斜拉錨桿技術(shù)在新發(fā)匯融廣場工程中的應(yīng)用

袁錦祥+蔣新山

摘要：無錫新區(qū)金融服務(wù)區(qū)項(xiàng)目（亦稱新發(fā)匯融廣場）為3層地下室，深基坑支護(hù)設(shè)計采用“鉆孔灌注柱+斜拉錨”的圍護(hù)方案。文章針對該工程深基坑平面布置為矩形的特征，斜拉錨桿施工過程中采取合理的施工技術(shù)和管理控制措施，確保深基坑施工安全。

關(guān)鍵詞：深基坑；斜拉錨桿；施工技術(shù)；荷載～位移（Q～S）

中圖分類號：TU681 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0101-03

1 項(xiàng)目概況

無錫新區(qū)金融服務(wù)區(qū)（亦稱新發(fā)匯融廣場）位于無錫市新區(qū)中心。建筑占地面積430×120=51600m2，場地平坦，地理位置與自然條件十分優(yōu)越。該項(xiàng)目由8幢9～18層的商業(yè)辦公樓建筑群構(gòu)成（圖1），總建筑面積約24.6萬m2，三層地下室的總建筑面積約8萬m2。兩個深基坑皆呈矩形，長約155m，寬約78m，深約12m。本項(xiàng)目為創(chuàng)建“江蘇省揚(yáng)子杯獎”工程。由無錫市新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展集團(tuán)總公司投資，同濟(jì)大學(xué)科上海瑞管理有限公司實(shí)行項(xiàng)目管理，金融服務(wù)區(qū)工程距太湖較近，地下水位高，自然土層厚5m左右，基坑側(cè)壁上部土層為硬塑狀粉質(zhì)粘土，自然地面以下8m部位為粉砂層，該土層為含水層，含水量大，滲透系數(shù)高，對基坑側(cè)壁安全影響較大。

2 斜拉錨桿的作用

巖土錨固的基本原理就是利用錨桿（索）周圍地層巖土的抗剪強(qiáng)度來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力以保持地層開挖面的自身穩(wěn)定。由于錨桿錨索的使用，它可以平衡作用于結(jié)構(gòu)物上的應(yīng)力（圖2），使錨固地層產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)并對地層起到加勁作用，增強(qiáng)地層的強(qiáng)度，改善地層的力學(xué)性能，使結(jié)構(gòu)與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復(fù)合體，使其能有效地承受拉力和剪力。

3 斜拉錨桿的設(shè)計描述

斜拉錨桿4根15.2鋼絞線，長25m，鋼絞線與錨盤連接采用冷擠壓方法，注漿壓力29MPa，向下傾斜15/25度交替布置，設(shè)計抗拉力58噸，拉應(yīng)力為58÷1.625=35.69（MPa），貫通梁砼強(qiáng)度為C30。

4 斜拉錨桿施工技術(shù)

4.1 斜拉錨桿技術(shù)控制要點(diǎn)

（1）鉆孔：孔洞定位要準(zhǔn)確，交替布置，孔洞傾斜角度要結(jié)合土層實(shí)際情況，鉆孔深度按照設(shè)計要求，只允許正偏差，沒有負(fù)偏差，錨桿擴(kuò)大頭超出土體開裂臨界跡線（圖3），一般不少于3m。

（2）桿體加工與下放應(yīng)符合設(shè)計要求。

4.2 斜拉錨桿錨固段施工要點(diǎn)

注漿：在錨固段高壓旋噴擴(kuò)孔完成后，由里向外旋噴注漿，水灰比為1∶0.7的純水泥漿液，分段噴射壓力為30MPa、29MPa、28MPa，至自由段噴漿結(jié)束。旋噴噴桿提升速度常規(guī)按照20～25cm/min為宜，特殊土層可以適當(dāng)調(diào)整，直至漿液溢出孔外，旋噴注漿應(yīng)保證斜拉錨桿擴(kuò)大頭的尺寸（里面大，外面?。┖托崩^桿樁的設(shè)計長度（擴(kuò)大頭旋噴注漿往返兩次）。

4.3 斜拉錨桿自由段施工要點(diǎn)

斜拉錨桿自由段的核心作用，就是要保證自由段鋼絞線在拉拔試驗(yàn)中鋼絞線能自由位移，鋼絞線穿過貫通梁時自由段鋼絞線與土層內(nèi)斜拉錨桿要成一條直線。自由段部位鋼絞線需加套管并做防銹防腐處理。套管不嚴(yán)密（圖3），會造成砼與鋼絞線融為一體，繪制出的“荷載～位移（Q～S）”曲線不準(zhǔn)確，斜拉錨桿張拉試驗(yàn)就不能達(dá)到雙控目的。

