斜拉錨桿技術在新發匯融廣場工程中的應用

袁錦祥+蔣新山

摘要：無錫新區金融服務區項目（亦稱新發匯融廣場）為3層地下室，深基坑支護設計采用“鉆孔灌注柱+斜拉錨”的圍護方案。文章針對該工程深基坑平面布置為矩形的特征，斜拉錨桿施工過程中采取合理的施工技術和管理控制措施，確保深基坑施工安全。

關鍵詞：深基坑；斜拉錨桿；施工技術；荷載～位移（Q～S）

中圖分類號：TU681 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0101-03

1 項目概況

無錫新區金融服務區（亦稱新發匯融廣場）位于無錫市新區中心。建筑占地面積430×120=51600m2，場地平坦，地理位置與自然條件十分優越。該項目由8幢9～18層的商業辦公樓建筑群構成（圖1），總建筑面積約24.6萬m2，三層地下室的總建筑面積約8萬m2。兩個深基坑皆呈矩形，長約155m，寬約78m，深約12m。本項目為創建“江蘇省揚子杯獎”工程。由無錫市新區經濟發展集團總公司投資，同濟大學科上海瑞管理有限公司實行項目管理，金融服務區工程距太湖較近，地下水位高，自然土層厚5m左右，基坑側壁上部土層為硬塑狀粉質粘土，自然地面以下8m部位為粉砂層，該土層為含水層，含水量大，滲透系數高，對基坑側壁安全影響較大。

2 斜拉錨桿的作用

巖土錨固的基本原理就是利用錨桿（索）周圍地層巖土的抗剪強度來傳遞結構物的拉力以保持地層開挖面的自身穩定。由于錨桿錨索的使用，它可以平衡作用于結構物上的應力（圖2），使錨固地層產生壓應力區并對地層起到加勁作用，增強地層的強度，改善地層的力學性能，使結構與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復合體，使其能有效地承受拉力和剪力。

3 斜拉錨桿的設計描述

斜拉錨桿4根15.2鋼絞線，長25m，鋼絞線與錨盤連接采用冷擠壓方法，注漿壓力29MPa，向下傾斜15/25度交替布置，設計抗拉力58噸，拉應力為58÷1.625=35.69（MPa），貫通梁砼強度為C30。

4 斜拉錨桿施工技術

4.1 斜拉錨桿技術控制要點

（1）鉆孔：孔洞定位要準確，交替布置，孔洞傾斜角度要結合土層實際情況，鉆孔深度按照設計要求，只允許正偏差，沒有負偏差，錨桿擴大頭超出土體開裂臨界跡線（圖3），一般不少于3m。

（2）桿體加工與下放應符合設計要求。

4.2 斜拉錨桿錨固段施工要點

注漿：在錨固段高壓旋噴擴孔完成后，由里向外旋噴注漿，水灰比為1∶0.7的純水泥漿液，分段噴射壓力為30MPa、29MPa、28MPa，至自由段噴漿結束。旋噴噴桿提升速度常規按照20～25cm/min為宜，特殊土層可以適當調整，直至漿液溢出孔外，旋噴注漿應保證斜拉錨桿擴大頭的尺寸（里面大，外面小）和斜拉錨桿樁的設計長度（擴大頭旋噴注漿往返兩次）。

4.3 斜拉錨桿自由段施工要點

斜拉錨桿自由段的核心作用，就是要保證自由段鋼絞線在拉拔試驗中鋼絞線能自由位移，鋼絞線穿過貫通梁時自由段鋼絞線與土層內斜拉錨桿要成一條直線。自由段部位鋼絞線需加套管并做防銹防腐處理。套管不嚴密（圖3），會造成砼與鋼絞線融為一體，繪制出的“荷載～位移（Q～S）”曲線不準確，斜拉錨桿張拉試驗就不能達到雙控目的。

