行車荷載頻繁擾動主干道下錨索施工技術

沈紅云劉 石　喆崔　鑫

（河北交通職業技術學院1）河北石家莊 050091 北京中鐵隧建筑有限公司2）北京 100022）

行車荷載頻繁擾動主干道下錨索施工技術

沈紅云1）劉 石2）喆崔鑫2）

（河北交通職業技術學院1）河北石家莊 050091 北京中鐵隧建筑有限公司2）北京 100022）

地鐵車站大多設置在城市主干道，地鐵車站基坑圍護結構施工不但要考慮對市政道路的影響，還應考慮市政道路上密集車輛動荷載對基坑圍護結構的影響，保證圍護結構的安全。本文以石家莊軌道交通 1號線人民廣場站基坑圍護結構施工為例，對行車荷載擾動下基坑錨索施工進行了試驗和總結，并成功應用于本工程中，取得了較好的施工效果。

擾動荷載 基坑 錨索 施工技術

明挖法施工地鐵車站結構，以投資額度小，工期短等優點在地下工程領域占據了重要的位置。但地鐵車站大多設置于城市繁華地帶路口處，結構大多臨近既有建構筑物或既有市政道路，施工單位不但要考慮圍護結構施工對既有市政道路的影響，還要考慮市政道路密集動荷載對基坑圍護結構所施加的干擾，是否會造成圍護結構降效或失效。明挖法臨近市政道路施工，首先必須降低圍護結構在施工過程中對道路的干擾并維持基坑圍護結構體系自身的效用持久性。

1 工程概況

石家莊軌道交通1號線人民廣場站，為石家莊地鐵1號線中規模最大，難度最高，工期最長的車站。車站位于石家莊市市中心建設大街與中山路交叉口處，為1、2號線同步實施換乘車站，車站全長310 m，總建筑面積44 956 m2。車站采用明、蓋挖結合工法施工，一級基坑圍護結構形式為“圍護樁+錨索”，圍護結構錨索采用3束φ15.2鋼絞線； I28b雙拼鋼腰梁配合加強，錨索分兩次注漿（一次常規注漿和二次劈裂注漿）。車站位于石家莊市中山路路面以下，埋深 4 m，全部臨近市政道路施工，基坑邊緣距中山路機動車道僅有2 m，工程地質為粉質粘土。中山東路為石家莊市東西向交通主干道，交通疏解后高峰期流量為2 500輛/h，基坑錨索施工受車輛動荷載影響極大。

該工程的成功修建，體現了“圍護樁+錨索”圍護結構體系的先進性與安全性，為超長、大基坑臨近市政主干道施工提供了有利經驗，現將該工程錨索套管施工全部技術和經驗總結、整理，形成以下施工技術，可供類似工程參考和借鑒。

2 技術特點及適用范圍

2.1 技術特點

（1）對埋深較淺，且頻繁受動荷載干擾的施工環境有效，形成一套完整的施工工藝、方法和措施。

（2）可操作性強，能滿足經濟、合理、快速的指標要求。

（3）通過兩次注漿，能夠保證錨索注漿體與周邊土體結合密實，施加預應力后錨索持續有效。

2.2 適用范圍

適用于埋深較淺，且頻繁受動荷載干擾的施工環境下的錨索施工。

3 主要施工方法和技術措施

3.1 主要施工方法

預應力錨索采用套管鉆機成孔，人工編錨，成孔后立即下錨入孔，隨后進行一次注漿，在注漿體強度達到要求的5 MPa后進行二次劈裂注漿。在注漿體強度達到設計要求的15 MPa后，采用100 t液壓泵進行張拉。

3.2 技術措施

針對砂層地質成孔難，易坍塌的特點，在錨索鉆孔時使用Ф150鋼管跟進鉆孔，對錨索孔壁進行有效支護。利用二次注漿技術解決錨索注漿體因擴散、收縮等原因造成的注漿體與土體結合不密實，可施加預應力小的問題。通過試驗增大錨索預應力施加值，提高預應力儲備，預留錨索預應力損失量，保證錨索預應力設計鎖定值。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