4.4 斜拉錨桿鋼絞線端頭施工要點(diǎn)

斜拉錨桿鋼絞線端頭與錨盤連接應(yīng)采用冷擠壓方法。

4.5 斜拉錨桿長度控制要點(diǎn)

深基坑長邊中部20m范圍內(nèi)，斜拉錨桿長度應(yīng)適當(dāng)加長，擴(kuò)大頭應(yīng)超出土體開裂臨界跡線，注漿壓力增加2MPa。

4.6 斜拉錨桿與基坑外降水的關(guān)系

斜拉錨桿注漿24小時后，基坑內(nèi)外進(jìn)入正常降水狀態(tài)，以增強(qiáng)地層的強(qiáng)度，改善地層的力學(xué)性能，加大斜拉錨桿的摩擦力。

4.7 斜拉錨桿的細(xì)部處理

斜拉錨桿球部伸入粉砂、粉土層中，斜拉錨桿容易產(chǎn)生引水通道，應(yīng)在流水口進(jìn)行密封處理。

5 錨桿（索）的張拉試驗(yàn)

5.1 錨桿（索）的張拉試驗(yàn)規(guī)定

（1）錨桿張拉檢測是為了檢驗(yàn)錨桿是否達(dá)到設(shè)計要求而進(jìn)行的檢驗(yàn)性張拉試驗(yàn)。驗(yàn)收試驗(yàn)錨桿的數(shù)量應(yīng)不少于錨桿總數(shù)的5%，并且一個邊坡不少于3根。

（2）驗(yàn)收試驗(yàn)最大試驗(yàn)荷載：永久性錨索應(yīng)為設(shè)計軸向拉力值的l.5倍；臨時性錨索應(yīng)為設(shè)計軸向拉力值的1.2倍。荷載分級施加并測讀各級荷載下的錨索伸長值，并繪制試驗(yàn)荷載～位移（Q～S）曲線（圖4）。

（3）錨桿錨固段漿體強(qiáng)度不得低于15MPa或者達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的75%時，方可進(jìn)行錨桿張拉試驗(yàn)。

（4）參與錨桿張拉試驗(yàn)的組合體灌注樁和貫通梁砼的齡期達(dá)到15d以上，砼的強(qiáng)度達(dá)到95%，可進(jìn)行錨桿試驗(yàn)。

（5）加載裝置（千斤頂、油泵）的額定壓力必須大于試驗(yàn)壓力，試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。

（6）加荷反力裝置的承載力和剛度應(yīng)滿足最大試驗(yàn)荷載要求。

（7）計量儀表（測力計、位移計等）應(yīng)滿足測試要求的精度。

（8）基本試驗(yàn)和蠕變試驗(yàn)錨桿數(shù)量不應(yīng)少于3根，試驗(yàn)錨桿材料尺寸及施工工藝應(yīng)與工程錨桿相同。

5.2 斜拉錨桿張拉試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)

錨桿的張拉與鎖定：

（1）張拉試驗(yàn)設(shè)備選擇時應(yīng)考慮它的通用性能，做到一項(xiàng)多用。

（2）張拉試驗(yàn)前對張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。對于1000kN以下的千斤頂，可用2000kN的壓力機(jī)標(biāo)定，標(biāo)定的數(shù)據(jù)與理論數(shù)值誤差應(yīng)小于2%。

（3）錨具安裝必須與孔道對中，夾片安裝整齊，裂縫均勻，理順注漿管后依次套入錨墊板、工作錨、限位板，在限位板上用千斤頂預(yù)拉，每根預(yù)拉到一定荷載后，再套入千斤頂、工具錨、工具夾片等。endprint

（4）張拉試驗(yàn)按程序和設(shè)計張拉速度（一般為40kN/min）進(jìn)行。正式張拉試驗(yàn)前進(jìn)行二次預(yù)張拉，張拉力為設(shè)計拉力的l0%～20%。正式張拉試驗(yàn)荷載要分級逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。

（5）為了抵消部分應(yīng)力松弛和孔道摩擦損失，進(jìn)行5%超張拉。

（6）按照張拉程序最終張拉至卸荷值+2MPa立即鎖定。

依次、跳格、分級張拉試驗(yàn)程序：采用組合式張拉試驗(yàn)，5根斜拉錨桿為一組，按順序排號，斜拉錨桿張拉試驗(yàn)共分6次完成，加荷分別為設(shè)計值的：20%、35%、50%、75%、100%、105%。第一次按設(shè)計值的20%張拉，先張拉1、3、5號斜拉錨桿，后張拉2、4號斜拉錨桿，1至5號斜拉錨桿張拉程序全部結(jié)束并持荷5min，再實(shí)施第二次張拉程序，以此類推，循環(huán)加卸載，每次中間持荷5min，第六次超張拉105%完成后錨固卸荷。

