預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在某高住樓施工應(yīng)用分析

文｜廣東省第四建筑工程公司 許珂

1.工程概況

某高層建筑商住樓1、2棟工程位于市區(qū)繁華路段，總建筑面積約40392m2，總高度為101.5米，地上為29層，地下室2層。結(jié)構(gòu)體系為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用人工挖孔樁。地下室基坑周邊總長約480米，呈“L”形，面積約10435m2。

2.基坑支護概況

本基坑采用人工挖孔樁排樁加預(yù)應(yīng)力錨索構(gòu)成支護體系，局部位置采用兩級放坡加鋼管土釘作支護，止水帷幕采用水泥攪拌樁，布置于人工挖孔樁兩側(cè)，人工挖孔樁上部采用鋼筋混凝土冠梁。

場地現(xiàn)土面標高約為-0.5m，地下室底板底標高為-8.9m，基坑土方擬開挖至-8.9m。

（1）人工挖孔樁

人工挖孔樁樁徑為Φ1200，間距為1600mm，樁共約為288條，樁身砼強度等級為C25，護壁厚度為200mm，護壁砼強度等級為C20，樁長約為16～20m，樁入巖深度按不同的工況而異，具體為：

工況1：人工挖孔樁長為進入強風(fēng)化巖2m，且最小嵌固深度6m；

工況2：人工挖孔樁長為進入強全化巖3m，且最小嵌固深度8m，或進入強風(fēng)化巖2m，且最小嵌固深度8m；

工況3：人工挖孔樁長為進入粉質(zhì)粘土層4m，且最小嵌固深度8m，或進入強風(fēng)化巖2m，且最小嵌固深度7m；

工況4：人工挖孔樁長為進入強風(fēng)化巖2m，且最小嵌固深度6m；

工況5：人工挖孔樁長為進入強風(fēng)化巖2m，且最小嵌固深度6m。

（2）深層水泥攪拌樁

攪拌樁樁徑為Φ500，橫向搭接150mm，總共約2851根，要求穿過砂層，進入殘積土不小于1m，長約7～14m。采用噴漿工藝，要求四噴四攪，固化劑采用32.5R普硅水泥。水灰比0.5～0.6；攪拌樁水泥摻入量不低于14%。

（3）錨桿

預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)置于-3.0m位置，由支護樁之間穿過，預(yù)應(yīng)力錨索（YM1、YM2、YM4、YM5）采用4φS15.2(1×7)鋼絞線，用鉆機成孔，成孔直徑為130，傾角25°，水平間距1.6m。漿液采用水灰比為0.45～0.50的32.5R水泥凈漿，漿體強度要求大于20Mpa；

自由段長度為3.5m～6.0m；錨固長度為27～30.5m，具體按不同工況而變化。

（4）冠梁、腰梁、拉梁

冠梁尺寸為1600×600mm、1600X1100mm兩種，冠梁砼強度為C25，梁面標高為-0.5；

腰梁設(shè)置于錨桿位置，呈不規(guī)則四邊形，其砼強度為C25；

拉梁位于基坑北面，與隔壁基坑冠梁相連接，水平間距為4800mm，梁截面為1000×600mm，梁底平冠梁底，梁面標高為-0.9，砼強度為C25。

（5）土釘護坡

局部二級放坡中第一級放坡高度為4m，寬為6m，第二級放坡高度為4.4m，寬為6.6m，坡度均為1:1.5，兩級放坡中間平臺寬度為2m。

坡面采用鋼花管土釘，鋼花管直徑為Φ48，打入深度分為12m（布置在第一級）、6m(布置在第二級)兩種。鋼花管采用壓密注漿工藝，全長灌注水灰比為0.45～0.5的32.5R水泥凈漿。坡面綁扎φ8@200×200鋼筋網(wǎng)，面噴100厚C20混凝土。

3 預(yù)應(yīng)力錨索施工方法

3.1 預(yù)應(yīng)力錨索（YM1、YM2、YM4、YM5）采用4φS15.2(1×7)鋼 絞線，用鉆機成孔，成孔直徑為130，傾角25°，水平間距1.6m。漿液采用水灰比為0.45～0.50的32.5R水泥凈漿，漿體強度要求大于20Mpa；

