预应力锚杆在深基坑支护中的应用

胡倬洲

（广州金茂置业有限公司，广东 广州 511455）

在加固岩土体时所应用的预应力锚杆技术，具有良好的高效性和经济性，已被大量的应用到了建筑物的基坑支护和地下工程施工中。目前，城市建筑在经过不断的发展后，逐渐加剧了城市的用地压力，人们在设计及施工阶段为了实现对空间资源的充分利用，逐渐对高层建筑施工和地下建筑施工予以了关注，对基坑深度及地下结构施工提出了更高的要求，在基坑施工中不断给支护质量和安全结构带来了更大的危害。本文概括的描述了预应力锚杆，并在深基坑支护中对其的应用进行了探讨，以供参考。

1 预应力锚杆的概述和特点

1.1 预应力锚杆概述

在建设工程时，应用预应力锚杆能够使工程具有更高的质量，其意义十分重要。其主要有如下工作原理：需要根据建设工程实际要求，选择专门用于土体施工的设备，将挡土桩和土层分别连接于施工两端，然后采用水泥砂浆来对锚杆进行灌注，等到其强度达到特定值时，再投入到工程施工中，目的是使桩、墙和水平压力得到提升，然后，以此为基础，在混凝土强中采用反作用力来连接锚具和钢台座，如此，就能够为深基坑提供保护[1]。

1.2 预应力锚杆特点

预应力锚杆主要的预应力筋就是钢绞线，并且此类材料的收缩力和强度十分良好，是深基坑工程中所应用的最稳定的支护结构，能够保证深基坑工程的顺利进行。所以，预应力锚杆主要有两大关键作用，首先是其在预应力作用下能够保持良好的荷载平衡，这主要是其在受到预应力时，主要是由锚杆两端承受作用力，因此能够保持相对平衡，并且想要达到相对平衡的状态，需要从大小、形态变化等方面，通过与预应力和锚杆的结合，来分析荷载平衡所需具备的条件，而且通过分析和计算此类数据，还能够对支护结构的稳定性进行确认；此外，通过对预应力锚杆的应用，能够使土层地基和锚杆设备具有一体化的特征，进而实现对岩土层的加固，这主要是由于在预应力施工阶段，土层主要的受力点在自由段，会从一定程度上改变土层最初的压力，进而避免了土层滑落，有效控制土层变形等，并且实现了对土层的良好加固使地基具有了更强的稳定性[2]。

2 预应力锚杆的施工应用

2.1 钻孔

（1）在进行钻孔时，钻杆需要与岩面或层理面垂直；在进行钻进时需要对参数和钻进速度进行合理的掌握，以此来避免孔内出现埋钻以及卡钻等问题[3]。

（2）在完成钻孔后，需要将高压风通入弯头钢管中，以此来实现对石屑和细小试块的吹净，浆液在充分接触岩壁后，需要对孔深进行检查，孔深需要比所设计的锚杆长度多出500mm。

2.2 制作和安装预应力筋

（1）预应力筋需要保持平直、顺直，并且需要做好对油渍和锈斑的去除，并做好防腐处理；先在钢筋拉杆上涂上一层冷底子油，以此来起到环氧防腐的作用，等到完成干燥后，将环氧玻璃钢涂抹一圈，等到固化完成后，再按照两层厚度来缠绕聚乙烯塑料薄膜；钢绞线如果在自由端，就需要做好对其的保护，可以套上聚丙烯套。需要做防腐处理的锚杆部分为非锚固段和锚头，并且，需要对永久性和临时性锚杆进行两次防腐处理和简单防腐处理[4]。

（2）如果将油脂涂抹在了钢绞线上，就需要仔细的做好对固定端的清理，以此来使锚固体能够保持黏结性；在完成除锈后，放入钻孔的速度需要尽可能快，并对其进行灌浆，以此来使其能够免于生锈。

（3）锚杆具有2φ25主筋钢筋，锚杆钢筋表面需要保持清洁、完整。在下料时需要按照尺寸来进行。在安放锚杆体前，需要做好保护工作，以此来避免锚出现腐蚀以及变形等问题。

