預(yù)應(yīng)力錨桿在基坑圍護(hù)中的應(yīng)用

何明糠 曹佳

【摘要】隨著城市的發(fā)展進(jìn)程，城市中建設(shè)項(xiàng)目隨之增多。城市化進(jìn)程不斷加快背景下，深基坑工程自身穩(wěn)定性決定建筑物結(jié)構(gòu)可靠性。采用預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)深基坑進(jìn)行支護(hù)，實(shí)際支護(hù)質(zhì)量及效率有保障。文章對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)在深基坑施工當(dāng)中的應(yīng)用詳細(xì)分析，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿的加固、鉆孔、清孔等技術(shù)深入分析，旨在為類似工程科學(xué)開展提供有力參考。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力錨桿;基坑圍護(hù);應(yīng)用

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

預(yù)應(yīng)力錨桿廣泛應(yīng)用于基坑支護(hù)，在基坑邊坡固定施工過程中發(fā)揮重要作用。當(dāng)前基坑尤其是深基坑地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度等指標(biāo)要求較高，預(yù)應(yīng)力錨桿具有穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于基坑支護(hù)能有效提升基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少邊坡變形。

1、預(yù)應(yīng)力錨桿的構(gòu)成

預(yù)應(yīng)力的含義：預(yù)應(yīng)力是一種出現(xiàn)比較早的材料力學(xué)概念。眾所周知，工程材料受力會(huì)在其內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力，在容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法的指導(dǎo)下，一旦應(yīng)力超過材料所能承受的最大值，材料就會(huì)破壞。于是就出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力的概念，使將要受拉的材料預(yù)先受壓，使將要受壓的材料預(yù)先受拉，使材料處于良好的應(yīng)力范圍中，使材料充分發(fā)揮作用。預(yù)應(yīng)力錨桿就是在錨桿中施加預(yù)應(yīng)力，從而使錨桿具有良好的工作性能。通常情況下，預(yù)應(yīng)力錨桿由錨頭、錨固體、錨端組成。

2、預(yù)應(yīng)力錨桿作用原理

預(yù)應(yīng)力錨桿主要是在基坑內(nèi)部的巖土壁上，用金屬及其它材料制作的錨桿打入巖土內(nèi)部，再進(jìn)行混凝土澆筑，依賴于黏結(jié)改變邊坡破碎土體的應(yīng)力狀態(tài)，起到土地穩(wěn)固的作用，從而改變巖土內(nèi)部的力學(xué)結(jié)構(gòu)，形成穩(wěn)定的狀態(tài)，確保基坑開挖后，基坑邊坡土體的穩(wěn)定能力。

3、預(yù)應(yīng)力錨桿在基坑圍護(hù)中的應(yīng)用

3.1鉆孔

鉆孔施工需要注意以下質(zhì)量控制要點(diǎn)：（1）鉆孔前，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和土層條件，定出孔位并做出標(biāo)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(yè)場(chǎng)地寬度大于4m，場(chǎng)地要平坦、堅(jiān)實(shí)、有排水溝，并且鉆機(jī)要保持平穩(wěn)。（3）在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)合理掌握鉆進(jìn)速度，鉆機(jī)鉆進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)性能和錨固地層嚴(yán)格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或發(fā)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(shè)計(jì)孔徑;鉆孔深度應(yīng)通過在鉆桿上所作標(biāo)記控制，要求鉆孔深度不小于桿體有效長(zhǎng)度，并不大于設(shè)計(jì)孔深500mm。（5）鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)穩(wěn)鉆1-2min，防止孔底達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。鉆孔完成后，要求使用高壓空氣將孔內(nèi)巖粉及水體清除出孔。（6）對(duì)于成孔較困難和塌孔埋鉆，采用固結(jié)灌漿進(jìn)行改良，具體做法是：向孔內(nèi)注漿，待漿液達(dá)到一定強(qiáng)度后（孔內(nèi)土體板結(jié)穩(wěn)定一般需要15h），再進(jìn)行成孔作業(yè)。

3.2預(yù)應(yīng)力鉆孔錨索制作并安裝

工程施工設(shè)備上以QZ100D鉆機(jī)鉆孔，鉆機(jī)鉆頭采用普通巖芯鉆探鉆頭及管材輔助。鉆進(jìn)施工中，應(yīng)注重細(xì)節(jié)操作，設(shè)備操作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，鉆進(jìn)中掌握具體參數(shù)，控制速度，避免不合理操作造成埋鉆、卡鉆等事故發(fā)生，影響施工效率。若發(fā)生孔內(nèi)事故，應(yīng)在第一時(shí)間針對(duì)事故處理，鉆孔之前，就預(yù)備事故打撈工具，做好預(yù)防措施。錨索承受應(yīng)力大于錨索，對(duì)錨索制作應(yīng)選擇專業(yè)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(guān)系，保證錨桿施工規(guī)范。