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索：YM1,L=32.5 m，自由長度5.5 m，錨固段長度27.0 m；YM2，L=36.5 m，自由長度6.0 m，錨固段長度30.5 m；YM4,L=30.0 m，自由長度5.5 m，錨固段長度24.5 m；YM5，L=35.0 m，自由長度3.5 m，錨固長度29.5 m。錨索注漿采用二次注漿，第一次注漿采用底部注漿工藝，注漿壓力0.5Mpa，每二次注漿采用劈裂注漿工藝，在第一次注漿初凝后進行，注漿壓力2Mpa。

4、施工及技術(shù)措施

4.1 基本拉撥試驗

錨桿在施工前，選取3～5根錨桿進行鉆孔、注漿、張拉與鎖定，做基本拉撥試驗，以確定土釘?shù)母黜梾?shù)，通過拉撥試驗，對原設(shè)計進行復(fù)核，報告設(shè)計人員及監(jiān)理工程師，確定具體施工工藝和參數(shù)。

4.2 錨桿施工工藝

錨桿施工工藝包括定位放樣、鉆機就位、成孔、錨桿制作、安放錨桿、注漿、二次注漿、腰梁制作、張拉鎖定等工序。

4.3 預(yù)應(yīng)力錨索及腰梁制作

1）制作前要認真檢查原材料型號、品種、規(guī)格及其主要技術(shù)性能是否符合設(shè)計要求。

2）鋼絞線應(yīng)除油污、除銹，嚴格按設(shè)計尺寸下料，每股長度誤差不大于500mm.

3）鋼絞線按一定規(guī)律平直排列，按錨索大樣圖進行排列，沿桿體軸線方向每隔2.0m設(shè)置一個隔離架(托架)，托架尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求，桿體的保護層要確保大于或等于2cm。捆扎牢固預(yù)應(yīng)力筋(包括注漿管、托架)。

4）自由段鋼絞線要清除其表面污物，并涂刷防腐涂料套上聚乙烯塑料管。錨固段的鋼絞線要清除其表面油脂污物。預(yù)應(yīng)力錨索每隔2m中至中安放好定位支架。塑料管管口要進行密封并用鉛絲綁緊。

5）止?jié){密封裝置采用止?jié){袋應(yīng)設(shè)置在自由段與錨固段的分界處，密封袋兩端應(yīng)牢固綁扎在錨桿上。

6）預(yù)應(yīng)力錨索采用高強低松弛鋼絞線，強度設(shè)計值為1320 MPa。

7）預(yù)應(yīng)力錨索制作長度按設(shè)計長度令增加1.5 m張拉段。

8）鋼筋混凝土腰梁在-3.0m標高處設(shè)置一道，混凝土強度等級C25腰梁成型采用膠合板模板。

9）預(yù)應(yīng)力錨索和腰梁制作要求按設(shè)計支護結(jié)構(gòu)大樣圖。

4.4 錨桿成孔

1）按設(shè)計要求定位開孔，根據(jù)地質(zhì)條件和使用要求選用XY-100鉆機成孔，鉆孔直徑為φ130，錨桿與水平面夾角為25。

2）鉆孔采用壓水鉆進成孔法。其特點是在成孔過程中的鉆進、出渣、固壁、清孔等工序一次完成，同時可以防止塌孔。

3）鉆機放置好后，要對鉆桿的傾斜角度進行調(diào)整，如需要在軟粘土成孔時，應(yīng)用套管鉆進，否則要在鉆孔孔口處放入1～2m的護壁套管。

4）在沙性層，孔位處于地下水位以下鉆孔時，為防止水、沙向外涌出，造成繼續(xù)鉆進困難或其它危害，要在孔口采取止水措施和采用快速鉆進，入巖后再沖洗。

5）鉆孔要求孔壁平直，不得坍塌松動；不得使用膨潤土循環(huán)泥漿護壁。

6）錨桿鉆孔樁完成后，經(jīng)監(jiān)理檢查簽認后應(yīng)及時安放錨桿，注漿錨固，以防塌孔。

4.5 預(yù)應(yīng)力錨索安放要點

1）確保桿體的質(zhì)量符合要求后，才能把桿體放入鉆孔，桿體放入時要保證鉆孔清理干凈。

2）桿體安放時，要保證其平直，注漿管應(yīng)與錨桿一同放入鉆孔內(nèi)，確保桿體放入角度與鉆孔角度一致。

3）桿體插入孔內(nèi)，安放時用力要勻，錨索安放長度要與鉆孔深度相一致。深度要大于或等錨桿長度的95%。

4）預(yù)應(yīng)力錨索安放前自由段鋼絞線要清除其表面污物，并涂刷防腐涂料套上聚乙烯塑料管。錨固段的鋼絞線要清除其表面油脂污物。預(yù)應(yīng)力錨索每隔2m中至中安放好定位支架。

