水利工程基坑支護(hù)中預(yù)應(yīng)力錨索地連墻的應(yīng)用

（青州市水利建筑總公司，山東 青州 262500）

1 預(yù)應(yīng)力錨索地連墻技術(shù)運(yùn)用原理及結(jié)構(gòu)

1.1 運(yùn)用原理

預(yù)應(yīng)力錨索地連墻技術(shù)在運(yùn)用前需要對水利工程基坑進(jìn)行加固，需要選擇基坑中相對穩(wěn)定的土層固定錨。預(yù)應(yīng)力鋼絞線在基坑邊坡發(fā)揮著重要作用，可以在基坑邊坡構(gòu)建出需要的抗滑阻力，進(jìn)而提升水利工程基坑整體摩擦力，使基坑結(jié)構(gòu)面始終保持壓緊狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力錨索在使用時會產(chǎn)生一定預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而對基坑土體起到加固作用，提升基坑整體質(zhì)量[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)方式

錨索主要分為三部分，即：錨頭、錨固段以及自由端。通常情況下會在較為穩(wěn)定的土層內(nèi)設(shè)置錨固段，進(jìn)而增加預(yù)應(yīng)力錨索地連墻技術(shù)的穩(wěn)定性，而錨索的作用是對錨固力進(jìn)行延伸，并對錨固力進(jìn)行傳遞[2]。

2 水利工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

2.1 工程概述

在水利工程基坑施工進(jìn)程中，由于基坑地連墻兩邊水位存在較大差異，這就很容導(dǎo)致水利工程施工質(zhì)量難以得到保證，降低工程施工開展效率，并且還會導(dǎo)致水利工程整體穩(wěn)定性遭到破壞，進(jìn)而影響水利工程效益和安全性。要想徹底解決這些問題，就要在預(yù)應(yīng)力錨索地連墻技術(shù)運(yùn)用前對水利工程施工具體數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析主要涉及到以下內(nèi)容：第一，在水利工程施工進(jìn)程中，尤其在第一施工階段時，在地連墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的90%左右時，為了進(jìn)一步提升水利工程質(zhì)量，并確保工程順利進(jìn)行，就要在地基墻前地面挖掘至墻體頂部下方1.5 米左右的位置，技術(shù)人員要在高程-1 米的位置放入第一層錨索；第二，在第二施工階段時，地基墻前地面挖掘至墻體頂部下方-4.6 米左右的位置，技術(shù)人員要在高程-4.3 米左右放置第二層錨索；第三，在第三施工階段時，地基墻前地面挖掘至墻體頂部下方-7 米左右時，技術(shù)人員要在高程-6.8 米左右位置放置第三層錨索；第四，在第四施工階段，也就是最后階段時，當(dāng)基坑土方至高程-7.2 米左右時，技術(shù)人員要在高程-6.7 米左右防止第四層錨索[3]。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨索地連墻位移的基本概述

圖1 預(yù)應(yīng)力錨索地連墻位斷面分布圖（B2 至D2 出分別采用三層錨桿）

2.2.1 橫河向位移分析

對于水利工程施工作業(yè)來說，大眾更加關(guān)注的是工程整體質(zhì)量以及工程開展效率，因此提升施工質(zhì)量以及效率成為了水利工程施工重點(diǎn)，對預(yù)應(yīng)力錨索地連墻位移的研究也要提起重視，尤其是要加強(qiáng)橫河向位移的分析。這主要是由于水利供貨才能基坑在挖掘過程中，挖掘工作開展會破壞土層結(jié)構(gòu)，如果挖掘工作開展不規(guī)范，還會導(dǎo)致維護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重變形，進(jìn)而對基坑穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，對橫河向位移的分析不僅可以有效避免連墻出現(xiàn)嚴(yán)重變形問題，還可以大大提升水利供貨才能地基連墻的穩(wěn)定性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升水利工程整體質(zhì)量的目的，為后期施工工作的開展奠定良好基礎(chǔ)。通常情況下，水利工程施工作業(yè)開展進(jìn)程中，在完成第一層圖的挖掘后，此時的橫河向位移的數(shù)值處于最小值且為負(fù)值，隨著挖掘工作的進(jìn)一步開展，預(yù)應(yīng)力錨索地連墻的橫河向位移數(shù)值也在進(jìn)一步增加，但斷面的橫河向位移卻隨著高程的降低而降低。