組合張拉試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：

（1）整體同時張拉試驗(yàn)，樁端和貫通梁的側(cè)壁損傷小。

（2）多根斜拉錨桿同時張拉，斜拉錨桿起到緩沖、循環(huán)加卸載的作用，斜拉錨桿不容易位移。

注：第五根斜拉錨桿（交接處）的第六次105%超張拉試驗(yàn)連同下組斜拉錨桿一同超張拉試驗(yàn)錨固卸荷完成。

備注：本工程深基坑皆呈矩形（長約155m，寬約78m，深約12m），根據(jù)長邊效應(yīng)原理，角偶部位斜拉錨桿應(yīng)力較小，靠近基坑角偶部位25m內(nèi)斜拉錨桿張拉應(yīng)力取設(shè)計值的50%，靠近基坑中間部位斜拉錨桿張拉應(yīng)力取設(shè)計值的95%（自基坑角偶至基坑中部，張拉應(yīng)力由小到大順序張拉）。

6 張拉試驗(yàn)流程

張拉試驗(yàn)流程案例如圖5所示：

第一次20%張拉試驗(yàn)：

第一次張拉，拉力為58×0.2=11.6噸，拉應(yīng)力為11.6÷1.625=7.14（MPa）

由虎克定律得：

自由段為7m鋼絞線張拉伸長值應(yīng)超過35.2mm×80%=28.16mm

第三次50%張拉試驗(yàn)：

第三次張拉試驗(yàn)，拉力為58×0.5=29噸，拉應(yīng)力為29÷1.625=17.85（MPa）

第五次100%張拉試驗(yàn)：

第五次張拉，拉力為58×100%=58噸，拉應(yīng)力為58÷1.625=35.69（MPa）

第六次超張拉試驗(yàn)105%：

第六次張拉，拉力為58×105%=60.9噸，拉應(yīng)力為60.9÷1.625=37.48（MPa）

7 建立健全錨桿（索）的長期觀測制度

錨桿施工完畢，建立健全錨桿（索）的長期觀測制度，以便防止預(yù)應(yīng)力錨桿損失情況和錨桿的位移變化規(guī)律，確保錨桿的工作能力，需要對錨桿進(jìn)行長期觀測，發(fā)現(xiàn)錨桿的工作性能較差或不能完全承擔(dān)錨固力，采用二次張拉錨桿或增設(shè)錨桿數(shù)量等措施，以保證邊坡錨固質(zhì)量的安全性。

8 結(jié)語

金融服務(wù)區(qū)深基坑圍護(hù)斜拉錨桿施工技術(shù)與張拉試驗(yàn)項(xiàng)目管理堅(jiān)持科學(xué)化、精細(xì)化的管理模式，采用科學(xué)理論與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法，認(rèn)真總結(jié)斜拉錨桿施工技術(shù)與張拉試驗(yàn)質(zhì)量的影響因素，達(dá)到了事前預(yù)防，事中控制，事后治理的目的。通過項(xiàng)目管理部的嚴(yán)抓細(xì)管，有效地防止斜拉錨桿施工、張拉試驗(yàn)中出現(xiàn)的質(zhì)量安全隱患，三層深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)多數(shù)地域設(shè)置一道斜拉錨桿，保證深基坑內(nèi)安全施工，并保證深基坑邊沿砼重車安全行駛，加快工程進(jìn)度，降低了工程成本

作者簡介：袁錦祥（1968—），男，無錫新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展集團(tuán)總公司副總經(jīng)理，上海復(fù)旦大學(xué)碩士，研究方向：建筑工程項(xiàng)目管理和建筑工程學(xué)術(shù)。endprint

（4）張拉試驗(yàn)按程序和設(shè)計張拉速度（一般為40kN/min）進(jìn)行。正式張拉試驗(yàn)前進(jìn)行二次預(yù)張拉，張拉力為設(shè)計拉力的l0%～20%。正式張拉試驗(yàn)荷載要分級逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。

