預應力錨桿在基坑圍護中的應用

何明糠 曹佳

【摘要】隨著城市的發展進程，城市中建設項目隨之增多。城市化進程不斷加快背景下，深基坑工程自身穩定性決定建筑物結構可靠性。采用預應力錨桿對深基坑進行支護，實際支護質量及效率有保障。文章對預應力錨桿支護技術在深基坑施工當中的應用詳細分析，對預應力錨桿的加固、鉆孔、清孔等技術深入分析，旨在為類似工程科學開展提供有力參考。

【關鍵詞】預應力錨桿;基坑圍護;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

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、預應力錨桿的構成

預應力的含義：預應力是一種出現比較早的材料力學概念。眾所周知，工程材料受力會在其內部出現應力，在容許應力設計法的指導下，一旦應力超過材料所能承受的最大值，材料就會破壞。于是就出現了預應力的概念，使將要受拉的材料預先受壓，使將要受壓的材料預先受拉，使材料處于良好的應力范圍中，使材料充分發揮作用。預應力錨桿就是在錨桿中施加預應力，從而使錨桿具有良好的工作性能。通常情況下，預應力錨桿由錨頭、錨固體、錨端組成。

2、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?；娱_挖后，基坑邊坡土體的穩定能力。

3、預應力錨桿在基坑圍護中的應用

3.1鉆孔

鉆孔施工需要注意以下質量控制要點：（1）鉆孔前，要根據設計要求和土層條件，定出孔位并做出標記，確保水平方向孔距誤差不得大于50mm，垂直方向孔距誤差不得大于100mm。（2）作業場地寬度大于4m，場地要平坦、堅實、有排水溝，并且鉆機要保持平穩。（3）在鉆進過程中，應合理掌握鉆進速度，鉆機鉆進速度應根據鉆機性能和錨固地層嚴格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或發生其他意外事故。（4）為保證鉆孔孔徑，要求鉆孔鉆頭直徑不得小于設計孔徑;鉆孔深度應通過在鉆桿上所作標記控制，要求鉆孔深度不小于桿體有效長度，并不大于設計孔深500mm。（5）鉆孔到達設計深度后，應穩鉆1-2min，防止孔底達不到設計孔徑。鉆孔完成后，要求使用高壓空氣將孔內巖粉及水體清除出孔。（6）對于成孔較困難和塌孔埋鉆，采用固結灌漿進行改良，具體做法是：向孔內注漿，待漿液達到一定強度后（孔內土體板結穩定一般需要15h），再進行成孔作業。

3.2預應力鉆孔錨索制作并安裝

工程施工設備上以QZ100D鉆機鉆孔，鉆機鉆頭采用普通巖芯鉆探鉆頭及管材輔助。鉆進施工中，應注重細節操作，設備操作人員認真負責，鉆進中掌握具體參數，控制速度，避免不合理操作造成埋鉆、卡鉆等事故發生，影響施工效率。若發生孔內事故，應在第一時間針對事故處理，鉆孔之前，就預備事故打撈工具，做好預防措施。錨索承受應力大于錨索，對錨索制作應選擇專業鋼絞線，將鋼絞線綁扎成束，確保錨具底部頂面和空軸線為90°垂直關系，保證錨桿施工規范。

3.3鉆孔清理

鉆孔完成后應對鉆孔及時清理，保持孔內清潔，為錨桿規范安裝奠定基礎。該工程中，采用高壓風清孔方式清孔，在一次注漿階段，以高壓風管隨注漿管深入孔洞，確保高壓風管在注漿管前端，超出注漿管約0.5m，注漿前，打開風機，對孔內進行吹孔。隨后將高壓風管上提，提至以此注漿管后1.0m左右，對孔洞注漿操作，高壓風管隨注漿管一同移出，注漿過程中，邊注漿邊清潔孔洞。

3.4錨桿注漿

（1）注漿施工中，應確保材料符合滿足工程設計規范，選擇水泥：砂比例為1∶2，控制實際水灰比為0.38～0.45，以水泥漿或水灰比0.40～0.45純水泥漿開展錨桿注漿，為增加質量，可在水泥漿中摻雜適量外加劑。（2）漿液需充分攪拌，確保攪拌均勻后，過篩備用。漿液攪拌應考慮工程施工需求，做到“隨攪隨用”，避免過多漿液初凝前未用完，導致漿液質量下降，浪費大量的材料。應確保注漿管道的暢通性。（3）注漿中，實施邊灌邊拔，注意管口處于漿面以上，注漿中不時活動注漿管，確保漿液溢出孔口部位后完全拔出注漿管。（4）拔出套管時，應注重細節操作，避免帶出鋼筋，發現鋼筋帶出，應及時壓進去，確保不帶出后持續拔管。（5）漿液硬化之后，通過二次高壓，對其劈裂性注漿。（6）注漿完成后應將外露鋼筋進行清洗，保護外露鋼筋清潔。

3.5張拉與鎖定

基坑開挖前，錨索先預張拉60～90kN。在注漿漿體與冠、腰混凝土強度達到設計強度80%以上時，方可進行張拉鎖定作業。如為選定進行驗收試驗的錨孔，應在達到設計強度的條件下，待驗收試驗結束并經檢驗合格后再進行。驗收試驗的錨孔應由監理工程師、設計代表現場確定。錨斜托臺座的承壓面應平整，并與錨筋的軸線方向垂直。錨具安裝應與錨墊板和千斤頂密貼對中，千斤頂軸線與錨孔及錨筋體同軸一線，確保承載均勻。錨筋的張拉必須采用專用設備，設備在張拉作業前應進行標定，錨具、夾片等檢驗合格后方可使用。錨索正式張拉前，應取10%～20%的設計張拉荷載，對其預張拉1～2次，使其各部位接觸緊密，鋼絞線完全平直。錨索的預應力在補足差異荷載后分5級按有關規范或規定施加，即設計荷載的25%，50%，75%，100%和110%。在張拉最后一級荷載時，應持荷穩定10～15min后卸荷鎖定。錨索鎖定后48h內，若發現明顯的預應力損失現象，則應及時進行補償張拉。

3.6防腐處理

進行防腐處理時，應注意以下要點：（1）錨索張拉鎖定完成后，應從錨墊板上預留的通氣孔向錨索孔內多次注入水泥漿液，使自由段鋼絞線完全被水泥漿液包裹。（2）張拉結束后，將錨具外大于15cm的鋼絞線用切割片切除，切除時，要嚴禁產生高溫。將錨墩上的漿管鑿除，用砂漿抹平。外錨具及鋼絞線端頭，用混凝土封閉保護，混凝土保護厚度不小于10cm。

4、預應力錨桿施工注意事項

（1）預應力土層錨索成孔長度應比設計長度長500mm.錨索采用4φs15.2有粘結鋼絞線，錨索與水平面夾角為30°。

（2）錨索自由段防腐處理：鋼絞線自由段采用套高密度聚乙烯或聚丙烯塑料管;自由段套管兩端200mm范圍內用黃油充填，外繞扎膠布固定。

（3）錨索拉拔試驗：在粉質粘土中做一組（三根）試驗以測定錨桿的抗拔力。漿體強度檢驗的試塊的數量每30根錨桿不得少于一組，每組試塊不應少于6個。錨索驗收試驗：錨索總數5%應做拉拔驗收試驗，且不得少于5根，隨機抽查。預應力錨索抗拔力設計值詳見各剖面標注值。

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。

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