石家莊軌道交通1號線人民廣場站預應力錨索是采用3束φ15.2鋼絞線的拉力集中型錨索，配合雙 I28工字鋼腰梁，增強了圍護樁的整體穩定性。本工程預應力錨索主要穿越地層為粘土層和砂層。總體施工工藝流程見圖1所示。

圖1 預應力錨索施工工序流程圖

4.2 預應力錨索施工操作流程

預應力錨索施工重點在于錨索的成孔、注漿以及張拉幾個方面，嚴格的把好施工管是提高錨索成品質量的關鍵。

4.2.1 施工準備

預應力材料在存放和搬運過程中保持清潔。制作和安裝時避免污染和電火花損傷，張拉期間應采取措施避免受雨水或養護用水澆淋。鋼絞線、錨具必須經過檢驗合格，檢驗狀態必須標識清楚，防止用錯，銹蝕鋼絞線嚴禁使用。張拉采用千斤頂和油泵要匹配，且在規定的有效標定使用期內。

4.2.2 錨位開孔

測量放點定出錨索孔位后，于孔位上支設開鉆機，調整好角度，開孔直徑為150 mm。錨位開孔應提前進行，以確保錨索施工進度。水平方向開孔偏差不超過±5cm，垂直方向開孔偏差不超過±5cm。

4.2.3 鉆孔

在既有線一側成孔采用套管鉆機，主要考慮到在鉆進成孔過程中，尤其是在雜填土層、砂層，受既有線動荷載的影響，采用非套管鉆機非常容易導致塌孔，導致二次清孔，制約施工進度的同時，也間接的增加了注漿量。套管鉆孔施工如圖2所示。

鉆孔進尺每5 m使用量角尺進行一次孔向測量。孔深超過錨索設計長度0.5～1.0 m，終孔后清孔要徹底，應對孔口進行暫時封堵，不得使碎屑、雜物進入孔口。鉆孔底部的偏斜尺寸不大于錨索長度的2 %。

4.2.4 編錨

錨索按照設計要求加工，并預留一定的張拉長度40 cm，并嚴格按照設計要求控制錨固端與自由端的長度。鋼絞線用砂輪機切割，張拉段應涂防腐劑，外套波紋管，管內注滿黃油，兩端捆實，每隔1.0m設二緊箍環和定位支架。

4.2.5 錨索穿束（下錨）

錨索穿束前，清除孔道內的雜物及積水，確認孔深和錨索長度無誤后，人工勻速將錨索送入孔，不得過多的來回抽動錨索體，防止損害錨索體或使錨索體整體扭轉。

穿束后立即對進、回漿管進行通氣檢查，發現不通氣應采取處理措施。

4.2.6 注漿

錨索注漿采用注漿壓力、注漿量雙控的方式進行。本工程錨索注漿采用常規的一次常壓注漿、二次高壓劈裂注漿的方式進行，注漿采用水泥漿，水灰比為0.4～0.5。錨索注漿施工如圖3所示。

圖2 套管鉆機成孔

圖3 錨索注漿

一次注漿壓力控制在0.6 MPa左右，邊拔注漿管邊注漿，拔管速率不宜過快，以始終保證注漿管在孔內漿液表面以下2 m為宜。這樣做既可保證孔內注漿充實，又能增加一次注漿管的重復使用率，節約材料成本。

二次注漿壓力一般控制在5 MPa以上，一般在一次注漿完成5 d（注漿體強度達到5 MPa）以后進行二次注漿。

根據本工程現場施做經驗，整個注漿過程以注漿壓力保持在5 MPa，注漿量以保證每延米注漿量為0.066 m3為宜。

4.2.7 鋼腰梁安裝

在鉆孔的過程中即進行腰梁的加工，待注漿強度達到75%便進行腰梁的安裝，腰梁分節進行吊裝。

4.2.8 張拉及鎖定

當錨固體強度大于15.0MPa后進行張拉，強度以同條件試件確定或不小于7天，錨索張拉前，對張拉設備進行標定。正式張拉前，取設計值的0.1～0.2倍，預張拉一次，使配套腰梁系統與腰梁背后圍護結構面接觸緊密，錨索桿體完全平直。

