預應力錨索在某深基坑支護工程中的應用

（廣西建工集團 第二建筑工程有限責任公司，廣西 南寧 530022）

【摘 要】預應力錨索是由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端（錨索）錨固在堅硬的巖層中（稱內錨頭），然后在另一個自由端（稱外錨頭）進行張拉，從而對巖層施加壓力來對不穩定巖體進行錨固的方法。南寧市秀安路1號小區危舊房改住房改造項目（二期）深基坑工程，基坑施工周長約469 m，基坑開挖深度約9.9～11.53 m。本工程地質條件較差，地下水埋深淺，基坑周邊離原有建筑物較近，場地條件較為復雜，基坑圍護采用支護樁+預應力錨索聯合支護方案，在地面下-2.0 m、-5.0 m、-8.0 m處各設一排預應力錨索。文章介紹了預應力錨索在南寧市秀安路1號小區危舊房改住房改造項目（二期）深基坑工程中的應用。

【關鍵詞】預應力錨索；鉆孔；注漿；張拉；套管跟進；基坑監測

【中圖分類號】TU753 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）07-0099-03

1 預應力錨索設計概況

根據基坑支護工程設計，第一排錨索長度為20.0 m，自由段長度為7.0 m，錨固段長度為13.0 m，錨固體直徑為150 mm，錨索傾斜角度為20°，水平間距為1.6 m，設計提供軸向拉力為300 kN。第二排錨索長度20.0為 m，全長黏結，錨固體直徑為150 mm，錨索傾斜角度為15°，水平間距為1.5 m，設計提供軸向拉力為300 kN，鎖定值為200 kN。錨索采用二次注漿施工工藝。

2 預應力錨索施工前的準備工作

（1）了解施工區土層分布及各層物理力學性能，以便實施錨索的布置、選擇鉆孔方法；了解地下水狀況及其化學成分，以確定排水、截水措施及拉桿的防腐措施。

（2）查明施工區范圍內地下埋設物的位置，預測錨索施工對其可能造成的影響與后果。

（3）若錨索長度超建筑紅線，應征得有關部門和單位的批準、許可。

（4）對設計單位進行技術咨詢，以全面了解設計意圖、編制專項安全施工方案，并組織專家論證。

3 預應力錨索施工

3.1 施工工藝及流程圖

預應力錨索施工流程圖如圖1所示。

3.2 鉆孔

鉆孔是錨索施工中控制工期的關鍵工序。為確保鉆孔效率和保證鉆孔質量，采用GS-150型潛孔沖擊式鉆機，鉆頭直徑為φ150 mm，正常情況下采用干鉆施工，錨索遇地下水豐富的飽和土層——砂層⑤時，采用正循環泥漿護壁、套管跟進的鉆進方法。鉆孔深度要超出錨索設計長度0.5 m左右。

3.3 錨索制作

在鉆孔的同時于現場對鋼絞線進行編織加工，內錨固段采用波紋形狀，張拉段采用直線形狀。鋼絞線下料長度為孔深加上預留長度，預留長度一般為1.0～1.5 m。

3.4 錨索安裝

向錨索孔裝索前，要核對錨索編號是否與孔號一致，確認無誤后，再以高壓風清孔一次，即可著手安裝錨索。安裝前，要預先在錨索內錨固段的范圍內穿對中隔離支架，間距為60～100 cm，兩對中支架之間扎緊固環一道；張拉段每米扎一道緊固環，并用塑料管穿套，內涂黃油；在錨索端頭要套上導向帽。

3.5 錨固段注漿

注漿采用2次注漿法，錨索內同時裝入2根注漿管，分別用于一次注漿和二次注漿。注漿材料采用P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.50～0.55，要求漿體28 d無側限抗壓強度不低于30 MPa，每米水泥用量≥50 kg；按設計水灰比用砂漿攪拌機攪拌均勻水泥漿液，并用注漿泵進行注漿。錨固段注漿采用排氣注漿法施工。將注漿管插至孔底，水泥漿由孔底注入，空氣由錨索孔排出。采用砂漿位置指示器控制注漿位置。一次注漿壓力控制在0.6～0.8 MPa，待孔口溢漿，即可停止注漿。二次注漿壓力控制在2.0～3.0 MPa，二次注漿在水泥漿初凝后、終凝前進行，終止注漿的壓力不應小于1.5 MPa。

