深基坑支護(hù)施工中預(yù)應(yīng)力土層錨桿的應(yīng)用

楊振莉

摘 要：隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的推進(jìn)，城市內(nèi)高層建筑數(shù)量快速增加且規(guī)模不斷擴(kuò)大，這對(duì)深基坑支護(hù)施工技術(shù)提出了更高的要求。深基坑支護(hù)施工中技術(shù)種類較多，施工單位要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的支護(hù)類型與技術(shù)。該文中以預(yù)應(yīng)力土層錨桿技術(shù)概念為切入點(diǎn)，探討其在深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用要點(diǎn)，闡述需要注意的問題。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù) 預(yù)應(yīng)力土層錨桿 應(yīng)用要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（b）-0029-02

隨著大量農(nóng)村人口涌入城市，我國(guó)城市用地日趨緊張，現(xiàn)代建筑朝著地下與高處發(fā)展。但深基坑施工中需要穩(wěn)定性較強(qiáng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，除此之外，還應(yīng)該減少對(duì)周圍環(huán)境的影響、經(jīng)濟(jì)成本等。這就對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)提出了更高要求，該文中主要探討深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用中需要注意的問題。

1 預(yù)應(yīng)力土層錨桿概念與特點(diǎn)分析

1.1 概念闡述

預(yù)應(yīng)力錨桿大致分成4部分：螺母、墊板、止?jié){塞及錨頭。預(yù)應(yīng)力錨桿是用于預(yù)應(yīng)力拉張的專門器材，錨桿拉力借助墊板作用給錨桿施加一個(gè)外力，可以起到強(qiáng)化錨固的作用。深基坑支護(hù)中使用預(yù)應(yīng)力錨桿為了避免深基坑周圍土層坍塌，將具有抗拔作用的錨桿植入到周圍土層內(nèi)，錨桿拉張后施加一個(gè)拉力，增加錨固體抗壓承重能力，起到支護(hù)作用。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力土層錨桿技術(shù)特點(diǎn)顯著，將預(yù)設(shè)應(yīng)力通過(guò)鋼絞線施加給支護(hù)結(jié)構(gòu)，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可以將其概述為兩點(diǎn)：首先有效平衡荷載。技術(shù)施工中將預(yù)應(yīng)力筋與錨具看成單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，將預(yù)應(yīng)力看成一個(gè)相關(guān)荷載，通過(guò)反向計(jì)算準(zhǔn)確得出施加預(yù)應(yīng)力的大小、形狀及其他相關(guān)條件；其次，有效融合土體與錨固體。具體施工中通過(guò)施加的應(yīng)力有效改變土壓力的方向與大小，避免土體產(chǎn)生滑移面，有效控制變形問題，最終實(shí)現(xiàn)提高基坑穩(wěn)定性的目的。

2 深基坑支護(hù)施工中預(yù)應(yīng)力土層錨桿的應(yīng)用

為更加詳細(xì)地描述預(yù)應(yīng)力土層錨桿在深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用，筆者結(jié)合具體案例進(jìn)行闡述。

2.1 深基坑工程概況

該研究中筆者以實(shí)際工程為研究對(duì)象，該工程為辦公住宅樓，地面25層、地下2層，深基坑工程總面積35 670 m2，深埋6.4 m、土方開挖面積1 680 m2。施工地點(diǎn)巖土層可以分成4部分：素填土、高壓縮性粉質(zhì)粘土、中偏高壓縮粉質(zhì)粘土及中壓縮性粉土。此外，經(jīng)過(guò)水文地質(zhì)勘察，發(fā)現(xiàn)周邊地下含水層高度為1.5 m，深基坑施工中極有可能受到含水層的影響，為避免這個(gè)問題，方案設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)人員充分考慮此問題，制定規(guī)避各種安全隱患的可行性方案，大幅度提高工程質(zhì)量。

2.2 設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨桿

設(shè)計(jì)人員綜合考慮各方面因素，對(duì)比技術(shù)優(yōu)劣后決定采用預(yù)應(yīng)力土層錨桿技術(shù)。設(shè)計(jì)人員仔細(xì)考察工程情況，結(jié)合數(shù)據(jù)資料設(shè)計(jì)施工方案：該工程中一共設(shè)計(jì)兩層錨桿，上側(cè)錨桿長(zhǎng)度為25.6 m、下層錨桿長(zhǎng)度23.2 m。設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員考慮地下水文情況，采用二次劈裂注漿模式。為確保深基坑工程施工質(zhì)量，多次計(jì)算明確各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

2.3 設(shè)計(jì)支護(hù)的結(jié)構(gòu)

（1）支護(hù)計(jì)算。計(jì)算深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，參考同類型建筑深基坑施工經(jīng)驗(yàn)確定水壓力系數(shù)，系數(shù)為0.3，地面負(fù)荷為15 000 Pa，支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)為1.5，計(jì)算土壓力時(shí)按照郎肯土壓力計(jì)算進(jìn)行。

（2）設(shè)計(jì)錨桿。該深基坑支護(hù)施工中選擇樁錨結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，共有140根樁錨，同時(shí)確保錨桿與樁間距離相等，安設(shè)角度為20°。明確各項(xiàng)取值后詳細(xì)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況，進(jìn)一步確定錨桿軸間拉力T=ND/cosa，L=KT/3.14d1Q公式計(jì)算錨桿錨固長(zhǎng)度。

