深基坑預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用探討

一、預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)的基本概念及作用
　　1、基本概念
　　預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)是指為防止周邊土層的坍塌，在周邊土層內(nèi)部植入具有抗拔性質(zhì)的和有效錨固長(zhǎng)度的桿體，并經(jīng)過(guò)對(duì)其張拉后使土體增加抗剪能力的施工方法。預(yù)應(yīng)力錨桿的一端與巖土體或結(jié)構(gòu)物相連，另一端錨固在巖土體層內(nèi)，并對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力，形成錨固體系，以承受巖土壓力、水壓力、抗浮、抗傾覆等所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)拉力，用以維護(hù)巖土體的穩(wěn)定。
　　2、預(yù)應(yīng)力錨桿的作用
　　在深基坑支護(hù)中，預(yù)應(yīng)力錨桿一般選用鋼鉸線(xiàn)作為預(yù)應(yīng)力筋，利用對(duì)其自由段預(yù)拉的彈性回縮力對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施以預(yù)設(shè)的應(yīng)力，使支護(hù)結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定，則其作用有以下幾點(diǎn)：
　?。?）施加預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)荷載平衡。其是指將結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋和錨具看作施載體將其從結(jié)構(gòu)中脫離，把預(yù)應(yīng)力的作用視為一相應(yīng)荷載（稱(chēng)為反荷載或是平衡荷載），由其于外荷載相平衡的條件，去反求預(yù)應(yīng)力的大小、
　　預(yù)應(yīng)力筋的布筋及其彎曲形狀等。這樣，即可把結(jié)構(gòu)當(dāng)成是受到平衡荷載和外荷載作用的非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算，為支護(hù)的設(shè)計(jì)和分析提供了依據(jù)，是支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的保證。
　?。?）預(yù)加應(yīng)力使土體和錨固體一體化的加固作用。通過(guò)預(yù)加應(yīng)力，使自由段處的土體預(yù)壓，使得原來(lái)土壓力方向發(fā)生了改變，阻礙了滑移面的產(chǎn)生，從而抵消了基坑開(kāi)挖時(shí)釋放的土壓力，有效地控制了土體的變形；可使錨固體與土體進(jìn)行協(xié)調(diào)結(jié)合，形成一體化的加固作用，提高基坑的整體穩(wěn)定性。
　　但需注意的一點(diǎn)是，由于預(yù)應(yīng)力錨桿是在基坑自穩(wěn)、土體未產(chǎn)生變形的基礎(chǔ)上才產(chǎn)生作用的，因此，下步開(kāi)挖需在錨桿張拉，施加預(yù)應(yīng)力之后進(jìn)行。
　　3、預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)計(jì)要求
　?。?）土層錨桿錨固段不宜設(shè)置在未經(jīng)處理的軟弱土層，不穩(wěn)定土層和不良地質(zhì)地段。
　?。?）錨桿錨固體上排和下排間距不宜小于2.5m，水平方向間距不宜小于1.5m.錨桿錨固段上覆土層厚度不宜小于4.0m.錨桿的傾角宜為15°～35°。
　　（3）錨桿桿體材料宜選用鋼絞線(xiàn)或熱軋帶肋鋼筋，當(dāng)錨桿抗拔極限承載力小于500kN時(shí)，可采用Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)鋼筋。
　?。?）錨桿錨固段在最危險(xiǎn)滑動(dòng)面以外的有效計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足穩(wěn)定計(jì)算要求，且自由段長(zhǎng)度不得少于5m。
　?。?）錨桿應(yīng)在錨固體和外錨頭強(qiáng)度達(dá)到15.0MPa以上后逐根進(jìn)行張拉鎖定，張拉荷載宜為設(shè)計(jì)軸向拉力的1.05～1.1倍，并應(yīng)在穩(wěn)定5～10min后，退至鎖定荷載鎖定。錨桿鎖定拉力可取錨桿最大軸向拉力值的0.7-0.85倍。