3.6 立錨墩

為了使錨墩上表面與錨索軸線垂直，預先將一根外徑與鉆頭直徑相同的薄壁鋼管和墊板正交焊牢，澆筑錨墩前將鋼管的另一端插入鉆孔即可。

3.7 張拉

在墊墩強度及砂漿強度達到設計強度的75%后，用輕型千斤頂對鋼絞線逐一張拉，在正式張拉前，首先應取設計拉力值的1/10～1/5倍預拉一次，使其各部位接觸緊密、鋼絞線逐根順直，然后進行整束整體初次張拉。整體張拉按兩次多級進行，初次最終張拉噸位為錨索設計錨固荷載的50%～70%。當墊墩和孔內砂漿強度達到設計強度時，進行末次張拉，末級最終張拉噸位為設計荷載的120%～130%，即最終超張拉20%～30%。各次張拉噸位則按級等分，各級張拉時間間隔1周左右，使后一次張拉能有效補償前一次張拉因地層壓縮徐變而產生的預應力損失，末次張拉的預應力損失則由超張拉補償，各級張拉均需持荷穩定10 min以上。

4 錨索穿過飽和土層時的處理措施

根據本工程地質勘察資料，1-1剖面、3-3剖面第二排錨索的錨固段末端穿過飽和土層——砂層⑤，第二道錨索工作面在標高-4.0 m，在鉆孔施工過程中，錨索孔所處的地層為圓礫層，在回轉鉆機的攪動下，產生動水壓力而形成流砂，砂層部位垮孔嚴重。當鉆孔達到設計孔深起鉆后，鉆孔空間又被垮坍的流砂回填。采用濃泥漿和水泥漿也無法護孔，導致錨索孔無法施工，若強行施工，可能會發生埋鉆的情況。

經對現場地質情況的分析，發現塌孔現象的主要原因如下：①錨索開孔位置所處的中細砂飽和，呈稍密～中密狀，易隨水涌出；②鉆進時對原狀地層造成擾動，加速了砂隨水涌出；③孔內地下水豐富，且流動性強，造成泥漿流失速度快，起不到護壁的作用。

經研究，采用正循環泥漿護壁，套管跟進的鉆進方法。

（1）用150 mm三翼合金尖鉆頭開孔，鉆穿止水帷幕攪拌樁后，換用110 mm套管鉆頭及跟進的套管下至φ150 mm孔內，正循環鉆至設計孔深（如圖2所示）。

（2）終孔后，考慮到起拔套管將引起砂層垮坍回填鉆孔而無法下入注漿管，因此采用埋入式注漿法。埋入式注漿法是將注漿管綁扎鋼絞線上。成孔后，將綁扎注漿管桿體事先插入鉆孔內，為防止起拔套管后，坍垮的砂堵塞注漿管底口。綁扎前，要在二次注漿管的底管下部（約2 m長）的周側鉆φ10 mm@500 mm的出漿孔，并用膠帶將注漿口封閉，以保證被砂掩埋時注漿管能順利出漿。埋入注漿管的內徑為25 mm（壁厚1.5 mm）的軟塑管，埋入時用扎絲將軟塑管沿錨索全長綁扎于桿體上，并在孔外留1 m左右的富余長度，以連接注漿泵注漿（如圖3所示）。

（3）一次注漿后，將一次注漿管及套管分別拔出，套管拔出過程中要防止將鋼絞線及二次注漿管帶出。

（4）待一次灌注的水泥漿初凝后進行二次注漿。

5 錨索質量檢驗和基坑監測

5.1 預應力錨索抗拔力試驗

根據設計要求，預應力錨索抗拔力試驗數量為錨索總數的5%，且不得少于3根；預應力錨索總數量為1 761根，由檢測機構現場隨機選取89根進行抗拔力試驗，結果均滿足設計要求。

5.2 基坑監測

基坑開挖過程中，由建設單位委托有資質的第三方檢測機構進行基坑變形監測，根據基坑邊坡最終變形監測結果顯示，冠梁頂位移監測的累計變化值在0.18 ～0.53 mm，遠遠小于設計報警值30 mm；周邊地面沉降監測的累計變化值在0.29 ～0.48 mm，遠遠小于設計報警值50 mm。

6 結語

本基坑支護工程中預應力錨索施工，用套管跟進的方法解決了砂層預應力錨索施工過程中護壁問題，克服了部分地下水豐富的砂層對成孔的不利影響。經檢驗，錨索施工滿足設計要求。通過基坑邊坡變形監測，應用效果較好。

參 考 文 獻

[1]JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[2]GB 50086—2001，錨索噴射混凝土支護技術規范[S].

[3]CECS 22：2005，巖土錨索（索）技術規程[S].

[4]CECS 22：2005，土層錨索設計與施工規范[S].

[責任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】王志明，男，湖南長沙人，廣西建工集團第二建筑工程有限責任公司工程師，從事建筑工程安全管理工作。