高壓旋噴預應力錨索技術在南沙國際郵輪母港深基坑中的運用

民航機場建設工程有限公司，天津 300456

在建筑工程施工前，需要提前了解施工地點的地質條件、作業環境和水文條件，收集相關的資料；同時熟悉設計意圖和設計要求，全面熟悉基坑支護施工規范和標準，明確施工要點。通過錨索試驗，對各個重點工序進行控制，從而達到對施工安全和質量的控制。

1 工程概況

該項目為廣州南沙國際郵輪碼頭綜合體項目（2015NJY-6地塊）1號地塊第二標段工程，工程位于廣東省廣州市南沙區港前大道東側、南沙客運港北側。項目總建筑面積為104334.81m2。該工程由3棟海員之家及地下室（2層）組成，其中第1棟海員之家地上41層，建筑高度為142.6m；第2棟海員之家地上29層，建筑高度為102.4m，第3棟海員之家地上35層，建筑高度122.5m。

該工程基坑東側和南側與工程一標段相接，現今一標段地下室已完成施工，基坑西側和北側澆筑冠梁與東南兩邊相接。基坑北側采用角撐、西側采用旋噴預應力錨索以保證基坑穩定。

2 高壓旋噴預應力錨索施工技術

2.1 構件制作試驗錨索施工

施工前先應該按照相關標準進行試驗，遵循行業標準《建筑基坑支護技術規程》（JGJ 120—2012）附錄A中蠕變試驗的要求，試驗點布置在有代表性巖土的剖面位置。該方案中選取了3個布置點，如表1所示。（1）布置點K1位于鉆孔ZK43附近，根據調查研究，此處淤泥層最厚，為17.4m，土質條件最差。（2）布置點K2位于鉆孔ZK56附近，根據調查研究，砂質黏土層厚度最薄，為3.6m，且淤泥層較厚，為16.4m。（3）布置點K3位于K1與K2中間位置。

表1 試驗錨索布置表布置點

2.2 錨索試驗內容

確定好承載力試驗的內容，最大試驗荷載要比預估破壞荷載更大一些，試驗錨索需要符合相關規定，如果不符合，則需要按照規定對鋼筋強度的要求確定最大試驗荷載，還可以增加錨索的截面面積。在同一條件下進行試驗的錨索數量要超過3根。錨索極限抗拔承載力試驗采用循環加載法。

（1）加載之前先進行預加初始荷載，初始荷載是拉力標準的10%。

（2）加載完畢后，需要觀測錨頭的位移。

（3）觀測荷載時，如果錨頭的位移不大于1mm，則視為比較穩定。當錨頭位移量大于1mm時，需要對錨頭位置重新延長1h的觀測時間，并且每隔10min就要觀測一次。1h內如果錨頭的位移小于2mm，可視為位移穩定，當位移穩定下來后，可以施加下一級的荷載。

（4）達到最大荷載仍未出現終止加載，且繼續加載直至滿足鋼筋強度要求。按最大試驗荷載10%的荷載增量繼續進行下一循環加載，此時，每級加載中間過程的分級荷載與最大試驗荷載的百分比應分別增加10%，其觀測時間為10min。試驗時如有下列情況即停止加載。①第二級開始，每一級所增加的荷載都會導致錨頭位移比上一級增加2倍。②錨頭位移不收斂。③錨索桿體破壞。循環加載試驗應繪制錨索的荷載-位移（Q-s）曲線、荷載-彈性位移（Q-se）曲線和荷載-塑性位移（Q-sp）曲線。錨索的位移不包括試驗反力裝置對錨索產生的影響。錨索極限抗拔承載力的確定：單根錨索的承載力在試驗的情況下存在繼續加載的情況，應該按照前一級的荷載值進行取值，如果沒有出現繼續加載，就取最大值。根據相關規范要求確定蠕變試驗的分級和錨頭位移觀測時間。每級荷載按時間間隔lmin、5min、10min、15min、30min、45min、60min、90min、120min記錄蠕變量，并且要繪制每級荷載下錨索的蠕變量-時間對數（s-lgt）曲線。蠕變率按下列公式計算，錨索的蠕變率不應大于2.0mm。

式中：Kc為錨桿蠕變率；s1為t1時間測得的蠕變量，mm；s2為t2時間測得的蠕變量，mm。

2.3 錨索施工工藝

（1）工藝流程。在施工的過程中，應該采取成孔、噴漿、攪拌以及加筋的施工工藝，具體的流程如下所示：土方開挖→放線定位→鉆機就位→孔位校正及角度調整→鉆孔（帶錨索）→噴射混凝土→套管拉拔→錨頭錨固裝置安裝→張拉鎖緊。

