某深基坑支护锚拉桩预应力锚索施工技术

阳外光

（中建五局隧道公司 重庆 401147）

前言

重庆南坪交通枢纽工程一标段主体结构为地下明挖4层框架立体结构，基坑最大开挖深度达到32m，该工程边坡支护外边线距离周边建筑地下室不超过1.5m，且基坑周边有4栋30层的高层建筑，边坡支护难度极大。为保证周边建筑物的安全，在周边建筑物区域采用锚拉桩进行支护保证周边建筑物安全，因此锚拉桩施工的成败决定整个深基坑边坡支护的成败。

结合本工程实例，介绍了预应力锚拉桩的施工技术，较为详细地介绍了锚索桩、桩间板、预应力张拉、以及注浆和锚头等工序的难点及对策。

1 锚拉桩施工要点

本工程边坡支护施工遵循“信息法施工和逆作施工”的原则，开挖一层支护一层。锚拉桩是一种以人工挖孔桩和预应力锚索共同作用的一种新型边坡支护形式。

为方便施工，锚拉桩的人工挖孔桩从地面开始开挖，上部部分为悬臂桩，土方开挖时，拆除空心桩临坑面护壁，只留靠边坡侧护壁，把护壁钢筋扳直作面板钢筋。

2 锚拉桩施工工艺流程

测量放线→确定人工挖孔桩位置→挖孔桩施工→按照设计完成桩身开挖→挖孔桩钢筋制作和安装→预埋锚拉桩钻孔套筒用于锚索钻孔定位→桩混凝土浇筑。

完成挖孔桩施工，后进行边坡土石方开挖（开挖一层支护一层），并将面板进行网喷支护→预应力锚索施工（施工前先调查清楚周边建筑基础的具体位置和标高，保证锚索钻孔施工的位置低于周边建筑基础底标高，确保锚索钻孔施工不破坏周边建筑地下基础）。

3 预应力锚索施工

3.1 锚索施工顺序（图1）

3.2 钻孔

先由测量人员放线确定钻孔位置。

钻孔用水宜使用自来水，不宜使用泥浆，当钻孔用水可能影响地层的稳定性时，应采用无水钻进。

钻孔及孔壁上附着的灰尘，泥屑使用高压空气或者水进行清洗；孔口在钻孔完毕后应进行封堵。

钻孔过程中，注意钻孔速度、返回介质的成分与数量、地下水等资料的收集与记录，发现异常情况及时与设计单位联系。

钻孔的孔径不小于设计值，长度不小于设计值且不大于设计长度的1%。

锚索钻孔在任何方向上的入口误差不得大于2.5度，在钻进方向上的偏差不大于钻孔长度的1/30；钻孔水平方向的误差不大于50mm，垂直方向不大于100mm。

图1

3.3 锚索的制作、存储

按锚固段长度、张拉段长度、锚头长度和张拉长度之和截取锚索体材料。

自由端防腐：每根钢绞线除锈、除油后先在锚索表面涂润滑油或者防腐漆，然后包裹塑料布，再在塑料布上涂润滑油或防腐漆，并包裹塑料布，形成二涂二布，最后装入塑料套管中，并使套管中充满油脂，最终形成双层防腐；自由端适宜选用无接头的套管，当有接头存在时，接头的搭接长度大于50mm，并用胶带密封。

锚固端防腐：锚索张拉索定、二次灌浆完成后封口，从锚具量起留100 mm钢绞线，并做厚度不小于100mm的1﹕2水泥砂浆保护层，再用钢筋网罩封闭，并做100厚C30细石混凝土外封，混凝土保护层厚度不小于50mm。

将处理好的锚索材料顺直放在制作支架上，用油布覆盖。

锚索制作前应对钻孔长度进行测量，并按照孔号截取锚索体材料；钢绞线使用机械切割，制作好的锚索按对应孔号进行编号。

锚索制作完成后应尽早使用，避免长期存放；导向帽用薄壁钢管制作，将锚索端头置于管内，用早强水泥砂浆固结。锚固段的扩张环按设计尺寸加工、制作。自由端的对中支架根据孔径进行购置，按每1.5～2m安装一个。

