn)中在最大加載條件下引起的位移增量<2mm，因而對(duì)長(zhǎng)久機(jī)電城下部區(qū)域砂卵石地層施作的預(yù)應(yīng)力錨索減少了深基坑內(nèi)砂卵石土體被挖除期間所引發(fā)的地層水平位移和沉降。

4)通過(guò)采用本文所述的預(yù)應(yīng)力錨索施工方法、質(zhì)量控制以及檢測(cè)方法，有效保證了成都地鐵6號(hào)線金府站深基坑緊鄰既有長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪基礎(chǔ)在基坑施工期間的正常使用和安全，消除了深基坑開(kāi)挖對(duì)機(jī)電城臨街商鋪的影響。

5)自2016年9月30日成都地鐵6號(hào)線金府站深基坑開(kāi)始施工到2020年12月18日車站主體結(jié)構(gòu)投入運(yùn)營(yíng)直至現(xiàn)今以來(lái)，長(zhǎng)久機(jī)電城臨街商鋪框架結(jié)構(gòu)和既有的交大路下穿金府路隧道均未出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，當(dāng)前使用狀況正常，由此也表明針對(duì)金府站明挖深基坑所采用預(yù)應(yīng)力錨索和注漿加固地層等措施是有效的。

6)隨著城市軌道交通等市政項(xiàng)目建設(shè)的快速發(fā)展，中心城區(qū)深基坑工程也會(huì)越來(lái)越多。本文結(jié)合成都地鐵6號(hào)線對(duì)金府站深基坑緊鄰既有建筑物基礎(chǔ)的預(yù)應(yīng)力錨索加固的工程實(shí)踐表明，所采取的預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施在車站深基坑圍護(hù)體系中的應(yīng)用是可行的，可為類似深基坑緊鄰既有建構(gòu)筑物基礎(chǔ)時(shí)地層加固的設(shè)計(jì)和施工提供參考和借鑒。