（2）施工機械選擇。選擇履帶式鉆機，這種鉆機的自動化程度比較高，在工作時施工效率高，而且移動起來比較方便。

（3）錨孔定位。在坑壁修補完畢后，按照相關的設計要求來確定孔位，然后標記孔位。錨孔的定位誤差必須＜5cm，斜孔誤差需要＜1°。

（4）鉆機就位。將鉆機對準孔位，然后調整角度，用鉆機提供的角盤來檢查開孔的角度，錨索鉆孔的角度允許偏差為3°，洞口平面的誤差為50mm。

（5）鉆孔。鉆機使用的是高壓鉆頭，在鉆頭的側翼安裝多個噴嘴，鉆孔的深度應該＞0.5m。

（6）錨體施工。高壓水泥漿向外噴射，同時土體完成切割，鉆頭向前推進直到達到設計所需求的直徑，施工時符合以下要求：①預應力錨索需要依據具體的施工來確定每平方米水泥的用量。②錨體施工時提速≤30cm/min，轉速≥20r/min，漿液流量≥50L/min，旋噴攪拌的壓力應為20～25MPa。③水泥漿與42.5級普通硅水泥混合，錨固水泥用量為25%，水泥與水泥比為0.40≤0.65。④高壓管連接的噴射泵和一個高壓鉆頭流體輸送的長度≤50m。⑤高壓旋噴鉆頭應該升降均勻，其擴孔應該自上而下或自下而上進行。噴射管段升降重疊長度≥100mm。

（7）錨索制作與安放。依據相關要求來設置和安放，插入鋼絞線后，誤差≤30mm，底標誤差≤20cm。鋼絞線端頭采用Φ150mm×10mm的鋼板錨盤，錨頭用冷擠壓法與錨盤進行固定。每隔1.5m在錨固段設置一個架線環，使用塑料包裹住自由段，錨固段相交部分使用膠布來封住。筋體需要放置在樁體的中心上面，樁外需要留0.7m，這樣方便張拉。

（8）錨索張拉與鎖定。噴樁養護10d，腰梁的強度達到80%后可以進行張拉處理，筋體跟腰梁錨固之間應該連接緊固。張拉時使用穿心千斤頂，正式張拉前先用20%鎖定荷載，進行預張拉，然后再以50%、100%分級張拉，超張拉5min后觀測錨頭沒有出現位移，再次鎖定荷載。

3 施工部署

為了保證西側和北側的土方更加穩定，因此在坑基側壁設置三排預應力錨索，每道預應力錨索的參數如下所示。

第一道：Φ500mm旋噴預應力錨索4×7Φ5mm@1.2m，L=51m（自由段6m，錨固段45m），軸向拉力標準值為300kN，張拉鎖定值為240kN。

第二道：Φ500mm旋噴預應力錨索5×7Φ5mm@1.4m，L=46m（自由段6m，錨固段40m），軸向拉力標準值為210kN，張拉鎖定值為170kN。

第三道：Φ500mm旋噴預應力錨索5×7Φ5mm@1.4m，L=46m（自由段6m，錨固段40m），軸向拉力標準值為130kN，張拉鎖定值為105kN。

開挖基坑時需要注意的一點就是要分層開挖，在每道鋼花管或者是旋噴預應力錨索施工完畢后，方可進行下一層土方開挖，施工周期較長，為了保證邊坡穩定，采用1∶3放坡開挖抵抗西側土壓力。

4 數據分析

基坑監測數據分析，如表2所示。

表2 基坑監測數據分析 單位：mm

根據對該預應力錨索支護結構經監測數據進行分析，基坑邊坡和周圍建筑物未出現較大的位移和沉降，保證了基坑的安全穩定，消除了施工中最大的安全隱患，滿足了規范和設計要求，為工程的順利進行提供了保障。

5 結束語

要想完善深基坑施工過程中的預應力錨索技術，必須充分了解預應力錨索技術在設計和施工過程中的具體工藝流程，只有對每個環節進行深入研究，才能夠分析出每個環節存在的問題并及時地解決問題，在未來的發展過程中應該不斷提高各個環節的技術標準，這對于整個深基坑施工都有十分重要的意義，也能夠提高深基坑預應力錨索方案的應用范圍。