锚杆施工技术在深基坑工程中的应用分析

孔祥赞

【摘 要】本文结合笔者对土层锚杆施工的有关经验与规律，对锚杆施工的稳钻，成孔，拉杆制作及防腐，注浆，张拉锁定等施工要点进行了分析与总结，谨供大家作参考之用。

【关键词】土层锚杆；成孔；拉杆；灌浆；张拉锁定

0.前言

深基坑支护是近十年来涉及的施工难题，是地下建筑工程施工中十分重要的工序，土层锚杆支护是解决深基坑支护施工难题安全、经济的方法，它的施工质量优劣直接影响到工程的施工质量、施工进度以及相邻建筑物的保护程度。本文主要就锚杆施工时的稳钻、成孔、拉杆制作及防腐、注浆、张拉锁定等施工工艺进行了阐述。

1.稳钻及成孔

钻机移至设计点位后，将钻机调至设计倾角，对准点位，并对倾角和稳点情况进行检查直到符合设计为止。锚杆的成孔工艺，直接影响土层锚杆的承载力，施工效率和整个支护工程的造价。按成孔方法的不同，可分为干作业法和湿作业法，湿作业法即为压水钻进法，可把成孔过程中的钻进、出渣、清孔等工序一次完成。可防止塌孔：不留残土，能适用于各种软硬土层，水压力控制在0.15-0.30Mpa。注水应保持连续，始终保持孔口水位，到达设计深度后，应彻底清孔，直到流出清水为止。

2.拉杆的制安和防腐

2.1拉杆的制作

2.1.1钢筋拉杆

用变形钢筋制作锚拉杆时，首先要除锈，有时为了承受荷载需要采用的拉杆是两根以上组成的钢筋束时，应将所需长度的拉杆点焊成束，间隔2-3m点焊一点，为了使拉杆钢筋能放置在钻孔的中心以便于插入，以及为了保证拉杆有足够厚度的水泥浆保护层，在拉杆下部焊船形支架，或在拉杆表面上设定位器，间隔1.5-2.0m一个（非锚固段4m一个），同时为了插入钻孔时不至于从孔壁带入大量土体到孔底，可在拉杆尾端放置圆形锚靴。

2.1.2钢绞线和钢丝束拉杆

拉杆也可用钢绞线和钢丝束构成，是在工地工棚里现场装配，因此，首先要决定锚索的总长，并将各钢束切断至该长度，由于锚索通常涂油脂和包装物保护的形式送到现场，为此，钢束切断后应清除有效锚固段的防护层，并用溶剂或蒸气清除防护油脂，如果锚索是由若干根钢丝束构成，则必须沿锚索长度使用和安装可靠的间隔块以使各钢丝束来保持平行，间隔块间距2-4m，这些间隔块必须是坚固耐用的，使用的材料能经受住装卸和安装就位时的强度，并能保证对锚索钢材无有害的影响。

2.2拉杆的防腐

钻孔内的锚固段锚杆用水泥砂浆保护，自由段及钻孔外的锚杆要另做防腐和隔离处理。对于锚杆防腐应从以下几方面考虑：

⑴对临时支护结构，设置锚杆时，应尽可能避免锚杆处于干湿交替环境。若无法避免时，对水流采取有效措施，疏、排、堵、引等。

⑵材料选用上，应优先选用质量可靠的钢材和硅酸盐水泥，避免使用含卤离子的早强剂或其它填加剂。

⑶施工中注意锚杆对中，控制水灰比和浆液浓度，注浆连续，均匀，密实，尽可能采用二次灌浆或在浆液中添加适量的减水剂，提高锚固体的密实性和抗渗性。

锚杆的防腐方法很多，国内目前常用的多是在钢筋表面涂防锈底漆（可采用富锌漆或船底漆）并用两层沥青玻璃布或三层塑料布包扎并扎紧，或在外套上塑料管，在与锚固端接触部位将塑料管密封，一般均能起到良好的防锈效果。

2.3安放拉杆

一般情况下，拉杆钢筋与灌浆管应同时插入到钻孔底部，尤其对于土层锚杆要求在钻孔到达孔底，退出钻杆后，立即将拉杆插入孔内，以免塌孔，插入时要将拉杆有支架的一面向下，若钻孔使用套管，则在插入拉杆灌浆后，再将套管拔出。对长锚杆或锚索负载量较大时，要用起重设备，起吊的高度与锚杆钻孔的倾斜角度有关，目的是能顺着钻孔的斜度将拉杆送入孔内，避免由于人工搬运，插入等引起锚索的弯曲。

