深基坑預(yù)應(yīng)力可回收錨索施工技術(shù)

王宇瓚 于凱 顧元東 王曉鵬 黨組朋

摘要：在基坑施工中采用錨索加固是一種重要的支護(hù)方式，錨索的大量使用嚴(yán)重侵占了相鄰的地下空間，不僅為后續(xù)的工程施工留下建設(shè)隱患還對城市地下空間造成了污染。因此，可回收錨索正大量應(yīng)用在城市基坑中。本文綜合各規(guī)范要求，對深基坑支護(hù)中可回收錨索在國家電網(wǎng)河北電力（石家莊）調(diào)度通信生產(chǎn)用房工程的施工質(zhì)量與深基坑安全控制進(jìn)行了詳細(xì)的說明，確保項(xiàng)目深基坑的安全。

關(guān)鍵詞：深基坑;預(yù)應(yīng)力;可回收;錨索;質(zhì)量

引言

80年代以來，錨索加固技術(shù)大量應(yīng)用于基坑工程;隨著城市化進(jìn)程的加快，都市人口的聚集，城市化使土地資源的使用越發(fā)緊張。在開發(fā)使用地下空間資源的過程中錨索加固支護(hù)是現(xiàn)行基坑支護(hù)的一種重要形式，多用于安全等級要求高或基坑規(guī)模大的基坑支護(hù)工程，因施工工藝問題常常不可回收，造成嚴(yán)重的地下污染，且留下的鋼絞線成為周邊工程后期施工的障礙物。對相鄰工程的樁基礎(chǔ)施工、基坑施工及周邊的市政、地鐵和城市的長遠(yuǎn)規(guī)劃造成不可預(yù)估的影響。因此采用可回收錨索替代不可回收錨索進(jìn)行基坑支護(hù)工程施工會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，對周邊地下空間的影響幾乎為“0”。

1 工程概況

國網(wǎng)河北電力（石家莊）調(diào)度通信生產(chǎn)用房項(xiàng)目建于石家莊市裕華區(qū)。建筑占地面積9577平方米，新建總建筑面積98370平方米，其中地上建筑面積68535平方米，地下建筑面積29835平方米。

1.1深基坑概況

地面標(biāo)高-0.350m，坑底標(biāo)高-12.000～-12.950m，開挖深度11.650～12.600m?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為一級，設(shè)計(jì)使用期限為2年。

采用灌注樁加錨索的支護(hù)型式。圍護(hù)樁的直徑900mm，間距為1400mm，本工程圍護(hù)樁362根?；又車?5m范圍內(nèi)堆載不得超過15KPa。

1.2地質(zhì)情況

調(diào)度通信生產(chǎn)用房基礎(chǔ)埋深按±0.000標(biāo)高下12.45m，基坑開挖范圍內(nèi)揭露土層主要為填土、黃土狀土、砂土和粉質(zhì)黏土。

2 深基坑預(yù)應(yīng)力可回收錨索設(shè)計(jì)

本工程預(yù)應(yīng)力錨索選用可回收式錨索，場地內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨索總長度約17500m，錨索水平間距1.40m。錨索的預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用S15.2鋼絞線，直徑15.2mm。預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)傾角15°，鉆孔直徑180mm，錨固段擴(kuò)孔直徑300～500mm，其中孔底3～5米范圍內(nèi)直徑500mm。可回收式錨索錨固端具體構(gòu)造如下：

注漿水泥采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水灰比0.8，泥用量每米50～60kg，旋噴擴(kuò)孔的噴射壓力為15～20MPa，至自由段范圍內(nèi)應(yīng)減壓至5MPa以下。

3 深基坑預(yù)應(yīng)力可回收錨索施工工藝

坡面修整→測量定位→開孔→鉆至設(shè)計(jì)深度→錨索制作→清孔、下錨索→備制水泥漿→注漿→鋼錨索安裝→掛鋼絲網(wǎng)、噴射混凝土面層→養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度→錨梁施工→錨索張拉、鎖定→錨索檢測→基坑回填至錨索部位→錨索回收

4 深基坑預(yù)應(yīng)力可回收錨索施工過程中的質(zhì)量控制

4.1 成孔

預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔直徑180mm，錨固段擴(kuò)孔直徑300～500mm，其中孔底3～5米范圍內(nèi)直徑500mm。傾角15°。采用錨桿機(jī)高壓旋噴作業(yè)成孔。

4.2 錨索放置

（1）預(yù)應(yīng)力錨索放置前應(yīng)做好除銹、除油污等處理，錨索索體外套PVC套管。施工時(shí)要保護(hù)好自由段隔離層，破損后應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。沿索體每1.5m設(shè)對中支架，使錨索體在鉆孔內(nèi)居中。

（2）放置錨索前應(yīng)檢查錨索，包括長度、自由段部分的處理、注漿管是否有漏漿等。

（3）放置錨索使其與孔成一個角度徐徐插進(jìn)，防止碰壞孔壁。錨索插入孔時(shí)應(yīng)留出錨錨索外露部分的長度以滿足張拉要求。

（4）鉆孔完畢后應(yīng)馬上放置錨索，以防時(shí)間過長坍孔。如遇坍孔，應(yīng)將錨索拔出，用鉆桿掃孔后再下錨索。

（5）錨索孔深應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度，若不能到達(dá)要求深度，則應(yīng)查明原因并處理后再次成孔。

（6）鋼絞線制作時(shí)在自由段的每根鋼絞線上做防腐層和隔離層，間隔1.5米安裝定位架;