4.6 預(yù)應(yīng)力錨孔壓力注漿

1）預(yù)應(yīng)力錨索采用二次注漿工藝，第一次注漿采用底部注漿工藝，注漿壓力0.5MPa ，第二次注漿采用劈裂注漿工藝，注漿壓力2.0Mpa，注漿水灰比0.45～ 0.50。

2）二次注漿方法：在錨孔內(nèi)同時裝入兩根注漿管，注漿管采用3/4in涂鋅鐵管制成。兩根注漿管分別用于第一次注漿和第二次注漿。第一次注漿管安裝位置距錨索底端500mm，管底出口處用黑膠布封住，防止沉放時管口進土。第二次注漿用管安裝位置距錨索底端1000mm，管底出口處也用黑膠布封住，防止沉放時管口進土，同時從管端底部500mm處開始向上每隔2000左右做1000mm長的花管段，花管鉆φ8出漿孔眼，每隔300～400交錯環(huán)向1200布置，花管段用黑膠布封住孔眼。

3）第一次注漿是采取灌筑純水泥漿，水灰比為0.45～0.50，水泥為普硅32.5R，注漿壓力0.5MPa。第一次常壓注漿作業(yè)從孔底開始，直至孔口溢出漿液。第一次常壓注漿完，可把注漿管拔出，重復(fù)使用。

4）二次壓力注漿材料采用純水泥漿，第二次注漿，應(yīng)在一次注漿形成的水泥結(jié)合體初凝后進行。二次注漿壓力2.0MPa,注漿完后要穩(wěn)壓2min.注漿水灰比0.45～0.50，水泥為普硅32.5R。

5）水泥漿在硬化或凝固過程中，產(chǎn)生于縮或收縮縫，保證漿體與周圍土體的緊密結(jié)合，應(yīng)加入一定量的膨脹劑和早強劑，須攪拌均勻與隨拌隨用。一次拌和的水泥漿應(yīng)在初凝前用完。本工程注漿體強度等級≥20 MPa。

4.7 錨桿張拉與鎖定

1）根據(jù)設(shè)計圖要求當(dāng)腰梁澆筑養(yǎng)護7天后，注漿體強度達到75%后,方可進行錨索張拉。

2）腰梁的承壓面應(yīng)平整,并與錨桿的軸線方向垂直。

3）錨桿張拉前,應(yīng)對張拉設(shè)備進行標定。

4）在張拉錨桿前，要先對錨桿進行張拉1-2次，取值在0.1～2設(shè)計軸之間,應(yīng)緊密接觸各部位,桿體必須平直。

5）錨桿張拉按一定的順序分級進行,張拉最大荷載按設(shè)計要求,共分六級 :0.10Nt、0.25Nt、0.50Nt、0.75Nt、1.0Nt、1.2Nt，每次觀測時間為5min,并測量錨桿的位移量，同時作好記錄。

6）當(dāng)張拉至最大荷載時，保持10 min，錨桿穩(wěn)定后卸荷至鎖定荷載進行鎖定。

4.8 錨桿驗收試驗

1）在注漿15天后可進行錨桿試驗，試驗過程中如發(fā)現(xiàn)伸長值突然增大時應(yīng)停止張拉，及時通知設(shè)計人員解決。

2）采用靜載撥出試驗檢測錨桿的抗撥力，具體數(shù)量及位置同設(shè)計、甲方、監(jiān)理、質(zhì)檢等部門協(xié)商后定。驗收試驗錨桿的數(shù)量應(yīng)取錨桿總數(shù)的5%，按國標“土層錨桿設(shè)計與施工規(guī)范”進行試驗，均應(yīng)作詳細、完整的記錄和試驗結(jié)果分析等資料。

3）所有的主要材料及錨板夾片裝置必須經(jīng)質(zhì)檢部門檢驗或有出廠合格證明后方準使用。

5.實施效果

本工程針對基坑在支護的特點，結(jié)合本工程施工重點、難點將本工程基坑施工劃分為5個階段，確保工程總工期目標，又大大節(jié)約了工程成本。