2.4 土層錨桿的施工

預(yù)應(yīng)力土層錨桿施工工藝可以分成4個(gè)步驟：

（1）鉆孔施工。鉆孔過(guò)程中施工人員應(yīng)該掌握鉆進(jìn)參數(shù)與鉆進(jìn)速度，避免出現(xiàn)埋鉆、卡鉆等不利事故。土層錨桿自由段鉆進(jìn)速度可以適當(dāng)加快，而到了錨固段則應(yīng)該適當(dāng)放緩。鉆孔施工中可以分成干作業(yè)法與濕作業(yè)法兩種，前者主要控制鉆進(jìn)速度避免別鉆情況。鉆孔結(jié)束后，倒出孔內(nèi)土后再拔出鉆桿；后者鉆孔過(guò)程中需要不斷用水沖洗，保證孔口水位，依據(jù)地質(zhì)條件判斷鉆進(jìn)速度，通常鉆進(jìn)速度30～40 cm/min的速度即可。每根鉆桿鉆進(jìn)后需要用水反復(fù)沖洗孔地沉渣直到流出清水后才能接新的鉆桿，接著拔出鉆桿。

（2）安裝預(yù)應(yīng)力筋。錨桿桿體安裝過(guò)程中，保證桿體筆直不存在扭曲壓彎情況，同時(shí)將注漿管與錨桿置入孔內(nèi)，管道與孔底保持50～100 mm的距離，桿體放入角度與鉆孔傾角保持一致，確保桿體處于鉆孔中心。鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌時(shí)需要重新透孔清孔，直到錨桿可以順利放入其中為止。

（3）正式開始注漿。灌漿施工工藝要求較高，該次工程中采用45 MPa的普通水泥，水灰比保持0.6，初次注漿壓力為0.6 kPa，在孔口出漿液位置拔出一節(jié)套管，繼續(xù)注漿直到孔口開始向外流出濃液，此時(shí)及時(shí)將套管拔出并采用玻璃絲封口，初次注漿12 h后開始二次注漿，此時(shí)將注漿壓力調(diào)整為1.5 MPa，注入1 m3；當(dāng)注漿壓力達(dá)到3 MPa時(shí)暫停注漿10 min，再次注漿0.8 m3。為保證注漿效果可以向漿液中加入一定量的外加劑或摻和劑，整個(gè)澆筑過(guò)程在5 min內(nèi)完成。注漿開始前或者中途停止超過(guò)0.5 h時(shí)應(yīng)該使用水或稀水泥漿對(duì)注漿管與管路進(jìn)行清洗。

（4）張拉鎖定施工。完成土層錨桿灌漿后，等錨固體強(qiáng)度≥15 MPa達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，方能開始張拉施工；張拉過(guò)程中很容易影響相鄰錨桿，為避免出現(xiàn)這種情況該工程中采用跳張法，也就是隔1或隔2進(jìn)行張拉，減少相鄰錨桿張拉造成的預(yù)應(yīng)力損失。正式張拉錨桿前，取設(shè)計(jì)拉力20%，錨桿預(yù)張拉2～3次；錨桿張拉需要定時(shí)分級(jí)增加荷載，專人記錄張拉數(shù)據(jù)，并繪制詳細(xì)的錨桿荷載-變位曲線，并將其作為錨桿質(zhì)量判斷的主要依據(jù)；鎖定錨桿在拉桿預(yù)應(yīng)力不明顯衰減時(shí)進(jìn)行；將張拉值控制在設(shè)計(jì)值的110%左右，避免張拉值過(guò)小無(wú)法發(fā)揮預(yù)應(yīng)力作用或張拉值過(guò)大預(yù)應(yīng)力受損，保證在各種情況影響下張拉鎖定的預(yù)應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)需求；鎖定錨桿后，如果發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力存在明顯損失，需要采取措施補(bǔ)償張拉。

2.5 支護(hù)施工中注意事項(xiàng)

預(yù)應(yīng)力錨桿土層技術(shù)施工中有很多問題需要注意，其中一些關(guān)鍵工藝質(zhì)量控制尤為重要：二次注漿環(huán)節(jié)關(guān)注封閉情況，注漿施工時(shí)封好孔維持孔內(nèi)壓力，避免二次注漿壓力不夠，影響技術(shù)效果；張拉設(shè)備質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)連接錨桿的鋼筋受到外力作用極易發(fā)生脫口現(xiàn)象，給工程造成安全隱患。因此重點(diǎn)關(guān)注這個(gè)問題，保證鋼筋連接的穩(wěn)定可靠；最后就是對(duì)非錨固段防腐蝕處理，臨時(shí)性錨桿如果時(shí)間不長(zhǎng)可以忽略此問題，但如果施工時(shí)間較長(zhǎng)需要進(jìn)行簡(jiǎn)單防腐處理，永久性錨桿則需要多次防腐處理，保證錨桿的使用壽命，避免發(fā)生安全問題。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，該次錨桿工程張拉合格率100%。深基坑開挖施工后，中間一段時(shí)間受到外部原因影響，中間停工3個(gè)月時(shí)間，同時(shí)經(jīng)歷兩次長(zhǎng)時(shí)間特大暴雨的沖洗，整個(gè)過(guò)程中基坑樁頂位移位于穩(wěn)定狀態(tài)，并沒有影響周圍建筑物與地下隧道。深基坑支護(hù)施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力土層錨桿技術(shù)可以大幅度提高工程質(zhì)量，降低施工成本，縮短工程周期，在實(shí)際中有著極佳的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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