3.3鉆孔清理

鉆孔完成后應(yīng)對(duì)鉆孔及時(shí)清理，保持孔內(nèi)清潔，為錨桿規(guī)范安裝奠定基礎(chǔ)。該工程中，采用高壓風(fēng)清孔方式清孔，在一次注漿階段，以高壓風(fēng)管隨注漿管深入孔洞，確保高壓風(fēng)管在注漿管前端，超出注漿管約0.5m，注漿前，打開風(fēng)機(jī)，對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行吹孔。隨后將高壓風(fēng)管上提，提至以此注漿管后1.0m左右，對(duì)孔洞注漿操作，高壓風(fēng)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(yīng)確保材料符合滿足工程設(shè)計(jì)規(guī)范，選擇水泥：砂比例為1∶2，控制實(shí)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(zhì)量，可在水泥漿中摻雜適量外加劑。（2）漿液需充分?jǐn)嚢瑁_保攪拌均勻后，過篩備用。漿液攪拌應(yīng)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(dǎo)致漿液質(zhì)量下降，浪費(fèi)大量的材料。應(yīng)確保注漿管道的暢通性。（3）注漿中，實(shí)施邊灌邊拔，注意管口處于漿面以上，注漿中不時(shí)活動(dòng)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(shí)，應(yīng)注重細(xì)節(jié)操作，避免帶出鋼筋，發(fā)現(xiàn)鋼筋帶出，應(yīng)及時(shí)壓進(jìn)去，確保不帶出后持續(xù)拔管。（5）漿液硬化之后，通過二次高壓，對(duì)其劈裂性注漿。（6）注漿完成后應(yīng)將外露鋼筋進(jìn)行清洗，保護(hù)外露鋼筋清潔。

3.5張拉與鎖定

基坑開挖前，錨索先預(yù)張拉60～90kN。在注漿漿體與冠、腰混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí)，方可進(jìn)行張拉鎖定作業(yè)。如為選定進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)的錨孔，應(yīng)在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的條件下，待驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)束并經(jīng)檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行。驗(yàn)收試驗(yàn)的錨孔應(yīng)由監(jiān)理工程師、設(shè)計(jì)代表現(xiàn)場(chǎng)確定。錨斜托臺(tái)座的承壓面應(yīng)平整，并與錨筋的軸線方向垂直。錨具安裝應(yīng)與錨墊板和千斤頂密貼對(duì)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(shè)備，設(shè)備在張拉作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定，錨具、夾片等檢驗(yàn)合格后方可使用。錨索正式張拉前，應(yīng)取10%～20%的設(shè)計(jì)張拉荷載，對(duì)其預(yù)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(yù)應(yīng)力在補(bǔ)足差異荷載后分5級(jí)按有關(guān)規(guī)范或規(guī)定施加，即設(shè)計(jì)荷載的25%，50%，75%，100%和110%。在張拉最后一級(jí)荷載時(shí)，應(yīng)持荷穩(wěn)定10～15min后卸荷鎖定。錨索鎖定后48h內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)明顯的預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

3.6防腐處理

進(jìn)行防腐處理時(shí)，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：（1）錨索張拉鎖定完成后，應(yīng)從錨墊板上預(yù)留的通氣孔向錨索孔內(nèi)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(jié)束后，將錨具外大于15cm的鋼絞線用切割片切除，切除時(shí)，要嚴(yán)禁產(chǎn)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(hù)，混凝土保護(hù)厚度不小于10cm。

4、預(yù)應(yīng)力錨桿施工注意事項(xiàng)

（1）預(yù)應(yīng)力土層錨索成孔長(zhǎng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度長(zhǎng)500mm.錨索采用4φs15.2有粘結(jié)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(nèi)用黃油充填，外繞扎膠布固定。

（3）錨索拉拔試驗(yàn)：在粉質(zhì)粘土中做一組（三根）試驗(yàn)以測(cè)定錨桿的抗拔力。漿體強(qiáng)度檢驗(yàn)的試塊的數(shù)量每30根錨桿不得少于一組，每組試塊不應(yīng)少于6個(gè)。錨索驗(yàn)收試驗(yàn)：錨索總數(shù)5%應(yīng)做拉拔驗(yàn)收試驗(yàn)，且不得少于5根，隨機(jī)抽查。預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力設(shè)計(jì)值詳見各剖面標(biāo)注值。

結(jié)語(yǔ)：

項(xiàng)目基坑邊坡預(yù)應(yīng)力錨索支撐系統(tǒng)完成后，在深基坑開挖施工中，沉降穩(wěn)定，邊坡牢固，為項(xiàng)目下一步施工提供了有力保障。在預(yù)應(yīng)力錨索中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)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(zhì)量，使錨索支撐系統(tǒng)充分發(fā)揮穩(wěn)定作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB597-2009，建筑基坑工程檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]張兆吉，張志威，高軒.套管跟進(jìn)預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)在基坑工程中的應(yīng)用[J].建筑施工，2017，39（2）：157-158.

[3]杜佳.超深基坑排樁預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)[J].山西建筑，2017，43（20）：78-79.

[4]姜波.灌注樁.錨索支護(hù)在深基坑工程中的實(shí)踐探究[J].江西建材，2016（12）：86.