4.4 斜拉錨桿鋼絞線端頭施工要點

斜拉錨桿鋼絞線端頭與錨盤連接應采用冷擠壓方法。

4.5 斜拉錨桿長度控制要點

深基坑長邊中部20m范圍內，斜拉錨桿長度應適當加長，擴大頭應超出土體開裂臨界跡線，注漿壓力增加2MPa。

4.6 斜拉錨桿與基坑外降水的關系

斜拉錨桿注漿24小時后，基坑內外進入正常降水狀態，以增強地層的強度，改善地層的力學性能，加大斜拉錨桿的摩擦力。

4.7 斜拉錨桿的細部處理

斜拉錨桿球部伸入粉砂、粉土層中，斜拉錨桿容易產生引水通道，應在流水口進行密封處理。

5 錨桿（索）的張拉試驗

5.1 錨桿（索）的張拉試驗規定

（1）錨桿張拉檢測是為了檢驗錨桿是否達到設計要求而進行的檢驗性張拉試驗。驗收試驗錨桿的數量應不少于錨桿總數的5%，并且一個邊坡不少于3根。

（2）驗收試驗最大試驗荷載：永久性錨索應為設計軸向拉力值的l.5倍；臨時性錨索應為設計軸向拉力值的1.2倍。荷載分級施加并測讀各級荷載下的錨索伸長值，并繪制試驗荷載～位移（Q～S）曲線（圖4）。

（3）錨桿錨固段漿體強度不得低于15MPa或者達到設計強度等級的75%時，方可進行錨桿張拉試驗。

（4）參與錨桿張拉試驗的組合體灌注樁和貫通梁砼的齡期達到15d以上，砼的強度達到95%，可進行錨桿試驗。

（5）加載裝置（千斤頂、油泵）的額定壓力必須大于試驗壓力，試驗前應進行標定。

（6）加荷反力裝置的承載力和剛度應滿足最大試驗荷載要求。

（7）計量儀表（測力計、位移計等）應滿足測試要求的精度。

（8）基本試驗和蠕變試驗錨桿數量不應少于3根，試驗錨桿材料尺寸及施工工藝應與工程錨桿相同。

5.2 斜拉錨桿張拉試驗技術要點

錨桿的張拉與鎖定：

（1）張拉試驗設備選擇時應考慮它的通用性能，做到一項多用。

（2）張拉試驗前對張拉設備進行標定。對于1000kN以下的千斤頂，可用2000kN的壓力機標定，標定的數據與理論數值誤差應小于2%。

（3）錨具安裝必須與孔道對中，夾片安裝整齊，裂縫均勻，理順注漿管后依次套入錨墊板、工作錨、限位板，在限位板上用千斤頂預拉，每根預拉到一定荷載后，再套入千斤頂、工具錨、工具夾片等。endprint

（4）張拉試驗按程序和設計張拉速度（一般為40kN/min）進行。正式張拉試驗前進行二次預張拉，張拉力為設計拉力的l0%～20%。正式張拉試驗荷載要分級逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。

（5）為了抵消部分應力松弛和孔道摩擦損失，進行5%超張拉。

（6）按照張拉程序最終張拉至卸荷值+2MPa立即鎖定。

依次、跳格、分級張拉試驗程序：采用組合式張拉試驗，5根斜拉錨桿為一組，按順序排號，斜拉錨桿張拉試驗共分6次完成，加荷分別為設計值的：20%、35%、50%、75%、100%、105%。第一次按設計值的20%張拉，先張拉1、3、5號斜拉錨桿，后張拉2、4號斜拉錨桿，1至5號斜拉錨桿張拉程序全部結束并持荷5min，再實施第二次張拉程序，以此類推，循環加卸載，每次中間持荷5min，第六次超張拉105%完成后錨固卸荷。

組合張拉試驗優點：

（1）整體同時張拉試驗，樁端和貫通梁的側壁損傷小。

（2）多根斜拉錨桿同時張拉，斜拉錨桿起到緩沖、循環加卸載的作用，斜拉錨桿不容易位移。

注：第五根斜拉錨桿（交接處）的第六次105%超張拉試驗連同下組斜拉錨桿一同超張拉試驗錨固卸荷完成。

備注：本工程深基坑皆呈矩形（長約155m，寬約78m，深約12m），根據長邊效應原理，角偶部位斜拉錨桿應力較小，靠近基坑角偶部位25m內斜拉錨桿張拉應力取設計值的50%，靠近基坑中間部位斜拉錨桿張拉應力取設計值的95%（自基坑角偶至基坑中部，張拉應力由小到大順序張拉）。

6 張拉試驗流程

張拉試驗流程案例如圖5所示：

第一次20%張拉試驗：

第一次張拉，拉力為58×0.2=11.6噸，拉應力為11.6÷1.625=7.14（MPa）

由虎克定律得：

自由段為7m鋼絞線張拉伸長值應超過35.2mm×80%=28.16mm

第三次50%張拉試驗：

第三次張拉試驗，拉力為58×0.5=29噸，拉應力為29÷1.625=17.85（MPa）

第五次100%張拉試驗：

第五次張拉，拉力為58×100%=58噸，拉應力為58÷1.625=35.69（MPa）

第六次超張拉試驗105%：

第六次張拉，拉力為58×105%=60.9噸，拉應力為60.9÷1.625=37.48（MPa）

7 建立健全錨桿（索）的長期觀測制度

錨桿施工完畢，建立健全錨桿（索）的長期觀測制度，以便防止預應力錨桿損失情況和錨桿的位移變化規律，確保錨桿的工作能力，需要對錨桿進行長期觀測，發現錨桿的工作性能較差或不能完全承擔錨固力，采用二次張拉錨桿或增設錨桿數量等措施，以保證邊坡錨固質量的安全性。