锚索应存放在干净、洁净的地方，不得露天存放，避免机械损坏或使焊渣、油渍溅落锚索体上。

3.4 锚索的安装

安装锚索前应对钻孔重新进行检查，对塌孔、掉块进行清理。

锚索安装前对锚索进行检查。

推送锚索时用力要均匀一致，防止推送过程中损坏锚索。

推送锚索时不得转动，并不断检查排气孔和注浆管，确保锚索推送至预定深度后排气孔和注浆孔畅通。

当推送困难时，及时抽出锚索，对抽出的锚索进行检查，并检查钻孔，再推送锚索。

3.5 锚头的施工

锚具、垫板应与锚索体同轴安装，对于钢绞线在锚索体索定后其偏差应不超过5度。

确保垫板与垫墩接触面无任何空隙。

切割锚头多余部分应采用机械切割，锚具外保留长度不应小于5cm。

垫板材料一般采用普通钢板，外形为方型，其尺寸大小和厚度应由锚固力确定，为确保垫板平面与锚索的轴线垂直和提高垫墩的承载力，一般使用与钻孔直径相匹配的套筒垫板。

3.6 注浆

注浆管随锚索体一同送入孔底，在注浆时边注边拔，最可靠的方法是注入的浆液将积水全部排出，待溢出的稠度与注入稠度一样后抽出注浆管。

张拉完成后，通过在垫墩上预留的补浆孔对第一次浆体收缩部分进行补充注浆，并将外露的锚具和钢绞线用混凝土密封；补浆孔可由预埋钢管进行设置。

配制浆液时，各种材料比例必须严格按配合比进行计量。

浆液搅拌必须使用强制式搅拌机。

浆液要随拌随用，超过初凝时间的浆液要废弃。

3.7 压水实验

为保证注浆时浆液不会从孔内的裂隙中流走，就要对钻孔的渗漏情况进行确认，为此要进行压水实验。压水实验在第一次成孔后和锚索推送前进行。

进行压水实验时应按照岩层的不同特性划分实验段，实验段一般5～10m。

实验的起始压力、最大压力和压力级数按需要及现场情况定。

应在每10分钟的时间间隔记录压水量，当连续四次读数的最大值或最小值与最终值之差小于最终值的5%时，其值即为该压力下的最终压水量。

当钻孔经过压水实验后，测得钻孔在0.1MPa的压力下10 min内平均漏水量超过5L/min时，对钻孔进行预注浆。

待浆液固化后再进行钻孔并重复压水实验，直到漏水量满足要求为止。

当有水从钻孔内渗出，且临近岩体区域的节理缝隙中可看到渗水时，不论钻孔渗透性如何，可不做压水实验直接注浆。

3.8 张拉

锚索张拉前对张拉设备进行标定。

锚固体及外锚墩强度均达到设计强度的90%后方可张拉索定，同时张拉的两根锚索的间距不小于2倍锚索间距。

锚索正式张拉前应取0.1～0.2倍锚索设计轴向拉力值进行预张拉1～2次，使其各部位接触紧密，索体完全平直。

锚索索定荷载及预应力损失值的补偿见设计要求。

预应力锚索张拉、索定后方可进行下一级土石方的开挖。

张拉时，加载速率要平缓，速率宜控制在设计预应力的0.1/min左右，卸载速率宜控制在设计预应力值的0.2/min。

张拉千斤顶的轴线必须与锚索轴线一致，锚环、夹片和锚索张拉部分不得有泥沙等污物。

总结

随着锚拉桩施工技术的发展，逐渐完善了边坡的支护种类，为边坡安全和节约工程造价和其他社会效益做出重大贡献。