預應力錨索施工技術應用

文 / 左聯賓

一、工程概況

丁山河調蓄水池場地位于龍崗大道與丁山河交匯處以南，西臨深圳市坪地街道辦坪地文化活動中心，場區原始地貌為丁山河干流河漫灘及一級階地地貌，現經人類工程建設已形成人工河堤，目前西側為丁山河干流綜合治理工程第三標段擋墻及邊坡，擋墻外部為坪地文體服務中心體育活動場，場地現狀地面平坦，現狀地面高程在29．6m～36．8m。基坑周邊環境、工程地質、水文地質等條件復雜，按照《深圳市基坑支護技術規范》（SJG05-2011）的規定，本基坑定為二級基坑。

二、錨索設計概況

丁山河蓄水池基坑采用的是高壓旋噴樁+鉆孔灌注樁+預應力錨索的支護形式。該部位基坑開挖深度為7．2m～14．8m，豎向設置3道錨索，錨索錨固在樁頂冠梁及樁中部腰梁處，用來抵消灌注樁頂端及中部受到的土壓力，保證邊坡穩固。

本工程采用4s15．2預應力錨索，錨筋用4束7×5高強低松弛鋼絞線制作而成。錨索分張拉段、自由段和錨固段，自由張拉段鋼絞線采用波紋管包裹。錨索工程采用二次注漿技術，在注漿管上每隔800mm開一對Φ6mm的孔，錨固段一半長度的注漿管須設置開孔。錨索上每隔1．3m設一個對中支架，錨固段上的鋼絞線保持無PE套無油脂狀態，錨索內端頭設有漏斗狀導向帽，穿索前須用環氧砂漿填滿。

三、錨索施工流程

（一）短釘噴錨

開挖后須用短釘對支護樁進行噴錨，挖一層錨一層。先用C16鋼筋制成植筋，按間距1．5×1．5m梅花形布置；然后用短釘固定懸掛A8@200×200鋼筋網，最后噴射100mm 厚的C20混凝土（樁間局部厚 300mm）。

（二）機械成孔

1．鉆進。砂層中錨索施工易產生塌孔的現象，須采用套管跟進鉆機鉆孔施工來控制成孔質量。

2．要求。孔徑180mm，水平方向誤差小于50mm，垂直方向誤差小于100mm，角度偏斜小于2度，孔深偏差小于100mm。鉆孔前應先試鉆，然后停機檢查鉆機有無移位，鉆機穩固后方可正式鉆進。如遇鉆孔塌縮等現象，須立即停工并及時進行固壁灌漿（灌漿壓力0．1～0．2MPa），待水泥砂漿初凝后重新鉆進。

3．清孔。鉆達設計孔深后須穩鉆1～2分鐘方可停止，然后用高壓風(風壓0．2～0．4MPa)將孔內巖粉、沉碴等清出。當錨孔中有承壓水流出時，須待水量變小后再進行錨固，必要時打設排水孔導流。

（三）錨索制安

1．制作錨索。按設計要求進行下料，確保每根鋼絞線不扭不叉、排列均勻、無油無銹。內隔離支架和對中支架按設計尺寸用PE塑料加工而成，用無鋅鉛絲綁扎鋼絞線，注漿管和排氣也要綁扎牢固。一般在隔離支架兩側進行綁扎，綁扎牢固但不得損害鋼絞線外保護層。

2．安裝錨索。檢查錨索規格、長度，并確認錨索與孔位對應一致后方可安裝，須將2根注漿管與鋼絞線一并入孔。一次注漿管末端距孔底約50cm，用膠布封堵以防土體進入；二次注漿管須在錨固段范圍內。

（四）注漿

錨索安裝好之后進行第一次注漿，采用0．8Mpa的注漿壓力和42．5R硅酸鹽純水泥漿（水灰比0．45）。注漿時將導管緩慢勻速撤出，導管出漿口應保持在錨孔中漿體液面以下，當孔口流出水泥漿時停止注漿。然后用高壓風疏通注漿管，以確保二次注漿管通暢。一次注漿初凝后進行二次注漿，注漿壓力須大于2．5MPa，漿體抗壓強度不得小于30MPa。

（五）冠梁、腰梁施工

鉆孔灌注樁砼強度達到設計強度的80%以上時鑿除樁頭，然后清理界面、澆筑冠梁。冠梁施工時預埋套管作錨索孔，位置須準確，尺寸符合設計。完成錨索注漿后進行腰梁施工，用C30混凝土進行澆筑，腰梁與樁采用植筋連接。在冠梁斜面上或腰梁上安裝承壓墊板及錨具，尺寸為200×200×18。錨索灌漿后，從錨具向外留出1～1．2m長的鋼絞線。預留的錨索套管須深入錨孔內0．5m。

