預應力錨桿在基坑圍護中的應用

許杰斌

福建省瀧澄建設集團有限公司，福建 廈門 361000

0 前言

預應力錨桿廣泛應用于基坑支護，在基坑邊坡固定施工過程中發揮重要作用。當前基坑尤其是深基坑地質條件復雜，對于支護結構的穩定性、強度等指標要求較高，預應力錨桿具有穩定性強等優點，應用于基坑支護能有效提升基坑支護的結構強度，減少邊坡變形［1］。

1 預應力錨桿作用原理

預應力錨桿主要是在基坑內部的巖土壁上，用金屬及其它材料制作的錨桿打入巖土內部，再進行混凝土澆筑，依賴于黏結改變邊坡破碎土體的應力狀態，起到土地穩固的作用，從而改變巖土內部的力學結構，形成穩定的狀態，確保基坑開挖后，基坑邊坡土體的穩定能力［2-3］。

2 廈門市蓮花中學校外擴建項目概況

2.1 項目簡介

項目場地位于廈門市思明區盈翠嘉園西南側，中藥廠宿舍北側，由1#體育館綜合樓、2#教學樓、3#教學樓及純地下室部分等組成，總用地面積約5844.82m2，總建筑面積約9733.03m2，其中地上建筑面積7483.03m2，地下建筑面積2250m2，基礎采用獨立柱承臺基礎。

2.2 項目地質特點

根據區域地質資料，項目場地原始地貌屬丘前坡洪積準平原，在區域構造上處于“閩東燕山斷坳帶”東側與閩東沿海變質帶相接觸的中部，閩南沿海變質帶東側，閩東燕山斷裂帶的長樂—詔安斷裂中段。本場地在區域構造上處于較大級別斷裂構造帶間相對較穩定的地塊，無新構造運動形成的活動性斷裂通過，場地處于穩定狀態。根據鉆探結果，項目場地有4 個工程地質層，分別是填土層、洪積層、殘積土、風化巖，地質條件較為復雜。此外，地下水主要是潛水，場地內的基巖風化層裂隙多呈閉合狀，導水性較差，地下水量不會太大，但不排除局部存在破碎帶，導水性較好而致水量較大的可能。總的來說，該施工場地地質的地下水量不會太大，局部存在基巖破碎帶。

2.3 項目技術創新

項目基坑支護工程施工過程中，可通過BIM 技術創建基坑的BIM 模型，可清晰展示錨桿、錨索、支護樁、工程樁等構件的空間位置，避免相互沖突，提高項目基坑施工、監測水平，實現地下構件的精準施工，減少現場返工，降低成本提高效率。

3 預應力錨桿在項目基坑支護中的應用

廈門市蓮花中學校外擴建項目工程，基坑大致呈不規則多邊形，面積約3501.68m2，周長約246.66m，開挖深度約為4.50～6.10m，土方開挖量約17508.4m3。支護方案采用掛網噴錨和土釘墻的支護結構形式。土釘墻及噴錨坡面噴射80mm 厚C20 細石混凝土，內掛10@150×150 鋼筋網。沿豎向設置3～4道土釘，土釘長6m，間距1500mm，梅花形布置。在土釘端頭及掛網噴錨掛網鋼筋處設置2Φ14 橫向加強筋。

3.1 抗浮錨桿施工

錨桿施工流程：測量定位→鉆機成孔→驗孔深→安放錨桿→邊注漿邊提升注漿管→結束至下一孔→返回二次注漿。

3.1.1 施工方法

（1）樁位放線測量

根據施工圖紙上的軸線，參照現場已施工好的基礎梁，測出各個錨桿的位置。

每個錨桿孔位用明顯的標志定位,保證孔位偏差符合設計要求及規程規定。

（2）鉆機成孔

①鉆機成孔前需要對鉆機進行準確安裝，安裝鉆機是要將錨孔鉆機進行調平和垂直，確保工作時穩定。

②本工程采用地質鉆機泥漿護壁成孔工藝。由于本工程抗浮錨桿大部分在強風化花崗巖及中微風化花崗巖內，因此采用回轉鉆機。

利用地質鉆機帶動小型組合牙輪鉆破巖層，通過泵送人工配置的優質泥漿，利用組合的正反循環系統，將破碎的小顆粒石帶出孔底；同時實踐表明優質泥漿可以有效地穩定孔壁，使所造的鉆孔壁在相當長的時間內不坍塌。

