淺析深基坑可回收式錨桿施工管理

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摘要：隨著錨桿加固技術的成熟，錨桿在基坑建設、護坡工程中應用范圍越來越廣。可回收錨桿具有施工簡便、支護及時、可回收、成本低等優(yōu)點.通過現(xiàn)場試用，已證明很有推廣價值。本文介紹了錨桿與氣囊相結合設計出了新型可回收錨桿，重點分析了技術原理、基本技術參數(shù)、施工要點、技術特點及其適用范圍等。

關鍵詞：基坑支護；錨桿；可回收；氣囊

錨固技術在我國應用極為廣泛，但如何改善其錨固效果始終是擺在巖土工作者面前的一件首要大事。從目前巖土錨固技術發(fā)展過程來看，大多數(shù)是從改善錨桿荷載傳遞機理著手，開發(fā)具有更好受力性能的新型錨桿，使之在有更高要求的巖土錨固工程中取代現(xiàn)階段普遍采用的傳統(tǒng)拉力型錨桿。如何開發(fā)出高效、實用的新型錨桿是目前乃至今后很長一段時間內的重要任務。

1、可回收錨桿技術分析

1.1技術原理

可回收錨桿采用空心板氣囊填入設計鉆好的孔洞中，利用氣囊的形狀制模。氣囊形狀主要由一個圓柱體和一個長方體組成，且在圓柱體和長方體的交界處有 與長方體長邊垂直的的兩段小長方體（端部為弧線），分別從長邊中點延至圓柱體邊緣。使用氣囊時在外表面涂脫模劑。前端圓柱體的底面直徑等于后端長方體 的底面對角線（圖1）。支模結束后注漿，在漿體抗壓強度達到設計強度的75%時放入錨桿（鋼拉桿）。旋轉90°，使T形錨桿的T形端嵌入在撤出氣囊后由兩個小長方體氣囊形成的凹槽中，從而確保錨桿T形端與矩形截面垂直，不會滑出。用張拉設備張拉，使其張拉力達到一定程度，錨桿前端兩側伸出部擠壓漿體，使其與土體產生剪切抗力，錨桿的作用得以發(fā)揮。在基礎施工完成后，可人工推送、旋轉錨桿拉出，達到順利回收錨桿的目的。

圖1 氣囊的截面示意圖

1.2錨桿組成及應用

可回收錨桿結構簡單，制作無需特殊技術。如圖2所示，錨桿由兩部分組成：左部分是圓形鋼拉桿，右部分是具有一定厚度的矩形鋼板（兩部分一起澆鑄而 成），以承受漿體對錨桿的反向作用力。

圖2 錨桿剖面圖

在使用中，應先在地基中成孔，將空心板氣囊沖入 壓縮空氣后，在氣囊外膜上涂脫模劑，放入孔中。然后在氣囊與孔間注漿，待漿體初凝時，將氣囊中空氣抽 出，取出氣囊（氣囊清洗保存以備下次使用），這樣在鉆 孔中形成一個中空部分。漿體達到強度設計值的75%時放入錨桿，使用張拉機械張拉。在臨時加固工程結束后將錨桿旋轉取出。錨桿可反復使用，以節(jié)省造價。錨桿取出后，如有必要，還可在中空部分注入水泥砂漿以加固地基。

由于錨桿無須與漿體接觸，采用螺紋鋼并不能使錨桿的錨固力增加，出于節(jié)約成本考慮該錨桿采用普通光圓鋼筋?？紤]到鋼筋受腐蝕后強度下降，如有必要可涂防腐材料以保護鋼筋，一般可用環(huán)氧樹脂涂刷鋼筋的方法。

錨桿安裝完畢后，使用托板固定錨桿，施加預應力，使?jié){體受壓，增強錨桿的錨固能力。

2、錨桿的特點及適用范圍

本錨桿研制開發(fā)出來以后，作為一種新型錨桿技術，適合于臨時加固處理，特別是適合在基坑或邊坡等臨時加固工程中使用，但是因其具有很好的防腐性能，也可以應用于永久性加固。該可回收式錨桿技術有節(jié)約材料、降低工程成本、提高工程質量等優(yōu)點，是一種極具工程應用價值的新型專利技術。在這里將其與目前工程中廣為使用的普通拉力型錨桿進行比較，闡述其優(yōu)點。

2.1受力性能

普通拉力型錨桿作為一種基坑和邊坡等加固工 程中所使用的技術，得到了相當廣泛的使用。其技術原理是 首先用水泥砂漿對錨桿端部進行灌漿錨固，將錨桿所承受的 拉力先通過錨桿周邊握裹力傳遞到水泥砂漿中，然后通過水 泥砂漿錨固段與地層的摩阻力傳遞到加固區(qū)的穩(wěn)定地層中。拉力是從前向后逐步傳給錨固土體的。沿桿長方向的剪 應力分布不均勻，存在明顯的應力集中現(xiàn)象。