（六）張拉鎖定

冠梁或腰梁強度達到設計強度的75%并不小于20．0 MPa時方可進行張拉。本工程根據張力計算選用了YCW400A-200、YDCW240Q-100型千斤頂、ZB4-500型高壓油泵、OVM15G-19型錨具。正式張拉前先用20%的預緊張拉力，多次循環預緊張拉，使鋼絞線完全平直，各部位接觸緊密，兩次張拉伸長差值小于3mm時止。錨索的預應力按有關規范或規定分5個等級施加，各等級張拉力分別為設計張力的25%、50%、75%、100%和110%，前四級每級張拉間隔的時間為2～5分鐘，最后一級間隔10分鐘，記錄好每級張拉時鋼絞線的伸長量。采用應力控制以及伸長值校核的方法及時記錄千斤頂伸長值、油壓機讀數、夾片外長度。當千斤頂伸長值大于計算值的110%或小于95%時須停止張拉，待查清原因并采取相應的措施后方可繼續，每分鐘張拉升荷速率不得超過設計張拉力的10%。最后一級荷載張拉結束且變形穩定后即可卸載至鎖定荷載值并進行鎖定，鎖定后48小時內未發現異常的用砂輪切割機切除余露錨筋（留長5-10cm外漏錨筋，以防拽滑），并盡快用C30混凝土進行封錨。如發現明顯應力松弛現象應立即進行補償張拉。

（七）試驗與監測

正式施工前取3根試驗錨索進行基本試驗，最大試驗荷載不應超過錨索材料強度標準值的0．8倍。驗收試驗數量為錨索總數的5%并不得少于3根，其最大試驗荷載為錨索抗拔力標準值的1．2倍。在安裝測力計后的最初10天內，宜每天測定一次，第11到30天宜每3天測定一次，以后每月測定一次。但當遇有降雨、臨近地層開挖、相鄰錨索張拉、爆破振動以及拉力測定結果發生突變等情況時，應加密監測頻率。

三、質量保證措施

1．在鉆機成孔時，錨孔端部來回擴孔成倒錐形，做到底部比上部大；鉆機安裝穩固并在施工中隨時校正，保證錨桿孔的傾角與設計相符，并且鉆孔保證平直。錨索水平方向允許偏差±100mm，垂直方向±50mm，鉆孔傾斜度允許偏差3%，孔深應超過設計長度0．5m。

2．錨索的非錨固段要用塑料管包裹好，防止錨索直接與水泥漿接觸，失去非錨固段作用。

3．錨固段灌漿前，抽樣檢驗漿液試驗成果，并對現場灌漿工藝進行逐項檢查；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，實際灌漿量應大于理論灌入量。

4．工程所用的主要材料及錨索錨具、夾片等必須經質檢部門檢驗合格，并有出廠合格證證明書方可使用。按合同要求組織施工設備進場，運至施工現場的各種機械設備、儀器儀表，必須經過檢查、標定，并報請經監理工程師檢查認證合格。

5．預應力錨索張拉工作結束后，應對每根錨索的張拉應力和補償張拉效果進行檢查。上述每項質量檢驗和檢查，均應由承包人做好記錄，由監理人簽認。

6．鉆孔過程中，必須經常檢查鉆機定位情況，保證鉆機的定位精度。錨索鉆機就位前應先檢查錨位標高，錨距是否符合設計圖紙。就位后必須調整鉆桿。用角度尺或羅盤測量鉆桿的傾角使之符合設計，并保證鉆桿的水平投影垂直于坡壁，經檢查無誤后方可鉆進。

7．隨時了解鉆孔孔內狀況，特別是錨索內錨固段，如發現有特殊地質情況，盡快與監理及設計單位聯系，研究處理方案，并做好記錄。

8．鉆孔完成后，按照三檢制的要求，預應力錨索孔造孔質量檢查驗收表，報請監理工程師檢驗，并根據檢查情況簽署驗收意見，不合格的孔，封填后重新施工。

9．孔內地質缺陷，主要是孔內錨固段存在裂隙破碎帶，巖石強度低，并可能產生相鄰孔串漏，從而影響錨固段灌漿效果；或孔深不穿過破碎帶，內錨頭的圍巖質量不高。孔內地質缺陷一般可采用全孔道一次固結灌漿的方法處理，固結灌漿后3～7天，按鉆孔要求進行孔道清理。對于破碎帶或滲水量較大的錨孔，安裝錨索前，按要求對錨索孔進行二次高壓劈裂注漿方式進行固結灌漿處理。

五、施工效果

目前丁山河調蓄池基坑已經開挖至目標高程，邊坡樁基及錨索體系擋土、穩固效果良好，周邊土體、結構物沉降和變形監測皆在預期可控范圍內。為基坑內結構物安全、快速施工提供了條件，有力促進了深圳市2019年龍崗河流域消除黑臭及河流水質保障工程全面推進。