预应力锚索在深基坑支护施工过程中的技术控制

周振强

【摘要】文章结合实际经验，论述了预应力锚索在深基坑支护工程的技术控制要点，以供相关实践参考借鉴。

【关键词】预应力锚索；深基坑支护；技术控制

深基坑支护施工技术的控制不仅关系到整体支护效果，也关系到房屋建筑总体施工质量。预应力锚索在支护控制中发挥着举足轻重的作用，一方面可以在施工过程中通过调整支护参数提高稳定性与安全性，另一方面能够提高工程效率，并节约成本，达到安全效益和经济效益的统一。

一、建筑工程基本情况

以某厂房工程为例，该建筑工程的总面积为97000平方米，地下车库面积为7100平方米，需要开挖的基坑深度最终确定为6.6米，具体情况如图1所示，其中1表示拟建厂房同基坑支护工程同步施工时的地面标高，2代表预应力锚索支护与灌注桩施工，3代表厂房的承台基础。

图1 工程开挖基坑平面图

该工程所建造位置处的地下水类型是潜水，因此随着季节的变化，地下水位的变化也呈现出鲜明的季节性特征，南方雨水较多，因此总体的变化幅度较大。通常情况下地下水位最浅在-1.2米，最深在-5.7米。施工前对工程整体的地质情况作出了详细的勘察，记录各个土层物理力学指标，包括杂填土层、人工填土层、淤泥质粘土层、含泥中沙层、含泥粉细沙层。根据每个土层的厚度、容重、内聚力等情况，科学计算出预应力锚索在深基坑支护施工过程中的技术控制参数。

该基坑开挖方面采用同步施工法，即地下室基坑和厂房基础同时挖掘。为了避免承台基础在施工过程中出现位移的偏差，因此使用预应力锚索加灌注桩的方式，对西面和北面基坑进行联合支护，以确保施工的安全性。在东面与南面的基坑中可使用土钉墙支护体系。工程施工中需要用130根锚索，这些锚索均由3束强度为1900MPa的钢绞线组成。每根锚索的长度是23米，包括锚固段16米，自由段7米，拉力为200kN，张拉预拉力为110kN。在锚索和锁口梁使用的钢板规格为长200毫米、宽200毫米以及厚度为200毫米，整个支护结构的主要组成部分包括支护桩、锚索和锁口梁，具体設计标准如图2所示。

图2 工程开挖基坑支护结构剖面图

二、深基坑支护工程中预应力锚索的施工技术控制

锚索的施工技术控制水平对整个工程质量的控制至关重要，技术的高低决定着锚索的承重水平，也关系到基坑施工的安全性与可靠性，因此施工方法的选择也显得尤为关键。影响施工方法选择的因素包括地质条件、工程经济条件等，要综合各种因素加以科学分析，并做好相应的施工准备工作，具体的施工技术控制包括以下几方面。

一是提高钻孔技术精确度，防止出现误差，并做好清孔工作。该工程采用下倾斜钻孔方式，因此孔底将会积累一定量的废渣，导致预计的钻孔深度受到影响，有效的解决方式是在钻进过程中延长钻孔长度，本工程根据地质情况选择延长0.8米，一般情况下，最少延长50厘米，最大不超过100厘米。钻孔过程中，锚索在任意方向上的入口误差要控制在2.5°以内，偏斜程度不能超过钻孔长度的1/30，除非有特殊的要求可以适当扩大偏斜程度。一般水平误差要小于50毫米，而垂直方向上的误差要小于100毫米。钻进深度符合预期的设计时，不宜立即停止作业，应当继续稳钻2分钟，要确定终孔的大小和设计值相吻合，至少不能比设计的小，否则影响施工的质量。清理孔壁是必须的步骤，可以采用压力水冲洗残留物质，当水流清澈时表明冲孔有效。

二是加强锚索制造和安装技术控制。冲孔完毕后开始安装锚索，在制作之前先将每一根钢绞线排列整齐，避免出现交叉和扭曲现象，编束妥当后依据设计的尺寸下料，长度误差要控制在50毫米以内。采用机械对钢绞线进行切割时，要好除锈迹、油渍工作，不能使用电弧进行切割，检验不合格的材料一律排除。为了给后续施工留下足够空间，锚索体的自由段长度要适当多预留一些，满足施工工艺的技术标准。锚固段范围间隔150厘米安置一个隔离支架，同时确保钢绞线之间留有一定的距离，压浆过程中可以更好地充填空隙。安装前检查孔道是否清理干净，并检查锚索体长度是否和设计尺寸相一致，不能出现弯曲、扭转问题，确保锚索防护介质完整，发现问题及时处理。

三是完善注浆施工步骤，保证注浆质量。采用注浆泵将水泥质浆液在特定的压力下打进孔中，本次注浆工程采用二次注浆方式，一次注浆的水灰比具体值为0.5，压力为常压状态，取0.5MPa，由孔底开始注浆，当一次注浆的锚固强度达到5MPa时，实施二次注浆。二次注浆水灰比为0.55，此时压力控制在2.5MPa同时稳压持续时间为2分钟。注浆的充盈系数最小为1.0。在注浆过程中，要将每次注浆情况记录在案，并监测强度，确保实际施工和注浆设计值相吻合。

四是控制张拉与锁定质量，提高安全性。锁口梁和二次注浆锚固体程度合格后，在进行正式张拉时，当达到设计值的20%时可以实施预张拉，静载持续5分钟后逐级增加荷载，并确保加荷与卸载负荷速度持平，张拉过程中，升荷的速度不应大于设计的0.1。可以使用跳张法，隔一个或者两个进行张拉，最大限度降低预应力的损耗。根据基坑具体监测结果，可以对局部预应力采用补偿张拉的方法，防止基坑变形超过了预期的限度，保证施工的质量不受影响。

三、深基坑施工预应力锚索技术监测和注意事项

为确保预应力锚索在深基坑支护施工中的安全性，故要防止基坑变形问题的出现，加强监测是有效途径。建立专门的信息传输平台，提高各部门的信息对接效率，检测施工中造成的扰动程度来进一步探得基坑的稳定性和安全性，具体步骤包括实时测量基坑支护结构在施工过程中产生的水平位移大小，测定垂直沉降值，测量基坑外地下水位的变化情况。深基坑工程在开挖土方的过程中，需要定期对开挖的具体情况进行检查，一般每两周进行一次，目的是勘察工程基坑开挖对周围环境的影响。该工程在施工过程中监测到坑顶产生的水平位移是8毫米，深层水平位移一共达到3毫米，但均未对基坑支护工程产生不良影响。

四、总结

综上所述，房屋建筑深基坑支护施工对项目工程整体质量起着关键的作用，因此要在设计阶段就要重视科学性与合理性规划，深基坑的支护工程职工方案不仅要确保质量、效率等标准，还要充分保证施工的安全。使用预应力锚索时要结合当地的地质条件、周围环境等因素，为深基坑施工顺利进行奠定良好的基础。