該可回收式錨桿屬于壓力型錨桿，借助于帶PVC套管鋼筋使之與灌漿體隔開，將桿體拉應力先通過孔端錨具（承載體）對注漿體底端施加的壓應力而傳遞到注漿體中，然后再通過底部注漿體與周圍土體的摩擦阻力而傳遞到錨固區(qū)的穩(wěn)定土體中。拉力是從后向前逐步傳給錨固土體的。剪應力分布較拉力型錨桿均勻，且相同荷載下剪切應變小。

2.2加固效果

普通拉力型錨桿工作時，固定段灌漿體受拉，容易出現(xiàn)拉裂縫，防腐能力差，使得鋼筋體受腐蝕失效，大大降低其錨固效果。

該壓力型可回收式錨桿在錨桿受荷時，固定段灌漿體改受拉為受壓，顯然灌漿體的受壓性能比受拉性能要好的多，因此壓力型錨桿更能充分發(fā)揮各個材料的優(yōu)勢，提高錨固效果。此外，由于鋼筋外套PVC花管使其與外界絕緣，避免了與水泥灌漿體的直接接觸，所以該錨桿的防腐性能較好，可以適用于永久性錨固工程。

2.3工程實用性

對于可回收式錨桿來說，它可以反復使用，降低了工程成本，同時又為以后附近或周圍的其他施工工程排除了障礙物，也節(jié)省了這些工程的施工費用，降低了施工難度。該新型錨桿結構簡單，操作方便，既不影響當前施工及質量，也不會帶來其他后患，保護環(huán)境。

此種可回收式錨桿回收方式設計為人工反向回擰錨桿，手工操作即可進行回收，無需特定的回收器械和額外的人力，非常適合工程推廣使用。

對于普通拉力型錨桿，當構造物施工完成后，鋼筋體就留在土層中。對于基坑、邊坡及錨桿靜壓樁等臨時加固工程存在著不能回收所帶來的材料浪費，無形中增加了工程成本。同時留在土層中的錨桿也會影響錨桿周圍的其它工程施工，如煤氣、自來水、電纜等管線和地鐵、地下商場及通道等場所的施工，給這些工程增加了施工困難和施工成本。

3、可回收錨桿施工要點分析

可回收錨桿施工質量的優(yōu)劣直接影響到錨桿的承載能力和可回收率。所以選擇合適的施工方法是有必要的，可回收錨桿的施工包括施工準備、鉆孔、支模、注漿、錨桿制作與安裝、錨桿鎖定與張拉、錨桿的驗收、錨桿的回收等8個環(huán)節(jié)。

3.1施工準備

錨桿是埋入地層中的受拉部件，屬隱蔽工程。為順利進行錨桿施工，施工前應對基礎資料、地下水狀態(tài)及水質、地下埋設物與障礙物、廢棄物的處理及作業(yè)限制等進行核實與檢查，以確保所有準備工作妥當。

3.2錨桿鉆孔

錨桿鉆孔應滿足設計要求的孔徑、長度和角度。鉆孔質量將直接影響錨桿的支護質量，因此需選擇合適的鉆孔機具。如MK5系列鉆機，WG系列鉆機，WD系列鉆機等。

3.3錨桿支模

在支模前應檢查空心板氣囊是否漏氣，在芯模外表均勻涂抹脫模劑，將氣囊放入鉆孔中，并使充氣嘴朝外放置。用充氣裝置充氣，使氣囊達到一定的抗壓強度，固定氣囊為注漿作準備。

3.4錨桿注漿

一般采用水泥漿或水泥砂漿灌注，硬化后形成堅硬的管漿體。對于該型可回收錨桿而言，使用高強度的普通硅酸鹽水泥較好，以提高漿體的抗壓強度。在軟弱 地層中還可使用二次高壓注漿以提高錨桿周圍地層的力學性質。

3.5錨桿安裝

待漿體達到一定強度將氣囊放氣取出，推送錨桿時最后部分須旋轉到合適的角度。

3.6錨桿張拉

錨桿張拉的目的是通過張拉設備使桿體自由段產生彈性變形，從而對錨固結構施加預應力。在施加預應力時須使拉力始終作用于錨桿軸線方向，且鋼筋不能產生任何彎曲。

3.7錨桿的驗收試驗

驗收試驗錨桿的數(shù)量為總數(shù)的5%，且不少于3根。最大試驗荷載為設計軸向拉力值的1.5倍，要求試驗荷載作用下錨頭位移穩(wěn)定，總彈性位移超過理論彈性伸長量的80%，且小于自由長度與1/2錨固段長度之和的理論彈性伸長值。