可回收預(yù)應(yīng)力錨索在基坑支護(hù)中的施工技術(shù)研究

楊紹紅

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，大型工程日趨增多，深基坑工程不斷增多，錨索加固支護(hù)是建筑基坑的一種重要的支護(hù)方式，多用于安全等級(jí)要求較高或工程規(guī)模較大的基坑工程。預(yù)應(yīng)力錨索作為一種臨時(shí)性支護(hù)，其在工程實(shí)施后遺留在周邊地層中的鋼絞線容易造成地下空間污染,成為后續(xù)工程施工的地下障礙物，而且導(dǎo)致極大的資源浪費(fèi)。預(yù)應(yīng)力錨索的可回收,不僅可以將錨索回收重復(fù)利用，而且能夠減少地下建筑垃圾的產(chǎn)生，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、安全效益。可回收錨索技術(shù)是在原錨索技術(shù)基礎(chǔ)上的一大進(jìn)步，對(duì)于地下空間的長期開發(fā)利用具有非常廣闊而深遠(yuǎn)的意義。本文主要闡述了可回收錨索的施工工藝、技術(shù)要求、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和操作要點(diǎn)等。該工藝在保證基坑安全的前提條件下，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生較少的不利影響，同時(shí)可縮短工期，節(jié)約工程造價(jià)，是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保型的施工技術(shù)。

一、可回收預(yù)應(yīng)力錨索工藝原理與回收原理

1.工藝原理：預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)加固基坑時(shí)，一端錨固于穩(wěn)定的土層內(nèi)，另一端通過錨頭部分固定于基坑坑壁。錨索用于支撐體系一方面由于預(yù)應(yīng)力作用，使混凝土樁與錨固段間的土體結(jié)構(gòu)呈密實(shí)壓縮狀態(tài)，保持擋護(hù)土體的整體性，另一方面由于錨索施加的預(yù)應(yīng)力作用改變了破裂面土體的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)基坑坑壁從而保證開挖基坑邊坡土體的自穩(wěn)能力，提高基坑的整體穩(wěn)定性。

錨固段內(nèi)錨索荷載依靠錨固段預(yù)應(yīng)力鋼絞線與漿體接觸界面上的粘結(jié)應(yīng)力，由錨固段漸近式的往下傳遞，荷載作用時(shí)在錨固段上部漿體中拉應(yīng)力集中，并沿深度方向衰減。在預(yù)應(yīng)力錨索中設(shè)置一定長度的自由段，土體（巖體）對(duì)錨固段的錨固力通過自由段傳遞到腰梁及支護(hù)樁上并實(shí)現(xiàn)受力平衡。

2.回收原理：可回收錨索構(gòu)造與普通錨索基本相同，由錨固段、張拉段和錨頭三部分組成，其回收原理是利用鋼絞線來作為錨索體，當(dāng)要回收時(shí)，只要對(duì)鋼絞線施加張拉力，將關(guān)鍵錨索從錨索體內(nèi)抽出，在固定座的中心處產(chǎn)生空隙，使其它鋼絞線可逐根拔出回收，這也是與普通錨索最大的區(qū)別。代表性的可回收錨索有日本JCE回收式錨索和中國U型可抽芯式錨索。

二、可回收預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝和操作要點(diǎn)

1.施工工藝流程：前期準(zhǔn)備→確定孔位→鉆機(jī)就位→鉆孔→錨索安放→注漿→養(yǎng)護(hù)→張拉鎖定→錨索回收。與普通預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝相比，前8個(gè)步驟相同，增加了錨索回收工藝步驟。

2.主要施工工藝操作要點(diǎn)：

（1）定位鉆孔

錨索鉆孔設(shè)備主要運(yùn)用的是履帶式錨索鉆機(jī)YGL-100。在鉆進(jìn)過程中，精心操作，精確掌握鉆進(jìn)參數(shù)，合理控制鉆進(jìn)速度，防止埋鉆、卡鉆等各種孔內(nèi)事故發(fā)生。錨索鉆孔深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)長度，也不宜小于設(shè)計(jì)長度500mm。在錨索施工中，鉆孔后的孔洞清洗必須注意，在泥土中的施工要特別注意，務(wù)必確?？變?nèi)不存在泥漿。

（2）錨索安放

錨索安裝必須有嚴(yán)格的保護(hù)措施，鋼絞線應(yīng)平直、順直、除油除銹，防止扭壓和彎曲，否則會(huì)影響錨索的順利回收。注漿管宜隨桿體一同放入錨孔，管端距孔底為50～100 mm，桿體放入角度與鉆孔傾角保持一致，安好后使桿體始終處于鉆孔中心。桿體自由應(yīng)用塑料布或塑料管包扎，與錨固體連接處采用黃油密封后用鉛絲綁扎。鋼絞線外露長度為1.5m左右，供張拉用。

（3）注漿施工

注漿施工是關(guān)鍵工序，主要是水泥漿液不能滲入錨索保護(hù)套內(nèi)，否則會(huì)造成錨索固結(jié)，影響錨索的順利回收。注漿材料一般選用水灰比0.40～0.50的純水泥漿，使用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的普通水泥，必要時(shí)可加入一定量的外加劑或摻合料。漿液應(yīng)攪拌均勻，過篩，隨攪隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，注漿管路應(yīng)經(jīng)常保持暢通。注漿時(shí)，宜邊灌注邊拔出注漿管待漿液溢出孔口時(shí)全部拔出。注漿完畢應(yīng)將外露的鋼絞線清洗干凈，并保護(hù)好。張拉時(shí)同一條冠梁長度范圍內(nèi)必須采用對(duì)稱張拉。