（5）為了抵消部分應(yīng)力松弛和孔道摩擦損失，進(jìn)行5%超張拉。

（6）按照張拉程序最終張拉至卸荷值+2MPa立即鎖定。

依次、跳格、分級張拉試驗(yàn)程序：采用組合式張拉試驗(yàn)，5根斜拉錨桿為一組，按順序排號，斜拉錨桿張拉試驗(yàn)共分6次完成，加荷分別為設(shè)計值的：20%、35%、50%、75%、100%、105%。第一次按設(shè)計值的20%張拉，先張拉1、3、5號斜拉錨桿，后張拉2、4號斜拉錨桿，1至5號斜拉錨桿張拉程序全部結(jié)束并持荷5min，再實(shí)施第二次張拉程序，以此類推，循環(huán)加卸載，每次中間持荷5min，第六次超張拉105%完成后錨固卸荷。

組合張拉試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：

（1）整體同時張拉試驗(yàn)，樁端和貫通梁的側(cè)壁損傷小。

（2）多根斜拉錨桿同時張拉，斜拉錨桿起到緩沖、循環(huán)加卸載的作用，斜拉錨桿不容易位移。

注：第五根斜拉錨桿（交接處）的第六次105%超張拉試驗(yàn)連同下組斜拉錨桿一同超張拉試驗(yàn)錨固卸荷完成。

備注：本工程深基坑皆呈矩形（長約155m，寬約78m，深約12m），根據(jù)長邊效應(yīng)原理，角偶部位斜拉錨桿應(yīng)力較小，靠近基坑角偶部位25m內(nèi)斜拉錨桿張拉應(yīng)力取設(shè)計值的50%，靠近基坑中間部位斜拉錨桿張拉應(yīng)力取設(shè)計值的95%（自基坑角偶至基坑中部，張拉應(yīng)力由小到大順序張拉）。

6 張拉試驗(yàn)流程

張拉試驗(yàn)流程案例如圖5所示：

第一次20%張拉試驗(yàn)：

第一次張拉，拉力為58×0.2=11.6噸，拉應(yīng)力為11.6÷1.625=7.14（MPa）

由虎克定律得：

自由段為7m鋼絞線張拉伸長值應(yīng)超過35.2mm×80%=28.16mm

第三次50%張拉試驗(yàn)：

第三次張拉試驗(yàn)，拉力為58×0.5=29噸，拉應(yīng)力為29÷1.625=17.85（MPa）

第五次100%張拉試驗(yàn)：

第五次張拉，拉力為58×100%=58噸，拉應(yīng)力為58÷1.625=35.69（MPa）

第六次超張拉試驗(yàn)105%：

第六次張拉，拉力為58×105%=60.9噸，拉應(yīng)力為60.9÷1.625=37.48（MPa）

7 建立健全錨桿（索）的長期觀測制度

錨桿施工完畢，建立健全錨桿（索）的長期觀測制度，以便防止預(yù)應(yīng)力錨桿損失情況和錨桿的位移變化規(guī)律，確保錨桿的工作能力，需要對錨桿進(jìn)行長期觀測，發(fā)現(xiàn)錨桿的工作性能較差或不能完全承擔(dān)錨固力，采用二次張拉錨桿或增設(shè)錨桿數(shù)量等措施，以保證邊坡錨固質(zhì)量的安全性。

8 結(jié)語

金融服務(wù)區(qū)深基坑圍護(hù)斜拉錨桿施工技術(shù)與張拉試驗(yàn)項(xiàng)目管理堅(jiān)持科學(xué)化、精細(xì)化的管理模式，采用科學(xué)理論與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法，認(rèn)真總結(jié)斜拉錨桿施工技術(shù)與張拉試驗(yàn)質(zhì)量的影響因素，達(dá)到了事前預(yù)防，事中控制，事后治理的目的。通過項(xiàng)目管理部的嚴(yán)抓細(xì)管，有效地防止斜拉錨桿施工、張拉試驗(yàn)中出現(xiàn)的質(zhì)量安全隱患，三層深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)多數(shù)地域設(shè)置一道斜拉錨桿，保證深基坑內(nèi)安全施工，并保證深基坑邊沿砼重車安全行駛，加快工程進(jìn)度，降低了工程成本

作者簡介：袁錦祥（1968—），男，無錫新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展集團(tuán)總公司副總經(jīng)理，上海復(fù)旦大學(xué)碩士，研究方向：建筑工程項(xiàng)目管理和建筑工程學(xué)術(shù)。endprint

（4）張拉試驗(yàn)按程序和設(shè)計張拉速度（一般為40kN/min）進(jìn)行。正式張拉試驗(yàn)前進(jìn)行二次預(yù)張拉，張拉力為設(shè)計拉力的l0%～20%。正式張拉試驗(yàn)荷載要分級逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。

