土層可拆芯錨桿在深基坑支護工程中的應用

黎建國

（湖南核工業巖土工程勘察設計研究院湖南長沙410114）

土層可拆芯錨桿在深基坑支護工程中的應用

黎建國

（湖南核工業巖土工程勘察設計研究院湖南長沙410114）

土層可拆芯錨桿實際上是一種較為先進的錨桿技術，沿拉筋全長周邊涂油脂，然后套上膠管，使之相互分離；在拉桿受力時，外力經無粘結拉桿傳到錨固體根部位置，基礎施工完成后，再以千斤頂回收之。從土層可拆芯錨桿在深基坑支護工程中的應用效果來看，具有可靠性高、安全穩定以及造價低廉等優點。本文針對中機國際工程技術研發中心及其配套項目工程，就土層可拆芯錨桿在深基坑支護工程中的應用談一下自己的觀點和認識，以供參考。

土層可拆芯錨桿深基坑支護應用研究

本文所研究的工程項目擬建場地，原始地貌屬湘江河流域沖洪積IV級階地地貌。設計方案是根據建筑規劃平面圖，巖土工程詳細勘察資料，場地周邊環境條件及基坑開挖深度等要求確定。紅線范圍內基坑最大高度約20m。基坑安全等級為一級，重要性系數取值1.1，設計使用年限為一年。道路取均布荷載q=20kPa，建筑荷載取q=15kPa每層。本施工圖必須經過施工圖專項審查后方可施工，并符合政府文件和各規程規范的要求。

1　土層可拆芯錨桿施工方案及其適用性

1.1可拆芯錨桿施工方案

一般而言，可拆芯錨桿施工過程中，其圍護結構通常為Φ800@ 1 400mm灌注樁加錨桿聯合支護。根據工程項目深基坑施工設計方案，要想確保深基坑施工過程中的安全可靠性，盾構圈中的錨索作用時難以用其它支護方法來替代，因此需在施工過程中充分發揮支護的作

用，再將其索體抽出。在深基坑施工過程中，對于巖石錨固新工藝相對陌生，在通過對支護方案進行對比分析以后，最終決定該工程項目采用可拆芯式(又稱為分散壓縮型)錨索施工工藝來解決實際問題。

1.2可拆芯錨桿結構特點

基于以上分析，可拆芯錨桿實際上就是將無粘結力鋼絞線彎曲成U形結構，分裝入數個按間距設置的承載體之上，在鋼絞線張拉過程中，可在錨固體內通過承壓形式作用在注漿材料，從而形成一個壓縮分散型錨固體，完成預設功能后，鋼絞線即可從無粘結包裹體中自由的抽出來，如圖1所示。

圖1　拉伸型和壓縮型錨索示意圖

1.3可拆芯錨桿傳力機制及其應用特性

對于可拆芯錨桿而言，實際上是分散壓縮型錨索，較之于拉伸型錨索而言，其傳力機制非常的獨特，而且工作特性也非常的好，具體表現以下幾個方面：

首先，錨固體上粘結摩阻均勻分布，可充分調用土體抗剪強度。對于拉伸型錨索而言，在張拉過程中，臨近張拉段錨固段界面上，具有最大粘結摩阻應力，并且隨張拉力的不斷增大，其粘結摩阻應力峰值也逐步向深部位置移動，恒定張拉力的保持會造成錨固體周邊界面破壞，如圖2所示。

圖2　拉伸型、壓縮型錨索固體周邊粘結摩阻應力分布圖

在分散壓縮型錨索張拉過程中，可借助承載體，使較大總拉力有效地轉化為若干作用在承載體上的小壓縮力。通過該種方式，有效地避免了粘結摩阻應力過度集中問題，而且在錨固體長度上粘結摩阻應力均勻分布，所以峰值也隨之大幅降低。

其次，壓縮分段型錨桿的錨固體承載體，在承受一定的壓縮力時，可能會導致灌漿體發生徑向擴張現象，所以可以提高摩阻強度。

最后，錨固體中灌漿材料一直處于受壓狀態，不會出現開裂現象，而且灌漿材料、外裹塑料層，共同構成了鋼絞線雙重防腐系統，因此錨桿的安全耐久性大幅度提高。當錨桿應用功能完成以后，作為預應力筋的鋼絞線被抽出來，所以不會干擾盾構機推進到站效果。

1.4可拆芯錨桿施工工藝

可拆芯試驗錨桿布設在基坑接收盾構處，離地表距離大約18.95米，根據地質勘查情況和相關鉆孔資料，錨桿所在的地層如果是粉質黏土、細砂或者黏質粉土、砂卵石層，則錨桿錨固段分布于細砂層、黏土之中，此時建議用雙套管鉆機進行施工作業，同時變更二次高壓注漿技術，以此來實現錨固體施工目的。