（4）張拉鎖定

根據(jù)錨索設(shè)計(jì)使用的束數(shù)，其錨頭墊塊、錨頭、回收夾具與千斤頂必須相互配套，錨索夾片在設(shè)計(jì)上須考慮回收時(shí)的拔出施工要求，即在端部須留有凹槽及回收使用的鎖件。

（5）錨索回收

錨索采用千斤頂進(jìn)行回收施工。一般采用壓力200kN的千斤頂即可，回收與預(yù)加應(yīng)力可采用同一組千斤頂，以保證施工設(shè)備投入較為合理。

錨索回收按如下步驟進(jìn)行：①按順序依次對(duì)回收利用鋼絞線的坐墊板、穿心油壓式千斤頂、張拉用的工具錨頭和夾片進(jìn)行安裝。安裝完成后，對(duì)鋼絞線施加荷載，錨具經(jīng)張拉后被拉出3～5mm，然后卸去錨具，千斤頂卸壓，鋼絞線處于松弛狀態(tài)；②裝上回收用的千斤頂，施加荷載，使中心的鋼絞線從固定夾具中回收出來，同時(shí)錨固臺(tái)座解鎖；③中心的鋼絞線抽出后，逐根拔出其余鋼絞線，完成拆除；④對(duì)拔出的鋼絞線進(jìn)行詳細(xì)檢查，如可再利用的則須妥善保管，便于下次施工中使用。

三、可回收預(yù)應(yīng)力錨索的質(zhì)量控制措施

1.錨孔施工應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）錨孔定位偏差不宜大于20mm，鉆孔偏斜度不應(yīng)大于±1°，鉆孔深度超過錨索設(shè)計(jì)長度應(yīng)不小于0.5m；（2）鉆孔機(jī)械應(yīng)考慮鉆孔通過的巖土類型、成孔條件、錨固類型、錨索長度、施工現(xiàn)場環(huán)境、地形條件、經(jīng)濟(jì)性和施工速度等因素進(jìn)行選擇。

2.預(yù)應(yīng)力錨索錨頭承壓板及其安裝應(yīng)符合下列要求：（1）承壓板應(yīng)安裝平整、牢固，承壓面應(yīng)與錨孔軸線垂直；（2）承壓板底部的混凝土應(yīng)填充密實(shí)，并滿足局部抗壓要求。

3.錨索的灌漿應(yīng)符合下列要求：（1）灌漿前應(yīng)清孔，排放孔內(nèi)積水；（2）根據(jù)工程條件和設(shè)計(jì)要求確定灌漿壓力，應(yīng)確保漿體灌注密實(shí)。

4.預(yù)應(yīng)力錨索的張拉與鎖定應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）錨索張拉宜在錨固體強(qiáng)度大于20MPa 并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后進(jìn)行；（2）錨索張拉控制應(yīng)力不宜超過0.65 倍鋼筋或鋼絞線的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；（3）宜進(jìn)行超過錨索設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值1.1～1.2倍的超張拉，預(yù)應(yīng)力保留值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；（4）施工中應(yīng)對(duì)錨索位置，鉆孔直徑、深度及角度，錨索或土釘?shù)牟迦腴L度，注漿配比、壓力及注漿量，噴錨墻面厚度及強(qiáng)度、錨索或土釘應(yīng)力等進(jìn)行檢查；（5）錨索施工完成后養(yǎng)護(hù)15天，腰梁混凝土澆筑完成進(jìn)行7天養(yǎng)護(hù)后，試塊7天抗壓強(qiáng)度達(dá)到75%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行錨索的張拉鎖定。張拉前進(jìn)行拉拔檢驗(yàn)，試拔最大拉力為設(shè)計(jì)軸向拉力的1.1倍。按拉力的10%逐級(jí)加荷載，卸荷時(shí)按軸向拉力的1/5逐級(jí)卸荷。張拉到設(shè)計(jì)拉力1.1～1.2倍時(shí)，保持15min，觀察其變化趨于穩(wěn)定時(shí)卸荷至鎖定荷載進(jìn)行鎖定。鎖定后，如有明顯的應(yīng)力損傷，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

四、結(jié)語

隨著中國城鎮(zhèn)化步伐的加快，城市地下空間的開發(fā)越來越密集，可回收預(yù)應(yīng)力錨索作為一種在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)的新工藝，能在較大程度上減少地下建筑垃圾的產(chǎn)生，為社會(huì)節(jié)約大量土地資源，對(duì)于地下空間的持續(xù)開發(fā)利用具有非常廣闊而深遠(yuǎn)的意義。

同時(shí)我們也清醒地認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前多數(shù)可回收預(yù)應(yīng)力錨索回收并不完全，承載體錨頭不可回收，金屬錨頭留置于地下，未能完全解決地下環(huán)境污染問題。另外，部分類型的可回收錨索回收后，鋼絞線破壞嚴(yán)重，不能重復(fù)利用或重復(fù)使用率不高，可回收預(yù)應(yīng)力錨索在工藝上存在著巨大的完善和改進(jìn)空間。