　　二、預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用
　　1、工程概況
　　廣西某建筑為32層綜合性高層大廈，樓高125m。地下室四層，基坑開(kāi)挖深度為15.8m，基坑四周有道路和民房。根據(jù)勘探資料及施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本工程基坑支護(hù)采用挖孔樁連續(xù)墻，并兼作地下室外墻，支護(hù)結(jié)構(gòu)還設(shè)計(jì)了2～3排預(yù)應(yīng)力錨桿。
　　2、支護(hù)方案
　　本工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)2～3排預(yù)應(yīng)力錨桿，每排均采用一樁一錨布置，計(jì)514根錨桿?；悠矫娉叽鐬?5×62.2m。錨桿布設(shè)在標(biāo)高-3.0～-9.0m，東、南面傾角為30°，西、北面傾角為45°。桿材采用2×7φ5～5×7φ5鋼鉸線(xiàn)，入中風(fēng)化巖錨固段3～5m，錨桿孔直徑為Φ150，灌漿材料采用強(qiáng)度25MPa的水泥砂漿或水泥漿，錨索設(shè)計(jì)軸向拉力為150～550kN。因北面基坑施工的影響，將原北面錨桿由2排調(diào)整為3排，錨桿傾角調(diào)整為45°。
　　3、施工流程
　　分層開(kāi)挖土層→錨桿孔定位→錨桿成孔→錨桿制安→第一次注漿→第二次高壓注漿（部分）→錨頭支座制安→錨索張拉鎖定。
　　4、施工技術(shù)要點(diǎn)
　　（1）預(yù)埋鋼套管：本工程錨桿位置須用鋼套管在挖孔樁中預(yù)埋，挖孔樁施工時(shí)，預(yù)埋180mm（內(nèi)徑）鋼套管，按錨桿設(shè)計(jì)傾角30°或45°，焊接在鋼筋籠上，套管內(nèi)填充泡沫塊。
　?。?）成孔：成孔采用XY-2錨桿鉆機(jī)成孔，成孔直徑為150mm，當(dāng)成孔中遇障礙不能達(dá)到設(shè)計(jì)孔深或地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)不符時(shí)，應(yīng)立即與甲方及設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，及時(shí)確定處理方案。
　　（3）錨桿孔鉆至中風(fēng)化巖面時(shí)，須取芯檢驗(yàn)后，再繼續(xù)施工。入中風(fēng)化巖長(zhǎng)度為3～6m，孔底超過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.5m。
　?。?）成孔完成后須采用清水循環(huán)洗孔，洗凈孔底沉渣。泥漿比重控制在1.1～1.2范圍。
　　（5）按設(shè)計(jì)要求將2～5×7Φ5鋼鉸線(xiàn)制作成束，自由段采用硬質(zhì)PVC塑料管隔離，自由段鋼鉸線(xiàn)須涂油防腐處理?？卓陬A(yù)留1.2m張拉段鋼鉸線(xiàn)。
　?。?）桿材焊接必須符合規(guī)范要求。桿體上每隔1.0～1.2m設(shè)置隔離架，確保錨索能安放于孔中間，錨頭安裝導(dǎo)向帽。下錨時(shí)須將注漿管綁在錨索前端，使注漿管送至鉆孔底部。
　　（7）按設(shè)計(jì)要求采用高壓注漿法，注漿主材為32.5R或42.5R普硅純水泥漿，對(duì)設(shè)計(jì)拉力400kN以?xún)?nèi)的錨桿采用32.5R水泥注漿，對(duì)設(shè)計(jì)拉力大于400kN的錨桿采用42.5R水泥注漿，水灰比為0.50～0.55，水泥漿攪拌時(shí)間不少5min，三乙醇早強(qiáng)劑摻入量為0.03%。
　?。?）根據(jù)錨索試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)錨固段較短而又不入巖的錨桿，采用二次高壓注漿施工方法。二次注漿應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)土層錨固段抗拔力。制錨時(shí)預(yù)埋二根注漿管，本工程二次注漿管端頭預(yù)埋在距錨索端頭處，并在錨固段每隔1.0m留孔洞，按預(yù)定注漿量高壓注漿，形成錨桿擴(kuò)大頭。
　?。?）注漿采用孔底注漿，第一次注漿壓力為0.3～0.8MPa，注漿完成一半后，再逐浙將管拔出。二次注漿間隔3～5小時(shí)進(jìn)行，二次注漿壓力為1.2～2.5MPa。 　?。?0）錨桿張拉前須將錨桿孔口補(bǔ)漿處理，并將樁體預(yù)埋管段進(jìn)行防滲處理后再?gòu)埨i定。