然后按張力的10 %、25 %、50 %、75 %、100 %逐級施加預應力，最終按照設計鎖定值的160%鎖定。錨頭部分先涂防腐劑，再按施工圖布筋，灌注C30混凝土封錨。

其中需要說明的是，按照設計要求，一般鎖定值在設計鎖定值的110%，本工程考慮鎖定值為160%主要是考慮到既有線動荷載影響下，預應力損失較大，作為預應力儲備增大鎖定值。但是，并不是鎖定值越大對預應力錨索越有利。相反，過大預應力儲備會導致錨索鋼絞線疲勞，破壞預應力錨索的預應力系統，導致破壞。

通過現場觀察，錨索在張拉至設計張拉值時，千斤頂卸載的一瞬間，鎖片無法即時鎖定鋼絞線，鋼絞線會向后滑動，再加上既有線震動影響，造成錨索預應力損失嚴重。為保證既有線安全，基坑穩定，施工現場采用試驗的辦法，分別對多根錨索施加相對于設計120 %、140 %及160 %的預應力并全部進行觀察，最終通過試驗得出，施加預應力達到1.6倍的設計鎖定值可以對沖掉錨索預應力損失值。錨索極限張拉試驗和張拉施工如圖4和圖5所示。

圖4 錨索極限張拉試驗

圖5 預應力錨索張拉

本工程所使用的 160 %的設計鎖定值是根據現場施工檢測及檢測環境所得出的，并且經過設計認可后最終確定的。建議類似工程若考慮適當的預應力儲備，也可參照類似程序執行。另外需要注意的是，在考慮增大錨索鎖定值的同時，應不得大于錨索設計拉力值，避免破壞錨索。

5 結語

由于既有線一側預應力錨索按照設計及規范要求分級張拉后，出現預應力損失較大，一度達到報警值，導致現場施工受阻。最終，通過適當的增加預應力儲備，使預應力錨索施工步入正軌，并直至主體回填完成，未發生預應力錨索報警情況的出現。

由于行車動荷載對預應力錨索的影響尚處在科研階段，本質性的關系需要從大量的試驗數據中得出。由于震動荷載對預應力損失的影響相對較大，適當的增加預應力儲備是比較可行的做法，本文中所提出的，結合現場實際情況，配合監測數據而適當的增加預應力儲備值，這種做法對以后的錨索施工具備一定的指導意義。采用“圍護樁+錨索”的圍護結構體系，相較于“圍護樁+砼支撐”的圍護結構體系，施工操作靈活、迅速、占用空間較小，對后續結構施工幾乎沒有影響，大大節約工期和成本，為企業創造了經濟效益。

［1］徐小燕，張兵權.預應力錨索在高速公路邊坡加固中的應用［J］.交通世界（工程.技術），2015，26：76-77

［2］劉春蕾.錨索在基坑支護中的施工技術探討［J］.水利規劃與設計，2015，02：98-100

［3］賈虎.基坑支護預應力錨索施工和抗拔試驗分析［J］.四川水泥，2015，07：78

［4］官少龍，杜艷艷，蔡新森，吳瑞剛.深基坑樁錨支護體系變形特性研究［J］.路基工程，2015，04：139-143

Construction technology of Anchor Cable Under Frequent Disturbance of Traffic Load of Main Road

SHEN Hong-yun1）LIU Shi2）CUI Zhe-xin2）
（Hebei Vocational and Technical College1）Shijiazhuang Hebei 050035 China Railway Tunnel Group Beijing CTG Construction Co.， Ltd.2）Beijing 100022 China）

Subway stations are mostly set in urban roads. The construction of retaining and protection structure should not only consider its influence on the urban roads， but also consider the influence of the intensive vehicle loads of the urban roads on the retaining and protection structure the ensure safety of retaining structure for the sake of its safety. Based on the foundation pit construction of the People's Square Station of Shijiazhuang Metro Line No. 1， the anchor cable construction of foundation pit under traffic load disturbance were tested and the technology were applied in the project successfully.

disturbance load foundation pit anchor cable construction technology

中國分類號：U211.4A

1673-1816（2016）02-0072-05

2015-11-20

沈紅云（1979-），女，山東德州人，碩士，講師，研究方向工程管理與工程造價專業教學與研究。