（5）為了抵消部分應(yīng)力松弛和孔道摩擦損失，進(jìn)行5%超張拉。

（6）按照張拉程序最終張拉至卸荷值+2MPa立即鎖定。

依次、跳格、分級張拉試驗(yàn)程序：采用組合式張拉試驗(yàn)，5根斜拉錨桿為一組，按順序排號，斜拉錨桿張拉試驗(yàn)共分6次完成，加荷分別為設(shè)計值的：20%、35%、50%、75%、100%、105%。第一次按設(shè)計值的20%張拉，先張拉1、3、5號斜拉錨桿，后張拉2、4號斜拉錨桿，1至5號斜拉錨桿張拉程序全部結(jié)束并持荷5min，再實(shí)施第二次張拉程序，以此類推，循環(huán)加卸載，每次中間持荷5min，第六次超張拉105%完成后錨固卸荷。

組合張拉試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：

（1）整體同時張拉試驗(yàn)，樁端和貫通梁的側(cè)壁損傷小。

（2）多根斜拉錨桿同時張拉，斜拉錨桿起到緩沖、循環(huán)加卸載的作用，斜拉錨桿不容易位移。

注：第五根斜拉錨桿（交接處）的第六次105%超張拉試驗(yàn)連同下組斜拉錨桿一同超張拉試驗(yàn)錨固卸荷完成。

備注：本工程深基坑皆呈矩形（長約155m，寬約78m，深約12m），根據(jù)長邊效應(yīng)原理，角偶部位斜拉錨桿應(yīng)力較小，靠近基坑角偶部位25m內(nèi)斜拉錨桿張拉應(yīng)力取設(shè)計值的50%，靠近基坑中間部位斜拉錨桿張拉應(yīng)力取設(shè)計值的95%（自基坑角偶至基坑中部，張拉應(yīng)力由小到大順序張拉）。

6 張拉試驗(yàn)流程

張拉試驗(yàn)流程案例如圖5所示：

第一次20%張拉試驗(yàn)：

第一次張拉，拉力為58×0.2=11.6噸，拉應(yīng)力為11.6÷1.625=7.14（MPa）

由虎克定律得：

自由段為7m鋼絞線張拉伸長值應(yīng)超過35.2mm×80%=28.16mm

第三次50%張拉試驗(yàn)：

第三次張拉試驗(yàn)，拉力為58×0.5=29噸，拉應(yīng)力為29÷1.625=17.85（MPa）

第五次100%張拉試驗(yàn)：

第五次張拉，拉力為58×100%=58噸，拉應(yīng)力為58÷1.625=35.69（MPa）

第六次超張拉試驗(yàn)105%：

第六次張拉，拉力為58×105%=60.9噸，拉應(yīng)力為60.9÷1.625=37.48（MPa）

7 建立健全錨桿（索）的長期觀測制度

錨桿施工完畢，建立健全錨桿（索）的長期觀測制度，以便防止預(yù)應(yīng)力錨桿損失情況和錨桿的位移變化規(guī)律，確保錨桿的工作能力，需要對錨桿進(jìn)行長期觀測，發(fā)現(xiàn)錨桿的工作性能較差或不能完全承擔(dān)錨固力，采用二次張拉錨桿或增設(shè)錨桿數(shù)量等措施，以保證邊坡錨固質(zhì)量的安全性。

8 結(jié)語

金融服務(wù)區(qū)深基坑圍護(hù)斜拉錨桿施工技術(shù)與張拉試驗(yàn)項(xiàng)目管理堅(jiān)持科學(xué)化、精細(xì)化的管理模式，采用科學(xué)理論與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法，認(rèn)真總結(jié)斜拉錨桿施工技術(shù)與張拉試驗(yàn)質(zhì)量的影響因素，達(dá)到了事前預(yù)防，事中控制，事后治理的目的。通過項(xiàng)目管理部的嚴(yán)抓細(xì)管，有效地防止斜拉錨桿施工、張拉試驗(yàn)中出現(xiàn)的質(zhì)量安全隱患，三層深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)多數(shù)地域設(shè)置一道斜拉錨桿，保證深基坑內(nèi)安全施工，并保證深基坑邊沿砼重車安全行駛，加快工程進(jìn)度，降低了工程成本

作者簡介：袁錦祥（1968—），男，無錫新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展集團(tuán)總公司副總經(jīng)理，上海復(fù)旦大學(xué)碩士，研究方向：建筑工程項(xiàng)目管理和建筑工程學(xué)術(shù)。endprint