（4）在制作和安放锚杆时，船型对中架的安放间距为2m，如此能够对中锚杆；孔内的锚杆需要与注浆管一同放入，管端与孔底的间距为50~100mm，需要按照钻孔倾角来放入杆体，在完成安放后，需要保证杆体不会脱离钻孔中心[5]。

（5）如果存在孔壁坍塌问题，就需要进行再次透孔和清孔，直至在锚杆中顺利送入为止。

2.3 灌浆

（1）通常来说，注浆需要用到的灰砂比、水灰比、水泥以及黄沙分别具有如下特征：1:1或1:0.5，0.4~0.6的水泥沙或纯水泥；wield32.5MPa强度的一般硅酸盐水泥以及细粉砂，水泥浆液需要具有比25MPa更大的抗压强度，塑性流动不得超过22s，使用时间在30~60min之内，并且需要拌和均匀水泥砂浆，需要保持3min以上时间的拌和。

（2）在单次常压注浆时，需要在孔底下入注浆管和杆体，在普通压力下，向孔底注入浆液，注浆和注浆管的拔出需要同步进行，等到浆液溢出孔口后，需要快速停止灌浆，并且注浆管需要拔出。在进行注浆的过程中，切勿施加过大的压力，以此来使浆液和砂浆能够保持密集，等到孔口有浆液或砂浆出现时，需要在孔内岛入水泥袋纸等，然后在注浆时需要保持0.8~2.5MPa的压力，压力保持稳定后就能够完成[6]。

（3）重复高压注浆指的就是下锚和两条注浆管的下入需要同时进行，所预埋的一条花管具有许多小孔，因此，为了封闭小孔需要采用黑胶布，在单次常压灌浆完成后需要拔出另一条。在浆体强度达到5.0MPa后，需要通过对花管的预埋来提升压力至2.5MPa以上，以此来使浆液能够扩散、挤压到孔壁附近的土体中，并相应的扩大锚固体。在完成注浆后，注浆管的冲洗需要采用清水，直到清水溢出管内为止；在完成注浆后，需要清洗干净外露的钢筋，并对其进行良好的保护。

2.4 张拉和锁定锚杆

（1）在土层中完成锚杆灌浆后，等到锚固体超过15MPa强度，并且与75%的设计强度相符时，需要张拉锚杆。

（2）在开始张拉锚杆之前，需要按照10%~20%来设计拉力，并预张拉1~2次锚杆。

（3）在张拉锚杆时需要借助跳张法，也就是按照1或2为间隔进行张拉，以此来保证相邻锚杆能够免于受到张拉的影响，尽可能的减少张拉相邻锚杆所消耗的预应力。

（4）在进行张拉的同时，需要按照要求来加载各级荷载力，在张拉期间对机械的操控及数据的记录和观测，需要由专业的人员进行，并且需要采用曲线图来描述锚杆荷载变化，并将此作为锚杆质量的判断依据；在进行张拉的过程中，首次需要按照20%的设计值来进行张拉，以此来保证各部件接触的紧密性，第二次需要按照设计值来进行张拉，如果在5~10min后没有出现变化，并且拉杆没有出现明显的预应力穿件时，就可能对锚杆进行锁定[7]。

（5）想要使张拉值能够保持正常，并发挥预应力的作用，保证混凝土板面能够免于出现裂缝，就需要按照110%的设计值来控制张拉值，以此来使夹片在锁定时的回缩力能够保持正常，使张拉锁定后能够具有与设计值基本一致的有效应力。

（6）在锁定锚杆后，如果预应力出现了明显的降低，就需要做好张拉补偿，然而其数据必须与基坑监测值相等。如果锚定结构为多排，那么锚杆的拉力补偿需要在最大压力侧向图周边进行，而锚杆所处的其余部位，只要具有与规范要求相符的基坑变形即可，可以免去张拉补偿环节。锚杆在经过再次张拉后，能够尽可能保证锚杆应力的完整，基本能够实现对设计要求的满足[8]。

3 结语

在施工阶段所应用的深基坑支护不仅需要具有安全的结构，能够在地下室开展安全顺利的施工，保证周边环境的安全等，并且还需要尽可能减少施工给周边带来的影响，保护地下环境，减少工程造价等。