深基坑预应力可回收锚索施工技术

王宇瓒 于凯 顾元东 王晓鹏 党组朋

摘要：在基坑施工中采用锚索加固是一种重要的支护方式，锚索的大量使用严重侵占了相邻的地下空间，不仅为后续的工程施工留下建设隐患还对城市地下空间造成了污染。因此，可回收锚索正大量应用在城市基坑中。本文综合各规范要求，对深基坑支护中可回收锚索在国家电网河北电力（石家庄）调度通信生产用房工程的施工质量与深基坑安全控制进行了详细的说明，确保项目深基坑的安全。

关键词：深基坑;预应力;可回收;锚索;质量

引言

80年代以来，锚索加固技术大量应用于基坑工程;随着城市化进程的加快，都市人口的聚集，城市化使土地資源的使用越发紧张。在开发使用地下空间资源的过程中锚索加固支护是现行基坑支护的一种重要形式，多用于安全等级要求高或基坑规模大的基坑支护工程，因施工工艺问题常常不可回收，造成严重的地下污染，且留下的钢绞线成为周边工程后期施工的障碍物。对相邻工程的桩基础施工、基坑施工及周边的市政、地铁和城市的长远规划造成不可预估的影响。因此采用可回收锚索替代不可回收锚索进行基坑支护工程施工会产生良好的经济效益及社会效益，对周边地下空间的影响几乎为“0”。

1 工程概况

国网河北电力（石家庄）调度通信生产用房项目建于石家庄市裕华区。建筑占地面积9577平方米，新建总建筑面积98370平方米，其中地上建筑面积68535平方米，地下建筑面积29835平方米。

1.1深基坑概况

地面标高-0.350m，坑底标高-12.000～-12.950m，开挖深度11.650～12.600m。基坑支护结构安全等级为一级，设计使用期限为2年。

采用灌注桩加锚索的支护型式。围护桩的直径900mm，间距为1400mm，本工程围护桩362根。基坑周围15m范围内堆载不得超过15KPa。

1.2地质情况

调度通信生产用房基础埋深按±0.000标高下12.45m，基坑开挖范围内揭露土层主要为填土、黄土状土、砂土和粉质黏土。

2 深基坑预应力可回收锚索设计

本工程预应力锚索选用可回收式锚索，场地内预应力锚索总长度约17500m，锚索水平间距1.40m。锚索的预应力钢绞线采用S15.2钢绞线，直径15.2mm。预应力锚索设计倾角15°，钻孔直径180mm，锚固段扩孔直径300～500mm，其中孔底3～5米范围内直径500mm。可回收式锚索锚固端具体构造如下：

注浆水泥采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水灰比0.8，泥用量每米50～60kg，旋喷扩孔的喷射压力为15～20MPa，至自由段范围内应减压至5MPa以下。

3 深基坑预应力可回收锚索施工工艺

坡面修整→测量定位→开孔→钻至设计深度→锚索制作→清孔、下锚索→备制水泥浆→注浆→钢锚索安装→挂钢丝网、喷射混凝土面层→养护至设计强度→锚梁施工→锚索张拉、锁定→锚索检测→基坑回填至锚索部位→锚索回收

4 深基坑预应力可回收锚索施工过程中的质量控制

4.1 成孔

预应力锚索钻孔直径180mm，锚固段扩孔直径300～500mm，其中孔底3～5米范围内直径500mm。倾角15°。采用锚杆机高压旋喷作业成孔。

4.2 锚索放置

（1）预应力锚索放置前应做好除锈、除油污等处理，锚索索体外套PVC套管。施工时要保护好自由段隔离层，破损后应及时修补。沿索体每1.5m设对中支架，使锚索体在钻孔内居中。

（2）放置锚索前应检查锚索，包括长度、自由段部分的处理、注浆管是否有漏浆等。

（3）放置锚索使其与孔成一个角度徐徐插进，防止碰坏孔壁。锚索插入孔时应留出锚锚索外露部分的长度以满足张拉要求。

（4）钻孔完毕后应马上放置锚索，以防时间过长坍孔。如遇坍孔，应将锚索拔出，用钻杆扫孔后再下锚索。

（5）锚索孔深应达到设计要求深度，若不能到达要求深度，则应查明原因并处理后再次成孔。

（6）钢绞线制作时在自由段的每根钢绞线上做防腐层和隔离层，间隔1.5米安装定位架;