3.灌浆及其工艺

3.1砂浆的配制

为了砂浆能在灌浆管中流动，亦采用灰砂比l：1或1：0.5（重量比），水灰比0.4-0.5的砂浆。砂宜选用中砂并过筛，水泥宜采用硅酸盐水泥，为避免堵塞压浆泵，砂浆需经过滤网再注入压浆泵，也可直接使用纯水泥浆灌注的锚杆，水灰比约为0.45。拌合良好的砂浆需具有高可泵送性，低泌浆性，且凝固时只有少量或没有膨胀，使浆液达到足够的强度。

3.2灌浆及工艺

3.2.1灌浆

如采用粗变形钢筋作为拉杆，一般灌浆时采用一根Φ30mm左右钢管（或胶皮管）作导管，一端与压浆泵连接，另一端用细钢丝捆扎在锚杆钢筋头上并同时送入钻孔内，距孔底应预留约50-100mm的空隙，自孔底向外灌注，随着砂浆的灌入，应逐步将灌浆管向外拔出至孔口，但灌浆管口必须低于浆液面，这样的灌浆法可使孔内的水和空气挤出孔外，以保证灌浆质量。

灌浆应注意下列几点：

搅拌过的浆液需按其配合比，直接均匀地充填到锚固段；必须保证锚固体连续密实；在浆液硬化之前，不能承受外力或由外力引起的锚体移动。

3.2.2灌浆方法

灌浆方法有一次灌浆和重复灌浆方法。为了增大锚固于土中锚杆承载力，可分两个阶段向根部灌注砂浆，二次灌浆的方法是在灌浆的锚固体内留有一根灌浆管，在初凝24h后，再一次灌浆，使原生的锚固体在压力灌浆下产生裂缝并用浆液充填，这样在土中形成径向应力，由于裂缝内充填了砂浆，使锚固体获得粗糙表面，在很大程度上提高了锚杆根部与土之间的粘结力。

3.2.3扩孔锚杆及工艺

在松软地层中为了增大锚杆的抗拔能力，还可以采用扩孔的方法。机械式扩孔比较多的是扩张式刀具，如UAC锚杆扩孔，施工时在拉杆的后端装有一辅助设施，从地面钻到预定的深度时，通过机械方法将端部装置张开，该扩孔装置能同时凿出两个扩孔锥，重复多次可多达8个扩孔锥。

4.张拉锁定

灌浆后的锚杆养护7-8d后，砂浆的强度能够达到70-80%的最终强度，用液压千斤顶张拉固定。对于作为开挖支护的锚杆，一般施加设计承载力的50-100%的初期张拉力，初期张拉力并非越大越好，因为，当实际荷载较小时，张拉力作为反向荷载可能过大而对结构不利。初期张拉力取决于所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度，而张拉力的松弛原因来自：钢材的松弛；结构物的变形（混凝土的蠕变及干缩）；地基变形。

5.腰梁安装

腰梁是传力结构，将锚头的轴拉力传到桩上，分成水平力及垂直力，腰梁设计要充分考虑支护结构特点、材料、锚杆倾斜角、锚杆的垂直力以及结构形式。腰梁的加工安装要保证承压面在一条直线上，才能使梁受力均匀，桩施工过程中，各桩偏差大，不可能在同一平面上，必须在腰梁安装中予以调整，方法是：在现场测量桩的偏差，在现场加工异形台座进行调整，使腰梁承压在同一平面上，对锚杆点也同样进行标高实测，用腰梁的两根工字钢间距进行调整。腰梁安装采用直接安装法，把工字钢按设计要求放置在挡土桩上，用枕木垫平，然后焊缀板组成箱梁，其特点是安装方便省事。

6.结论

综上所述，通过对土层锚杆施工的有关经验与规律进行分析，得出以下结论：

⑴成孔应根据不同的土质条件、地下水条件、钻孔机械等情况进行综合确定成孔工艺，对易成孔的粘土，采用干作业法成孔。对于砂类土及地下水位较高时，采用湿作业法或采用套管护壁，湿作业可采用泥浆或水泥浆护壁。

⑵锚杆初始张拉力并非越大越好，应根据所用拉杆的材料松弛性能，支护结构的变形及土层情况确定。

⑶土体开挖对临近建筑物，地下管道及设施均产生不同程度的影响。对需要保护的建筑物及设施，由于地质条件，施工条件等外界因素的复杂性，很难从理论上预测其影响，工程中实施施工监测，可以及时发现险情，及时采取措施，防患于未然。