③鉆機回轉鉆進參數：

轉速：142、285、570 轉/min；泵量：4.79m3/h；

最大給進壓力：15kN；水泵工作壓力：1.5MPa

④終孔清渣：

鉆機鉆好錨孔后，對于成孔的清理要采用孔洞反復清洗的方式徹底清理干凈，主要是用聯接空壓機的洗井管放入成孔內清洗，直到孔內泥漿的情況和沉渣符合有關規定。同時要保護好清渣后的孔洞，以免泥漿流入孔內再次污染。

（3）護壁泥漿制作及排放

①泥漿制作

泥漿的制作主要是要控制基坑護壁漿液的配置比重，鉆孔完成后要在確保孔洞清渣效果時，現場調配好護壁泥漿，達到最優效果。泥漿制作時比重一般控制在1.15～1.20之間，漿液通過空鉆桿送入孔內，并攪拌均勻。泥漿制作時要有技術人員在現場進行監督，保障泥漿配比準確，質量可靠，才能使錨固體與周圍土體或巖體之間形成穩定的效果。

②泥漿排放

在基坑內四周設置排水溝、蓄漿水池，及時將鉆孔泥漿排入蓄漿池。

基坑頂設置蓄漿水池，基坑內蓄漿水池泥漿滿時，用水泵抽入基坑頂的蓄漿池內。

（4）錨桿、注漿管制安安裝

①錨桿、注漿管制作：

嚴格按設計尺寸下料，錨桿制作長度應為設計長度加錨固段長度，桿體長度允許誤差為50mm，組裝前應清除鋼筋表面的油污和膜銹。

為使錨桿中主筋不偏離斷面的幾何中心，應設置定位架，定位架采用Φ6.5 制作，支架間距≯2.0m。主筋與支架點焊固定。

②注漿管：

注漿泵高壓管采用耐壓≮5MPa 的高壓膠管；注漿管隨錨桿一起下入孔中，距孔底100mm。

其中二次注漿管的花管段與錨固鋼筋同長，眼孔直徑6mm，每20cm 兩眼，交叉布置，作為注漿噴頭。為了防止眼孔被澆灌的混凝土堵塞，開孔后用橡皮圈或電工膠布密封。

③錨桿安裝

錨桿安裝過程中，對于錨筋的插入要保證角度及錨體平直，下放時要平穩，遇阻時，要在專業技術人員指導下進行處理。錨桿的安裝偏差應滿足規范要求。

（5）灌漿

①一次注漿

錨筋放入后，注漿前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，后采用常壓泵送方法注漿，水泥砂漿(灰砂比1：1<重量比>，水灰比0.45)。注漿前不得拔出注漿管，以保證錨桿底端注漿充實。注漿過程要一次完成連續不斷，注漿管要邊注邊拔，保證注漿充實。

②二次注漿

第一次注漿滿24h 后，要開展二次高壓灌漿。注漿前，要對制漿、灌漿等設備進行質量檢查，保證運行正常。二次注漿壓力≮2.5MPa，壓漿時確保慢速、低壓、低流量，使水泥漿自然滲入軟弱區及縫隙中。要安排專人觀察壓力表讀數的變化，若孔口有漿液溢出時、臨近地表有冒漿時可停止壓漿。

3.1.2 錨桿施工質量驗證

（1）錨桿施工必須先進行基本試驗，數量≮6 根，用作試驗的錨桿參數、材料及施工工藝等要與工程錨桿相同。基本試驗應按《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）附錄C 的相關規定執行。

（2）錨桿施工完成后，驗收試驗的錨桿數量取錨桿總數的5%，且≮6 根。驗收試驗荷載值為400kN。驗收試驗應按《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）附錄C的相關規定執行。

（3）漿體強度檢驗用試塊的數量每30 根錨桿不應少于一組，每組試塊應≮6 個。

4 結語

項目基坑邊坡預應力錨索支撐系統完成后，在深基坑開挖施工中，沉降穩定，邊坡牢固，為項目下一步施工提供了有力保障。在預應力錨索中，應根據地質條件，制定施工方案，施工人員要按照施工程序制作錨索，保證質量，使錨索支撐系統充分發揮穩定作用。