8 結語

金融服務區深基坑圍護斜拉錨桿施工技術與張拉試驗項目管理堅持科學化、精細化的管理模式，采用科學理論與工程實踐經驗相結合的方法，認真總結斜拉錨桿施工技術與張拉試驗質量的影響因素，達到了事前預防，事中控制，事后治理的目的。通過項目管理部的嚴抓細管，有效地防止斜拉錨桿施工、張拉試驗中出現的質量安全隱患，三層深基坑圍護結構多數地域設置一道斜拉錨桿，保證深基坑內安全施工，并保證深基坑邊沿砼重車安全行駛，加快工程進度，降低了工程成本

作者簡介：袁錦祥（1968—），男，無錫新區經濟發展集團總公司副總經理，上海復旦大學碩士，研究方向：建筑工程項目管理和建筑工程學術。endprint

（4）張拉試驗按程序和設計張拉速度（一般為40kN/min）進行。正式張拉試驗前進行二次預張拉，張拉力為設計拉力的l0%～20%。正式張拉試驗荷載要分級逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。

（5）為了抵消部分應力松弛和孔道摩擦損失，進行5%超張拉。

（6）按照張拉程序最終張拉至卸荷值+2MPa立即鎖定。

依次、跳格、分級張拉試驗程序：采用組合式張拉試驗，5根斜拉錨桿為一組，按順序排號，斜拉錨桿張拉試驗共分6次完成，加荷分別為設計值的：20%、35%、50%、75%、100%、105%。第一次按設計值的20%張拉，先張拉1、3、5號斜拉錨桿，后張拉2、4號斜拉錨桿，1至5號斜拉錨桿張拉程序全部結束并持荷5min，再實施第二次張拉程序，以此類推，循環加卸載，每次中間持荷5min，第六次超張拉105%完成后錨固卸荷。

組合張拉試驗優點：

（1）整體同時張拉試驗，樁端和貫通梁的側壁損傷小。

（2）多根斜拉錨桿同時張拉，斜拉錨桿起到緩沖、循環加卸載的作用，斜拉錨桿不容易位移。

注：第五根斜拉錨桿（交接處）的第六次105%超張拉試驗連同下組斜拉錨桿一同超張拉試驗錨固卸荷完成。

備注：本工程深基坑皆呈矩形（長約155m，寬約78m，深約12m），根據長邊效應原理，角偶部位斜拉錨桿應力較小，靠近基坑角偶部位25m內斜拉錨桿張拉應力取設計值的50%，靠近基坑中間部位斜拉錨桿張拉應力取設計值的95%（自基坑角偶至基坑中部，張拉應力由小到大順序張拉）。

6 張拉試驗流程

張拉試驗流程案例如圖5所示：

第一次20%張拉試驗：

第一次張拉，拉力為58×0.2=11.6噸，拉應力為11.6÷1.625=7.14（MPa）

由虎克定律得：

自由段為7m鋼絞線張拉伸長值應超過35.2mm×80%=28.16mm

第三次50%張拉試驗：

第三次張拉試驗，拉力為58×0.5=29噸，拉應力為29÷1.625=17.85（MPa）

第五次100%張拉試驗：

第五次張拉，拉力為58×100%=58噸，拉應力為58÷1.625=35.69（MPa）

第六次超張拉試驗105%：

第六次張拉，拉力為58×105%=60.9噸，拉應力為60.9÷1.625=37.48（MPa）

7 建立健全錨桿（索）的長期觀測制度

錨桿施工完畢，建立健全錨桿（索）的長期觀測制度，以便防止預應力錨桿損失情況和錨桿的位移變化規律，確保錨桿的工作能力，需要對錨桿進行長期觀測，發現錨桿的工作性能較差或不能完全承擔錨固力，采用二次張拉錨桿或增設錨桿數量等措施，以保證邊坡錨固質量的安全性。

