淺談軟土、砂層地區預應力錨索施工質量控制措施

許清強

摘 要：隨著我國城市建設的蓬勃發展，對地下空間的有效利用更加重視，地下商場、地下停車場等地下空間利用提出了更高要求，地下室越建越深，對深基坑支護結構施工提出了更高要求。軟土、砂層地區常見深基坑支護結構為鋼筋混凝土灌注樁+預應力錨索支護和地下連續墻+預應力錨索結構，所以軟土、砂層地區的錨索施工質量控制就成為影響工程質量與投資效益的關鍵一環。通過廣州南沙某項目預應力錨索施工，淺談對軟土、砂層地區的預應力錨索施工質量控制措施作了簡要探討。

關鍵詞：軟土；砂層地區；預應力錨索；跟管鉆進；質量控制措施

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0112-02

鋼筋混凝土灌注樁+預應力錨索支護結構、地下連續墻+預應力錨索支護結構在軟土、砂層地區深基坑支護結構中有著廣泛的應用，鋼筋混凝土灌注樁+預應力錨索支護結構造價比較經濟。由于在軟土、砂層地區預應力錨索成孔易出現塌孔、堵孔、清孔不干凈、注漿不到位等情況發生，造成預應力錨索抗拔力小，不滿足設計要求，輕者造成工程造價造價、工期拖延，重者造成工程安全事故，因錨索抗拔力達不到設計要求造成基坑位移增大，發生險情的項目比比皆是。因此在軟土、砂層地區如何控制好預應力錨索施工質量成為基坑支護施工工作的重點。

1 廣州南沙某項目基坑支護情況簡介

1.1 巖土結構特征

1.1.1 第四系人工填土（Qm）

素填土：松散，主要由粉質黏土及少量碎石塊組成，局部含填石。厚度一般1.20～6.80m，平均3.56m。

1.1.2 第四系海陸交互相沉積層（Qmc）

（1）淤泥：飽和，流塑，含有機質，具腐臭味，質純，局部含少量粉細砂。層厚1.50～8.80m，平均4.63m；（2）粉質黏土：可塑，黏性好。層厚0.80～10.10m，平均4.66m；（3）細砂：飽和，稍密，顆粒較均勻。層厚1.00～10.70m，平均4.35m；（4）中砂：飽和，稍密-中密，含少量粗砂。分布較連續。層厚0.70～11.80m，平均4.14m；（5）粉質黏土：可塑，黏性好。層厚1.20～12.70m，平均4.16m；（6）淤泥質粉質黏土：飽和，軟塑，含少量有機質，具腐臭味，質純，局部含少量粉細砂及腐木。層厚0.90～7.30m，平均4.39m。

1.1.3 第四系殘積層（Qe）

砂質黏性土：硬塑，局部可塑，為花崗巖殘積土，遇水易軟化崩解；層厚1.80～8.30m，平均4.17m。

1.1.4 燕山三期花崗巖

場地下伏基巖為燕山三期侵入巖，巖性為花崗巖。揭露深度內按其風化程度可分為全風化、強風化、中風化巖和微風化四個風化巖帶。

1.2 基坑支護結構

本項目分為北部基坑、南部基坑兩個基坑，位于廣州市南沙區。北部基坑開挖深度為9.1-9.9m，北面長約79m，東面長約130m，南面長約70m，西面長約130m，周長約382m。南部基坑開挖深度為9.1-9.9m，北面長約117m，東面長約104m，南面長約91m，西面長約83m，周長約395m。

基坑支護主要采用Ф1000@1200旋挖樁+預應力錨索支護，淤泥分布區采用常規Ф550@450攪拌樁內加固， Ф800@600大直徑攪拌樁作為止水帷幕，并結合樁頂小放坡。基坑支護剖面圖，如圖1所示。

2 軟土、砂層地區錨索抗拔力小的原因分析

2.1 成孔原因

在淤泥、淤泥質土等軟土中錨索成孔時容易發生縮孔、塌孔等，在砂層中錨索成孔時容易發生塌孔、堵孔等現象，造成下錨困難，錨索體被淤泥握裹，降低錨索體錨固段錨固力，致使錨索抗拔力小，達不到設計要求。

2.2 清孔原因

在砂層地區錨索清孔常采用清水清孔，清水清孔經常造成塌孔、砂石沉渣、降低錨索錨固段抗拔力。

2.3 注漿原因

注漿不及時、注漿壓力不足造成錨索體漿液不飽滿，降低錨索錨固段抗拔力。

3 軟土、砂層地區預應力錨索施工質量控制措施

3.1 材料質量控制措施

進場水泥、鋼絞線，首先必須有廠家出具的合格證書；其次，必須在甲方或監理見證的情況下隨機抽取水泥、鋼絞線樣品，并送往具有相應資質的檢測單位進行檢測，經檢測合格后方可現場使用。

3.2 成孔、清孔、注漿設備選擇

成孔設備采用跟管鉆機，如MDL140；清孔設備采用泥漿泵或空氣壓縮機；注漿設備采用150泵。

3.3 施工工藝流程

錨索孔位定位→鋼套管成孔，進入較堅硬土層0.5米→接鉆桿、換三葉鉆頭成孔至堅硬巖層→換氣動錘（沖擊器）進行鑿巖→清孔，采用空壓機清孔，將孔內沉渣吹干凈→錨索制作、下錨索→水泥漿液配制、第一次注漿→第二次注漿（初凝后，終凝前）→冠梁或腰梁施工→錨索張拉鎖定。