2.2.2 豎向位移分析

上文我們提到，在橫河向位移進(jìn)程中，預(yù)應(yīng)力錨索地連墻的橫河向位移數(shù)值隨著施工作業(yè)的進(jìn)一步開展而不斷增加，而斷面的橫河向位移卻隨著高程的降低而降低。所以為進(jìn)一步提升水利工程基坑地連墻穩(wěn)定性，對預(yù)應(yīng)力錨索地連墻的豎向位移進(jìn)行分析同樣重要。對豎向位移進(jìn)行分析可以有效控制地連墻底部回彈情況，并為水利工程項目后期建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。通過對以往水利工程施工情況進(jìn)行分析，當(dāng)基坑地連墻豎向位移數(shù)值為正數(shù)時，說明地連墻底部出現(xiàn)了回彈。當(dāng)?shù)撞砍霈F(xiàn)回彈時且第一層土挖掘完畢，一般情況下B2 斷面豎向位置會伴隨土層開挖工作的開展而不斷加大，并且位移數(shù)值都為正值，這就說明在土層挖掘工作開展進(jìn)程中，地連墻底部的一部分出現(xiàn)了回彈情況，并且這種情況在第二層和第三層挖掘過程中，位移數(shù)值都為正值，表明前三次挖掘過程中基坑地連墻底部始終處于回彈狀態(tài)，直到進(jìn)行到第四次開挖，位移數(shù)值逐漸呈現(xiàn)出減少趨勢，并且與之前幾次開挖相比回彈情況明顯減少，并且呈現(xiàn)出一定下沉。在此過程中，因為地連墻縱向呈現(xiàn)出較大剛度，導(dǎo)致基坑同一斷面在不同高程的豎向位移呈現(xiàn)為一致的情況。

3 水利工程基坑支護(hù)中預(yù)應(yīng)力錨索地連墻的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 做好施工準(zhǔn)備工作

在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索地連墻技術(shù)前，要先對水利工程基坑的具體情況進(jìn)行詳細(xì)了解，例如：對基坑所在位置、工程周圍管道、電纜、周圍建筑物情況進(jìn)行詳細(xì)分析，此外，還要對基坑所在位置的地質(zhì)情況、水文條件、地勢特征等自然情況進(jìn)行整體分析，將這些信息進(jìn)行整合分析制定成勘察報告，結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況制定預(yù)應(yīng)力錨索地連墻技術(shù)應(yīng)用策略[4]。

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索的施工要點(diǎn)

在基坑支護(hù)施工過程中，為了做好錨索加固工作，就要運(yùn)用鉆孔設(shè)備。先用鉆孔設(shè)備對預(yù)設(shè)的位置進(jìn)行穿孔，然后再設(shè)置錨索，這樣就可以為注漿工作的順利進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)，并且可以有效提升錨索結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.2.1 預(yù)應(yīng)力錨索工藝流程

準(zhǔn)備好準(zhǔn)空設(shè)備、借助鉆孔設(shè)備在預(yù)定位置打孔、將打孔周圍進(jìn)行清理、調(diào)整錨索的體制。

3.2.2 錨索成孔

鉆機(jī)設(shè)備要提前做好設(shè)定，在使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時，可以采取正常循環(huán)鉆進(jìn)方式，但是最好要結(jié)合基坑具體情況采取不同鉆孔方案。例如：如果基坑土層中含有碎石，可以借助套管護(hù)臂技術(shù)進(jìn)行挖孔；對于黏性較高的土層，可以借助泥漿護(hù)壁技術(shù)來挖孔，泥漿護(hù)壁技術(shù)的運(yùn)用需要重點(diǎn)關(guān)注泥漿比重問題，可以結(jié)合實(shí)驗情況對比重進(jìn)行合理配比，將鉆孔傾斜角保持在二十五度至三十五度之間，這樣可以有效避免錨索出現(xiàn)碰撞和交叉問題。

3.2.3 清孔

在鉆孔開展過程中，最重要的就是進(jìn)行鉆孔的清理。由于鉆孔完畢后無法立刻停止工作，需要進(jìn)行一到兩分鐘的穩(wěn)鉆工作，進(jìn)而避免孔底尖滅，進(jìn)而無法達(dá)到預(yù)設(shè)孔徑，所以要對孔壁進(jìn)行清理。在鉆孔工作進(jìn)行到一定深度后，就無法再往更深的層次進(jìn)行，為進(jìn)一步提升鉆孔穩(wěn)定性，確保孔底尖面與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相接近，就需要進(jìn)行清孔工作。如果鉆孔的孔壁出現(xiàn)雜物或是雜質(zhì)，就會影響鉆孔穩(wěn)定性，因此要及時清理這些雜質(zhì)，提升鉆孔施工的清潔性。對鉆孔內(nèi)部殘留的碎石粉、沉渣等雜物進(jìn)行清理可以有效提升泥沙漿與孔壁的結(jié)合度，可以通過高壓水沖洗的方式，提升巖體錨固的完整性，當(dāng)樽空內(nèi)出現(xiàn)承壓水流時，可以減少水量和水壓，然后再進(jìn)行下一步錨筋和注漿工作。