基于以上工藝流程，需要強調的是錨桿編索過程中，應當嚴格按照可拆式芯錨桿結構參數、承載體位置進行嚴格下料，做好固定在不同承載體上的標記，這樣方便彎線機、打包機將鋼絞線有效地固定在承載體之上。同時，還要在錨固段上每隔大約20米的距離，就設一隔離架，以免絞線出現相互纏繞現象。完成孔深以后，將鉆機移位，并且在套管中放置編好索體，此時將套管拔出即可實施錨固體注漿作業。

2　土層可拆芯錨桿在深基坑支護工程中的應用實踐

2.1工程概況

中機國際工程技術研發中心及其配套項目工程位于長沙市東塘立交橋西南側，交通便利。該項目由中機國際工程設計研究院有限責任公司第一建筑所設計。擬建建(構)筑物層數為26層,地下室4層，基坑深度為20米左右。按《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)（2009年版）和《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）劃分，基坑各側壁安全等級為一級。場地為長沙市較為繁華的東塘商區，地形較為平坦，鉆孔孔口標高介于65.41～66.26m之間。

2.2支護方案

在基坑一側出入段線盾構井位置，盾構影響范圍內的支護結構設4道錨桿，實踐中為有效避免后期盾構區間隧道施工作業，在盾構影響區域第3道錨桿位置，按可拆除思路進行設計。當結構豎井施工操作完成后，錨索支護功能結束，在盾構機掘進施工前，需將影響掘進的相關錨桿拆除掉，以此來確保以支護方案的順利完成。拆除回收過程中，建議先放松錨桿工作錨片，然后用千斤頂將鋼絞線逐根慢慢抽出來。在此過程中，為有效提高錨桿施工質量、保證錨桿承載力符合設計要求，在錨桿設計以及制作、施工和張拉過程中，需從以下幾個方面考慮。

第一，桿體制作與安放，錨桿桿體、鋼絞線之間的凈距管控。實踐中，因壓力分散型錨桿構造比較獨特，由很多根單元錨桿組成，所以在制作高承載力錨桿過程中，需多個單元錨桿構成。實踐中，當錨桿孔中的鋼絞線相對較多時，因錨桿孔直徑有限，所以要求錨桿制作過程中一定要進行嚴格管控，尤其是桿體鋼絞線之間的間隙，一定要嚴格控制。如果間隙過小，則可能會導致鋼絞線四周的灌漿體缺失，在張拉過程中影響錨桿桿體、灌漿體之間的黏結力。所以，在錨桿制作過程中，需注意錨桿桿體隔離環安裝間距，不能太大；而且桿體安

放過程中，應當注意錨桿孔中的清潔性、光滑度，必須保持桿體的平順性，不能有扭曲現象。

第二，錨桿注漿施工質量管控。可拆芯錨桿施工時，錨桿孔注漿施工質量是保證錨桿承載力的關鍵所在。實踐中，因錨桿錨固段長度利用率提高了，每一個單元錨桿的錨固段長度均相對較小，為有效發揮錨桿自身的承載潛力，錨桿要求全部單元錨固段長度內注漿施工質量，尤其是飽滿密實度。

第三，張拉試驗法。張拉試驗過程中所用到的設備、儀表，在試驗過程中與普通拉伸型錨索存在著較大的區別，主要是因為可拆芯錨桿每對錨索長度的要求存在著差異性。如果按照延伸量不變這一目標進行張拉，則每一個承載體錨索拉力各不相同。所以，應當采用等荷載張拉方式，基本要求是從最大自由長度錨索起，按次序進行張拉；在到達最小自由度時，再同時對全部錨索進行張拉。該種施工方法，是將每一對錨索張拉夾具連至千斤頂上的時間錯開張拉方式，通過對錨索最大、最小延伸量的調整，可以有效實現所有錨索拉力均衡。

3　結語

總而言之，土層可拆芯錨桿在深基坑支護中的應用，不僅可以有效避免對臨近地下設施后續施工產生影響，而且還能合理地利用空間、節約費用，所以是一種值得應用和推廣的技術。

[1]《建筑地基基礎規范》（GB50007-2011）.

[2]《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）.

[3]《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）.

[4]《巖土錨固與噴射混凝土支護工程技術規范》（GB 50086-2011）.

[5]閆莫明,徐禎祥,蘇自約.巖土錨固技術手冊[M].北京:人民交通出版社，2004.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-466-2