3.4 成孔質量控制措施

在淤泥、淤泥質土等軟土、砂層中預應力錨索成孔容易發生縮孔、塌孔、堵孔等現象，因此，在淤泥、淤泥質土等軟土、砂層中成孔必須才鋼套管鉆進，鋼套管的直徑應大于設計成孔直徑約30mm，當鋼套管成孔穿過淤泥、淤泥質土層、砂層，進入較堅硬土層約0.5米后，停止鋼套管鉆進，接長鉆桿，換用三葉鉆頭，三葉鉆頭直徑不應小于設計成孔直徑，以保證成孔直徑；當三葉鉆頭鉆到堅硬巖層無法繼續鉆進后，換用氣動錘（沖擊器）進行鑿巖成孔，此施工措施保證了預應力錨索成孔質量，克服了縮孔、塌孔、堵孔等現象發生。

3.5 清孔質量控制措施

砂層段的清孔：成孔至設計深度后，利用成孔鉆具（桿）為注漿導管，由下往上灌注純水泥漿進行洗孔、清渣及注漿至孔口冒出純水泥漿，然后投入錨索及注漿管。endprint

無砂層段的清孔：成孔至設計深度后，空氣壓縮機風管連接至鉆桿動力頭接口處，采用高壓氣體進行洗孔、清渣至孔底干凈，然后投錨索及注漿管。

3.6 下錨和注漿要求

清孔完成后應立即投入錨索和注漿管，并及時進行注漿。預應力錨索漿液采用純水泥漿，使用42.5R普通水泥配漿，純水泥漿中可外加1%三乙醇胺（早強劑）；采取二次注漿：第一次采用常壓0.5～1.0MPa；初凝后進行第二次注漿，壓力2.0～3.0 Mpa；錨固體強度不低于25MPa。

3.7 錨索張拉及鎖定

（1）施加預應力：冠腰梁施工完畢且錨索及冠梁、注漿體強度達到75%后，錨頭套上200×200×20鋼板，張拉鎖定使用1000KN帽型千斤頂，千斤頂使用前應進行標定。并將標定報告報監理審查；依據標定報告計算出張拉力對應的壓力表讀數，以指導現場技術人員按行程操作，張拉時由專人操作機械、觀測和記錄數據，如表1所示。

（2）按設計要求，錨索張拉前取0.1～0.2倍軸向拉力設計值對錨索預張拉1～2次，使錨索平直和各部位接觸緊密。穩定后錨索張拉至軸向拉力設計值并保持15分鐘，然后卸荷至零。再重新張拉至鎖定值進行鎖定。施加張拉力后用支承式錨具鎖定。

4 質量安全技術措施

預應力錨索施工前應編制專項施工方案，嚴格執行專項施工方案中質量安全技術管理責任、職責分工，保證措施，重點有針對性的落實下述措施：

（1）清孔、洗孔要干凈徹底，采用純水泥漿洗孔的直至孔口流中純水泥漿為止；采用空氣壓縮機成孔，直至孔口無沉渣吹出為止，以保證錨孔孔壁與錨固水泥體的充分粘結；

（2）錨索的非錨固段要用塑料波紋管套好并采取固定措施，防止塑料波紋管滑動，防止錨索直接與水泥漿接觸，失去非錨固段作用；

（3）水泥漿應攪拌均勻，隨用隨攪，水泥漿應在初凝前用完，同時應過篩，防止石塊、雜物混入漿液；施工中嚴格按水灰比制漿，實際注漿量應大于理論注漿量量，第一次采用常壓0.5～1.0MPa；初凝后進行第二次注漿，壓力2.0 ～3.0Mpa，為不改變水泥漿的水灰比而增強其可泵性，可在漿液中加入3%的減水劑；

（4）所有原材料如水泥、鋼鉸線、錨具必須選用合格產品，并按規定報監理見證取樣送檢合格方可用于施工；

（5）張拉時必須慢慢分級加油并持荷觀察位移量，現場操作由專人負責，并應作好詳細記錄；

（6）安裝固定錨具及量測鋼鉸線位移的操作記錄人員應立于千斤頂側面，在未鎖定前嚴禁站立于千斤頂前方。

5 錨索抗拔力檢測及基坑監測情況

本項目預應力錨索施工完成后按設計要求抽選錨索總根數的10%進行抗拔力檢測，檢測合格率100%。

基坑土方開挖過程進行第三方基坑監測，土方開挖過程中每天基坑監測一次，暴雨天氣每天基坑監測一次，地下室施工期間至基坑土方回填完成每星期基坑監測一次。基坑變形數據較小，在規范和設計允許范圍內，基坑最大水平位移為23mm，滿足設計及規范要求。

6 結語

對于軟土、砂層地區錨索施工質量控制措施有多種，采用跟管機跟管鉆進技術可有效解決在淤泥、淤泥質土等軟土及砂層地區中錨索成孔易出現縮孔、塌孔、堵孔等問題。根據不同的地質情況采用不同成孔方式，保證了預應力錨索施工質量要求。

參考文獻

[1]中國建筑科學研究院.建筑基坑支護技術規程[M].中國建筑工業出版社，1999.

[2]廣州市發布《廣州地區建筑基坑支護技術規定》[J].廣州建筑，1999，（01）：45.

[3]潘希軍.預應力錨索在砂層中錨固的施工控制[J].西部探礦工程，2012，24（7）：9-11.endprint