3.2.4 錨索體制作

上文我們提到了錨索主要分為錨頭、錨固段以及自由端這三個部分，而錨索是由錨具、定位架、鋼絞線錨板所組成。在下料過程中，要結(jié)合施工具體情況對鋼絞線進(jìn)行切割，鋼絞線切割需要借助砂輪切割機(jī)。為什么要選擇砂輪切割機(jī)而不選擇其他切割設(shè)備呢？這主要是因為鋼絞線頭部較為松散，當(dāng)處于高溫環(huán)境時，鋼絞線的強(qiáng)度很容易受到影響。在錨索體作業(yè)時，要確保鋼絞線距離保持在合理的間距。在綁扎鋼絞線時，要使線始終保持順直狀態(tài)，不能出現(xiàn)相互交錯或是歪曲情況。錨索制作完畢后還需要在清孔工作結(jié)束后進(jìn)行錨索安裝。在安裝前需要仔細(xì)對錨孔編號進(jìn)行確認(rèn)，確保編號與施工圖紙一致后再開展安裝工作。錨索安裝需要借助人工將其放置在鉆孔內(nèi)，并用鋼尺對孔外部的鋼絞線長度進(jìn)行測量。注漿工作和錨索放置工作要同時進(jìn)行，注漿管的管頭要與孔底保持100 毫米的距離，錨桿體放置孔內(nèi)的深度不能小于所設(shè)計長度的95%。在放置過程中要時刻留意排氣管是否能夠正常排氣，并且要及時調(diào)整注漿管與錨索之間的間隔。此外，錨索制作時要對其兩端位置進(jìn)行密封處理，以提升錨索整體的密封性，這樣才可以在安裝過程中避免水泥漿液的滲入。

3.2.5 錨索安裝

錨索安裝前需要對錨索質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)檢驗，當(dāng)完成錨索安裝工作后，要切記不能敲擊錨索，并且不能在上面放置或是懸掛重物。

3.2.6 注漿

進(jìn)一步提升水利工程基坑支護(hù)的穩(wěn)定性，需要在錨固段進(jìn)行二次注漿，并且第一次注漿與二次注漿工作不得小于7 天，在注漿工作完畢后需要進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，在漿體沒有僵硬之前不能承受重力。

3.2.7 預(yù)應(yīng)力錨索張拉與鎖定

水利工程基坑支護(hù)中預(yù)應(yīng)力錨索地連墻的應(yīng)用過程中，對錨固體混凝土強(qiáng)度有著較高要求，其強(qiáng)度在15MPa則為最佳值，對錨索進(jìn)行張拉可以達(dá)到最佳效果。錨索張拉要分級進(jìn)行，張拉順序也有嚴(yán)格要求，并且要考慮錨索的相互作用力。

3.2.8 封錨

預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的運(yùn)用對基坑的支護(hù)就是因為錨索可以進(jìn)行分散受力，而外錨頭在其中發(fā)揮著重要作用，如果外錨頭失效，就無法產(chǎn)生良好的整體作用，所以要給予外錨頭維修和保養(yǎng)的重視。

3.2.9 預(yù)應(yīng)力錨索檢測

預(yù)應(yīng)力錨索檢測就是為了查看錨索張拉力能否滿足施工設(shè)計中對于錨索設(shè)計內(nèi)力值的要求，查看是否符合施工規(guī)范。一般會結(jié)合錨孔具體位置，設(shè)置具有一定承載能力或是具有較強(qiáng)穩(wěn)定性、可以固定的手腳架進(jìn)行檢查。

3.2.10 鉆進(jìn)

鉆進(jìn)工作開展要將“穩(wěn)”貫穿于整個過程。在鉆進(jìn)工作開展前要對基坑支護(hù)施工要求進(jìn)行全面了解，鉆進(jìn)開展進(jìn)程中要做好循環(huán)清孔工作，如果基坑屬于容易坍塌類型的土層，那么需要進(jìn)一步加快鉆孔速度，并結(jié)合基坑周圍地質(zhì)情況在恰當(dāng)?shù)臅r間開展入套護(hù)壁安裝工作。如果鉆孔遇到很容易出現(xiàn)坍塌或是收縮性較差的孔，就要及時停止鉆進(jìn)工作，并立即開展固壁注漿工作。鉆進(jìn)完畢后，施工相關(guān)人員要對施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)檢查，當(dāng)檢查通過之后才可以開展下一步施工。除此之外，在施工完畢后，還要對孔徑情況和深度情況進(jìn)行檢查，負(fù)責(zé)施工監(jiān)察人員要對鉆進(jìn)工作操作順序進(jìn)行詳細(xì)檢查。鉆具的選擇要結(jié)合錨孔深度進(jìn)行調(diào)整，需要查看鉆具退鉆是否順利，并且在高壓施工狀態(tài)時，是否會有嚴(yán)重的飛塵現(xiàn)象。除了要對鉆孔空位進(jìn)行仔細(xì)檢查之外，還要檢查錨孔傾斜角和具體位置[5]。

4 結(jié)語

總的來說，市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動了城市化建設(shè)腳步，因此，市政工程的建設(shè)總規(guī)模和數(shù)量都在不斷提升。水利工程與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，是保障我們正常生產(chǎn)生活的重要市政工程。正因如此，水利工程的質(zhì)量和施工安全成為社會大眾所重點(diǎn)關(guān)注的問題。而水利工程施工場地具有一定特殊性，工程所在的地理位置、地質(zhì)情況和水文情況等等都會對施工質(zhì)量和施工安全造成一定影響，為進(jìn)一步提升水利工程施工效益，確保水利工程順利進(jìn)行，水利工程基坑支護(hù)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索地連墻技術(shù)非常有必要。本次對水利工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建和技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，是為了提升水利工程施工科學(xué)性和合理性，并為后期工作順利進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)。