4.3 注浆

（1）水泥采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水灰比0.45-0.5，水泥用量每米50～60kg，旋喷扩孔的喷射压力为15～20MPa，至自由段范围内应减压至5MPa以下。待浆液从口流出后停止注浆。底部扩大头的旋喷扩孔次数比桩身增加二次，以保证扩大头的直径。

（2）钻孔深度应比设计的锚索长0.5m;钻孔在入口处任一方向上的误差不得大于2.5°;孔口位置在垂直方向上的误差不得大于50mm;在钻进长度方向上的孔斜偏差不大于钻孔长度的3%。

（3）注浆前应将孔内残留的虚土清除干净;

（4）注浆采用将注浆管插至孔底、由孔底注浆的方式，且注浆管端部至孔底的距离不宜大于200mm。

（5）浆液由孔底开始浇注并向外返出，边注浆边向外缓慢拔管，直至浆液溢出孔口后停止注浆。浆液必须在初凝前连续不断一次注完。第一次注浆完毕后，过半小时再补浆一次，如渗浆严重可补浆二至三次。

（6）浆液搅拌必须严格按配合比进行，不得随意更改，不得使用过期或受潮水泥。

（7）在第一次水泥浆抗压强度达到0.50MPa时（约12～24小时），进行二次高压灌浆，注浆压力1.5MPa。

（8）注浆后因为水泥浆硬化导致钻孔内浆液面下降时，应及时进行孔口补浆，确保基坑开挖阶段孔内水泥浆始终充填密实。

4.4 预应力锚索张拉

（1）预应力锚索正式张拉前，取设计张拉荷载20%对其预张拉1-2次，使其各部位接触钢绞线完全平直。

（2）锚索张拉采用先单根预张拉再整体张拉。以每道锚索的锁定荷载作为张拉控制荷载，单根预张拉加载为0.05倍控制荷载。整体张拉分级加载依次为0.5、0.75、1.1倍控制荷载，每级持续5分钟，分级记录预应力锚索伸长值。

（3）当锚索固结体的强度达到15MPa或设计强度的80%后，方可进行锚索的张拉锁定。

（4）正式张拉分级加载，每级加载后保持5min，记录伸长值。当张拉至1.1-1.15倍的设计轴向拉力值Nt时保持15min，且不在有明显伸长，然后卸荷至锁定荷载进行锁定作业。

（5）当预应力没有明显衰减时，即可锁定锚索。

（6）预应力锚索张拉后，水泥浆达到设计强度时，方可切除外露的预应力锚索，切口位置至外锚具的距离不应小于100mm。

4.5 锚索张拉完成后检测

（1）检测锚索数量不少于锚索总数的5%且不得少于3根。

（2）检测中当荷载每增加一级均应稳定5～10min，记录位移读数，最后一级试验荷载应维持10min。如果在10min内位移量超过1.0mm，则该级荷载应再维持50min，并在10、20、25、30、45和60min时记录其位移量。

（3）检测中从50%拉力设计值到最大试验荷载之间所测得的总位移量应当超过该荷载范围自由段长度预应力锚索理论弹性伸长值的80%，且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的预应力锚索的理论弹性伸长值。

（4）最后一级荷载作用下的位移观测期内锚头位移稳定或2h蠕变量不大于2.0mm。

（5）应对其预应力变化进行长期监测，监测数量不应少于锚杆数量的5%，预应力变化值不宜大于锚杆拉力设计值的10%，必要时可采取重复张拉或适当放松的措施以控制预应力值的变化

4.6 锚索回收

锚索回收施工流程如下：

地下二层通道，底板钢锚索砼换撑梁施工完毕，混凝土强度达到80%→土方回填至第二道锚索标高附近→拆除第二道锚索→施工地下一层通道，楼板，通道与围护桩间换撑梁→当楼板、换撑梁的混凝土达到设计强度的80%→土方土方回填至第一道锚索标高附近→拆除第一道锚索。

5、结论

可回收锚索在施工过程中的质量控制要点与不可回收锚索的质量控制要点还是存在一定的差异。但可回收锚索对地下和红线外产生污染基本可以忽略不计。在当前环境下可回收锚索在深基坑中应用数量越来越多，为确保基坑安全可回收锚索施工质量为深基坑施工过程中严格把控环节。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）

[2]中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）

[3]中华人民共和国国家标准.《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）

[4]中華人民共和国国家标准.《建筑基坑支护结构构造》（11SG814）

[5]中华人民共和国国家标准.《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JG311-2013）