8 結語

金融服務區深基坑圍護斜拉錨桿施工技術與張拉試驗項目管理堅持科學化、精細化的管理模式，采用科學理論與工程實踐經驗相結合的方法，認真總結斜拉錨桿施工技術與張拉試驗質量的影響因素，達到了事前預防，事中控制，事后治理的目的。通過項目管理部的嚴抓細管，有效地防止斜拉錨桿施工、張拉試驗中出現的質量安全隱患，三層深基坑圍護結構多數地域設置一道斜拉錨桿，保證深基坑內安全施工，并保證深基坑邊沿砼重車安全行駛，加快工程進度，降低了工程成本

作者簡介：袁錦祥（1968—），男，無錫新區經濟發展集團總公司副總經理，上海復旦大學碩士，研究方向：建筑工程項目管理和建筑工程學術。endprint

（4）張拉試驗按程序和設計張拉速度（一般為40kN/min）進行。正式張拉試驗前進行二次預張拉，張拉力為設計拉力的l0%～20%。正式張拉試驗荷載要分級逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。

（5）為了抵消部分應力松弛和孔道摩擦損失，進行5%超張拉。

（6）按照張拉程序最終張拉至卸荷值+2MPa立即鎖定。

依次、跳格、分級張拉試驗程序：采用組合式張拉試驗，5根斜拉錨桿為一組，按順序排號，斜拉錨桿張拉試驗共分6次完成，加荷分別為設計值的：20%、35%、50%、75%、100%、105%。第一次按設計值的20%張拉，先張拉1、3、5號斜拉錨桿，后張拉2、4號斜拉錨桿，1至5號斜拉錨桿張拉程序全部結束并持荷5min，再實施第二次張拉程序，以此類推，循環加卸載，每次中間持荷5min，第六次超張拉105%完成后錨固卸荷。

組合張拉試驗優點：

（1）整體同時張拉試驗，樁端和貫通梁的側壁損傷小。

（2）多根斜拉錨桿同時張拉，斜拉錨桿起到緩沖、循環加卸載的作用，斜拉錨桿不容易位移。

注：第五根斜拉錨桿（交接處）的第六次105%超張拉試驗連同下組斜拉錨桿一同超張拉試驗錨固卸荷完成。

備注：本工程深基坑皆呈矩形（長約155m，寬約78m，深約12m），根據長邊效應原理，角偶部位斜拉錨桿應力較小，靠近基坑角偶部位25m內斜拉錨桿張拉應力取設計值的50%，靠近基坑中間部位斜拉錨桿張拉應力取設計值的95%（自基坑角偶至基坑中部，張拉應力由小到大順序張拉）。

6 張拉試驗流程

張拉試驗流程案例如圖5所示：

第一次20%張拉試驗：

第一次張拉，拉力為58×0.2=11.6噸，拉應力為11.6÷1.625=7.14（MPa）

由虎克定律得：

自由段為7m鋼絞線張拉伸長值應超過35.2mm×80%=28.16mm

第三次50%張拉試驗：

第三次張拉試驗，拉力為58×0.5=29噸，拉應力為29÷1.625=17.85（MPa）

第五次100%張拉試驗：

第五次張拉，拉力為58×100%=58噸，拉應力為58÷1.625=35.69（MPa）

第六次超張拉試驗105%：

第六次張拉，拉力為58×105%=60.9噸，拉應力為60.9÷1.625=37.48（MPa）

7 建立健全錨桿（索）的長期觀測制度

錨桿施工完畢，建立健全錨桿（索）的長期觀測制度，以便防止預應力錨桿損失情況和錨桿的位移變化規律，確保錨桿的工作能力，需要對錨桿進行長期觀測，發現錨桿的工作性能較差或不能完全承擔錨固力，采用二次張拉錨桿或增設錨桿數量等措施，以保證邊坡錨固質量的安全性。

8 結語

金融服務區深基坑圍護斜拉錨桿施工技術與張拉試驗項目管理堅持科學化、精細化的管理模式，采用科學理論與工程實踐經驗相結合的方法，認真總結斜拉錨桿施工技術與張拉試驗質量的影響因素，達到了事前預防，事中控制，事后治理的目的。通過項目管理部的嚴抓細管，有效地防止斜拉錨桿施工、張拉試驗中出現的質量安全隱患，三層深基坑圍護結構多數地域設置一道斜拉錨桿，保證深基坑內安全施工，并保證深基坑邊沿砼重車安全行駛，加快工程進度，降低了工程成本

作者簡介：袁錦祥（1968—），男，無錫新區經濟發展集團總公司副總經理，上海復旦大學碩士，研究方向：建筑工程項目管理和建筑工程學術。endprint