　　（11）樁體外錨頭支墩采用250×250mm的鋼錨墩，鋼錨墩用厚度為20mm的鋼板制作。
　?。?2）工程錨桿注漿完成7天后，漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上即可進(jìn)行張拉。張拉過(guò)程分二次進(jìn)行，第一次張拉按設(shè)計(jì)荷載的1.2倍進(jìn)行檢驗(yàn)，第二次按80%設(shè)計(jì)軸力張拉鎖定。
　　（13）張拉、注漿后.用砂輪切割機(jī)切掉張拉端多余的預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度不宜小于其直徑的1.5倍，且不宜小于30mm，用環(huán)氧樹(shù)脂涂封錨具及外露預(yù)應(yīng)力筋，封閉前應(yīng)將錨具周?chē)幕炷凌徝_洗干凈，凸出式的錨頭宜配置鋼筋網(wǎng)片.用微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行封閉。
　　4、施工中的特殊問(wèn)題及處理措施
　?。?）土方開(kāi)挖易與錨桿施工產(chǎn)生矛盾，錨桿施工必須與基坑開(kāi)挖同步交叉作業(yè)，土方分層開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)錨桿施工順序進(jìn)行，沿基坑周邊5m范圍應(yīng)嚴(yán)格按錨桿施工平臺(tái)預(yù)留。
　?。?）土方開(kāi)挖時(shí)應(yīng)將樁孔護(hù)壁采用挖土機(jī)破除，樁芯砼面10cm必須及時(shí)用手風(fēng)鎬修鑿，努力為錨桿施工創(chuàng)造工作面。
　?。?）施工中出現(xiàn)坍塌及流沙涌水時(shí)，采用XY-2型液壓鉆機(jī)護(hù)管法成孔，待注漿后再將護(hù)管拔出。流沙涌水處，用排水管導(dǎo)水，然后再作局部灌漿處理。
　　（4）降水及滲流積水處理，基坑開(kāi)挖時(shí)先開(kāi)挖一些集水坑和底坡排水溝，用潛水泵抽排至地面排水溝排走。
　　（5）基坑北面及西面錨桿鉆孔施工時(shí)會(huì)遇到臨近基坑土釘，當(dāng)難于穿越時(shí)，采用先局部注速凝水泥漿后，再用金剛石鉆頭穿越與土釘交叉段。
　?。?）錨桿施工中，遇周邊建筑物樁基礎(chǔ)時(shí)，必須立即向甲方及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理報(bào)告，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，不能損傷周邊建筑物樁基礎(chǔ)。
　　（7）錨桿施工期間，要求監(jiān)測(cè)單位加強(qiáng)對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè)，特別是基坑北側(cè)，臨近基坑的支護(hù)狀況對(duì)該處安全較為不利。
　　5、施工監(jiān)測(cè)
　?。?）錨桿支護(hù)的施工監(jiān)測(cè)應(yīng)包括下列內(nèi)容：支護(hù)位移、沉降的測(cè)量；地表開(kāi)裂狀態(tài)（位置、裂寬）的觀(guān)察；在支護(hù)施工階段，每天監(jiān)測(cè)不少于3次；在支護(hù)施工完成后、變形趨于穩(wěn)定的情況下每天1次。
　?。?）觀(guān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：觀(guān)測(cè)點(diǎn)的總數(shù)不宜少于2個(gè)，其設(shè)在開(kāi)挖邊坡相對(duì)應(yīng)的五環(huán)路路肩上。觀(guān)測(cè)儀器宜用精密水準(zhǔn)儀和精密經(jīng)緯儀。
　　（3）應(yīng)特別加強(qiáng)雨天和雨后的監(jiān)測(cè)。
　　三、結(jié)束語(yǔ)
　　總之，預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)是利用錨桿周?chē)貙訋r土的抗剪強(qiáng)度來(lái)傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或保持地層開(kāi)挖面的自身穩(wěn)定。其施工時(shí)基本采用機(jī)械化作業(yè)，工藝簡(jiǎn)便、施工安全、便于相關(guān)工序穿插，在深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用具有良好的效果。