浅析软弱地基中应用预应力锚桩施工技术

摘 要：文章首先介绍本工程地质及水文地质条件，分析基坑工程支护设计，详细分析预应力锚桩施工工艺及方法及施工难点，并提出相应的措施。

关键词：基坑；支护施工；锚索桩；施工技术

在高层建筑施工建设的过程中，保证其质量安全是核心目标，采取先进的施工技术是十分关键的。深基坑支护施工技术的应用，有效的提升了建筑的稳定性，为居民的生命财产安全提供保障。加强施工管理，提升深基坑支护施工技术水平，为高层建筑安全施工打下坚实的基础。

1 工程背景

背景工程基坑占地面积约8000m2，拟建写字楼23层，拟建酒店19层、裙楼4层。拟建地下车库地下2层，开挖深度约为10m，基坑侧壁安全等级为2级。工程场地东侧、南侧为市政道路，地下埋有燃气、自来水等市政管线，北侧紧邻高层住宅，最近处距离为23.03m，西侧为大商业的车道出入口，距离为6.93m。

2 工程地质及水文地质条件

根据勘察报告，本工程场地与支护有关的土层自上而下依次为：（1）杂填土；（2）粉土夹粉质黏土；（3）粉土夹淤泥质黏土；（4）粉土夹粉砂；（5）黏土。工程场地地下水稳定在水面下0.90～2.70m，主要受大气降水及地下径流补给。

3 基坑工程支护设计

3.1 支护结构选择

根据本工程特点，决定选用钻孔灌注桩支护，三轴搅拌桩止水，结合预应力锚索桩外锚的支护结构形式。

3.2 支护结构设计

3.2.1 挡土止水系统

采用三轴搅拌桩作为止水结构，施工速度较快、抗渗性能良好，且对现场环境污染少。

3.2.2 支护桩及工程桩

基坑东侧、南侧段采用φ1000 mm@1200 mm钻孔灌注桩加3层预应力旋喷锚索进行支护。

北侧段采用φ1100 mm@1300mm钻孔灌注桩加3层预应力旋喷锚索进行支护。

西侧段采用φ1200 mm@1400mm钻孔灌注桩加3层预应力旋喷锚索进行支护。

3.3 预应力锚索桩特点

预应力锚索桩利用特别搅拌钻头加固周边土体，在钻头上设置旋喷搅拌翼，在翼片上设长喷嘴，在搅拌过程中通过长、短喷嘴将设定压力的水泥浆液喷出，在搅拌过程中将水泥浆与土层充分混合，形成具有一定强度的搅拌旋喷注浆复合体。该桩最大设计直径可达1.50m，施工深度可达到35.00m。

4 施工难点及应对措施

4.1 施工工艺及方法

预应力锚索桩成孔时，先开挖深度按第1道锚桩标高、宽度为4.00～6.00m的沟槽工作面，成孔直径按照设计要求，锚筋施工和开挖密切配合，施工如图1所示。

图1 预应力锚索桩施工示意

预应力锚索桩施工工艺是一次性成桩的方法，即：钻进、搅拌、插筋、注浆、张拉锁定。锚桩φ500mm，水平倾角20°～25°、长度以设计图纸为准。通过钻杆中的通道，边钻进、边搅拌、边注浆，钻进同时将钢绞线及锚头结构带入设计深度，水灰比1∶0.7，泵压力值为10～18MPa，锚筋采用φ15.20mm预应力钢绞线制作。

4.2 定位及成孔

根据设计要求定出孔位，做出标记。钻机就位后，应保持平稳，导索与钻索倾角一致，并在同一轴线上。

土方开挖沟槽完成后，对标高进行测量，并拉线做好记号。钻机就位时应准确，底座应垫平。

钻进施工时，要合理掌握钻进参数，以免出现埋钻、卡钻等问题。若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚索为止。

4.3 锚筋制作及安装

锚筋采用φ15.20mm钢绞线制作，在与混凝土压顶梁结合段，采用钢绞线套PVC管方法施工，钢绞线在制作之前应检测合格。

插入锚杆时将2根注浆管与钢绞线同时放入钻孔，锚杆自由段钢绞线用塑料胶管套住，并与锚杆体扎牢，以便隔离浆液和张拉时能够自由伸长。安装时应注意使索体处于钻孔中心位置，且马上开始注浆施工。

4.4 注浆

水泥浆液应搅拌均匀、过筛，做到随搅随用并在初凝前用完。预应力锚索桩采用二次加压注P.O 42.5纯水泥浆方式，第一次为低压灌浆。施工时为防止压力扩散，须对周围一次注浆已完成注浆孔进行二次注浆。

常压注浆采用砂浆泵将浆液输送至孔底，再由孔底返出孔口，当孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆施工。为保证浆体与周围土体紧密结合，每孔至少在注浆后再补注浆一次。

4.5 腰梁施工

本工程腰梁采用2根20#工字钢，用铁板连接焊为一体，围护桩与腰梁相接处用混凝土浇筑密实，以确保腰梁紧贴竖向围护桩，锚具与腰梁之间用12cm×12cm×15cm的垫片垫于其中，锚桩锁定在圈梁、腰梁上，圈梁、腰梁与锚具之间采用钢板作为垫板，具体如图2所示。

图2 锚桩腰梁示意

4.6 张拉、锁定

当锚固体强度大于15MPa时，方可开始进行张拉作业。锚索按照设计要求留自由段，可采取外套波纹管处理。正式张拉前应取设计张拉荷载的20%预拉1～2次，正式张拉时再按设计荷载的1.05～1.10倍进行张拉，待稳定5～10min后，退至设计荷载进行锁定。张拉完成后，对自由段采用同比例的水泥浆或水泥砂浆再次注浆封闭，防止锚索收缩应力释放。

锚索张拉前应先施加一级荷载（即1/10的锚拉力），使各部紧固服帖并与索体完全平直，保证张拉数据准确。

为减小锚索锁定后的预应力损失，锚索端头作轧花处理。锚索张拉至1.10～1.20设计轴向拉力值时，土质若为砂土时保持10min，为黏性土时保持15min，然后卸荷至额定荷载进行锁定作业。

5 基坑监测

为确保基坑、临边建筑、道路及市政管线安全，在土方开挖和预应力锚索桩施工期间，根据监测方案共设置69个观测点，建立基坑位移、沉降检测体系。在基坑施工过程中，监测数据未见异常，仅东侧燃气管线最大沉降量为9.60mm，围护结构侧向位移累计沉降量为41.20mm，各项监测指标均在可控范围内，未影响到周边建筑和道路安全，达到了较好的施工效果。

6 结语

质量安全是高层建筑可持续发展建设的前提，深基坑支护施工技术的应用，对保证高层建筑的质量安全有着积极的作用。从高层建筑深基坑支护的特点出发，结合深基坑支护施工技术的要求，本工程分析基坑预应力锚索桩在深基坑支护体系中的应用。

参考文献

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[2] 郭丽.灌注桩及预应力锚索在深基坑中的应用[J].科技信息， 2012（15）.

[3] 袁守文，张良全.预应力锚索微型桩在深基坑支护中的应用[J].施工技术，2009（S1）.

[4] JGJ120-1999，建筑基坑支护技术规程[S].

作者简介：黄镜忠，身份证号码：441811196809194317。