4.3 注漿

（1）水泥采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水灰比0.45-0.5，水泥用量每米50～60kg，旋噴擴(kuò)孔的噴射壓力為15～20MPa，至自由段范圍內(nèi)應(yīng)減壓至5MPa以下。待漿液從口流出后停止注漿。底部擴(kuò)大頭的旋噴擴(kuò)孔次數(shù)比樁身增加二次，以保證擴(kuò)大頭的直徑。

（2）鉆孔深度應(yīng)比設(shè)計(jì)的錨索長0.5m;鉆孔在入口處任一方向上的誤差不得大于2.5°;孔口位置在垂直方向上的誤差不得大于50mm;在鉆進(jìn)長度方向上的孔斜偏差不大于鉆孔長度的3%。

（3）注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留的虛土清除干凈;

（4）注漿采用將注漿管插至孔底、由孔底注漿的方式，且注漿管端部至孔底的距離不宜大于200mm。

（5）漿液由孔底開始澆注并向外返出，邊注漿邊向外緩慢拔管，直至漿液溢出孔口后停止注漿。漿液必須在初凝前連續(xù)不斷一次注完。第一次注漿完畢后，過半小時(shí)再補(bǔ)漿一次，如滲漿嚴(yán)重可補(bǔ)漿二至三次。

（6）漿液攪拌必須嚴(yán)格按配合比進(jìn)行，不得隨意更改，不得使用過期或受潮水泥。

（7）在第一次水泥漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.50MPa時(shí)（約12～24小時(shí)），進(jìn)行二次高壓灌漿，注漿壓力1.5MPa。

（8）注漿后因?yàn)樗酀{硬化導(dǎo)致鉆孔內(nèi)漿液面下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行孔口補(bǔ)漿，確?；娱_挖階段孔內(nèi)水泥漿始終充填密實(shí)。

4.4 預(yù)應(yīng)力錨索張拉

（1）預(yù)應(yīng)力錨索正式張拉前，取設(shè)計(jì)張拉荷載20%對其預(yù)張拉1-2次，使其各部位接觸鋼絞線完全平直。

（2）錨索張拉采用先單根預(yù)張拉再整體張拉。以每道錨索的鎖定荷載作為張拉控制荷載，單根預(yù)張拉加載為0.05倍控制荷載。整體張拉分級加載依次為0.5、0.75、1.1倍控制荷載，每級持續(xù)5分鐘，分級記錄預(yù)應(yīng)力錨索伸長值。

（3）當(dāng)錨索固結(jié)體的強(qiáng)度達(dá)到15MPa或設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，方可進(jìn)行錨索的張拉鎖定。

（4）正式張拉分級加載，每級加載后保持5min，記錄伸長值。當(dāng)張拉至1.1-1.15倍的設(shè)計(jì)軸向拉力值Nt時(shí)保持15min，且不在有明顯伸長，然后卸荷至鎖定荷載進(jìn)行鎖定作業(yè)。

（5）當(dāng)預(yù)應(yīng)力沒有明顯衰減時(shí)，即可鎖定錨索。

（6）預(yù)應(yīng)力錨索張拉后，水泥漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，方可切除外露的預(yù)應(yīng)力錨索，切口位置至外錨具的距離不應(yīng)小于100mm。

4.5 錨索張拉完成后檢測

（1）檢測錨索數(shù)量不少于錨索總數(shù)的5%且不得少于3根。

（2）檢測中當(dāng)荷載每增加一級均應(yīng)穩(wěn)定5～10min，記錄位移讀數(shù)，最后一級試驗(yàn)荷載應(yīng)維持10min。如果在10min內(nèi)位移量超過1.0mm，則該級荷載應(yīng)再維持50min，并在10、20、25、30、45和60min時(shí)記錄其位移量。

（3）檢測中從50%拉力設(shè)計(jì)值到最大試驗(yàn)荷載之間所測得的總位移量應(yīng)當(dāng)超過該荷載范圍自由段長度預(yù)應(yīng)力錨索理論彈性伸長值的80%，且小于自由段長度與1/2錨固段長度之和的預(yù)應(yīng)力錨索的理論彈性伸長值。

（4）最后一級荷載作用下的位移觀測期內(nèi)錨頭位移穩(wěn)定或2h蠕變量不大于2.0mm。

（5）應(yīng)對其預(yù)應(yīng)力變化進(jìn)行長期監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)量不應(yīng)少于錨桿數(shù)量的5%，預(yù)應(yīng)力變化值不宜大于錨桿拉力設(shè)計(jì)值的10%，必要時(shí)可采取重復(fù)張拉或適當(dāng)放松的措施以控制預(yù)應(yīng)力值的變化

4.6 錨索回收

錨索回收施工流程如下：

地下二層通道，底板鋼錨索砼換撐梁施工完畢，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%→土方回填至第二道錨索標(biāo)高附近→拆除第二道錨索→施工地下一層通道，樓板，通道與圍護(hù)樁間換撐梁→當(dāng)樓板、換撐梁的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%→土方土方回填至第一道錨索標(biāo)高附近→拆除第一道錨索。

5、結(jié)論

可回收錨索在施工過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)與不可回收錨索的質(zhì)量控制要點(diǎn)還是存在一定的差異。但可回收錨索對地下和紅線外產(chǎn)生污染基本可以忽略不計(jì)。在當(dāng)前環(huán)境下可回收錨索在深基坑中應(yīng)用數(shù)量越來越多，為確?；影踩苫厥斟^索施工質(zhì)量為深基坑施工過程中嚴(yán)格把控環(huán)節(jié)。

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