关于高层建筑土层锚杆施工技术的探讨

焦来峰 李业飞

摘要：高层建筑土层锚杆施工技术的关键就是锚杆施工质量的高低，实施锚杆工程前，应将安全技术对施工人员进行交底，一旦在施工时碰到与地质资料不符的情况，要马上反映上去。所以具体情况具体分析，要特别关注施工中的细节，在施工过程中技术要随时改进，使支护工程的质量及安全得以保证。本文对高层建筑土层锚杆施工技术进行了探讨。

关键词：高层建筑；土层锚杆；施工技术

土层锚杆的运用最重要的是要决定好它的适用范围，不仅能满足使用功能要求，也能给建设单位节约大笔工程造价。在工程中也发生过许多事故：比如锚杆在施加预应力时即被拉出，施工 过程发生坍塌锚杆外露，后期使用时发现锚杆产生过大变形等，所以在今后的工程中，我们还需总结更多的技术和施工经验， 将风险减到最小，防止造成重大的安全事故，带来巨大的经济损失。

一、土层锚杆的基本构造

锚头、锚头垫座、支护结构、钻孔、防护套管、拉索、锚固体、锚底板等是锚固支护结构的土层锚杆组成。土层锚杆的长度受锚固长度、非锚固长度、锚固段长度影响。根据土层锚杆的不同构造可以分为如下几类： 第一类： 灌浆锚杆； 第二类：高压灌浆锚杆； 第三类：预应力锚杆；第四类：拉孔锚杆； 第五类： 重复灌浆锚杆； 第六类：可回收锚筋锚杆。

二、锚杆的设计

在进行锚杆设计的时候，需要从以下六个方面考虑：

1.分析主要因素。从锚杆的使用、锚固体的长度、锚固体的横截面、水泥砂浆的强度、钢筋的级别等角度出发，综合、全面的考虑。

2.锚杆的布置。因为锚杆层数、锚杆间距和锚杆倾角等可能会影响锚杆的设计，因此需要重点考虑。

3.保证锚杆围护结构的安全。在施工的时候，严格按照相关的土层锚杆设计图纸与施工规范，保证安全施工。

4.确定锚杆长度。需要指出的是锚杆的长度应包括锚固长度、非锚固长度、锚固段长度三者。

5.计算锚杆杆件。锚杆杆件的计算包括两个方面： 钢绞线的计算和粗钢筋的计算。

6.利用锚杆围护检验锚杆设计的安全性。这一步骤主要包括锚杆围护结构整体稳定性检验和深部破裂面稳定性检验。值得一提的是，这一过程是工程设计施工中最重要的步骤，只有通过了安全性检测的锚杆设计才能应用进具体的工程施工。

三、高层建筑土层锚杆的施工技术

1.钻孔

钻孔阶段需要注意四个问题： 第一，选择钻孔机械； 第二，选择钻孔方法； 第三，扩孔； 第四，保证土层锚杆钻孔特点达到设计要求。

在选择钻孔机械的时候，一定要根据实际情况，从土质、钻孔深度和地下水等角度全面的分析问题，选择最适宜的钻孔机械。冲击式钻孔机、旋转式钻孔机、旋转冲击式钻孔机是最常见的三种钻孔机械，工作原理不同； 由于钻孔工艺会对土层锚杆的承载能力、施工效率和整个支护工程的成本等产生影响，因此在选择钻孔方法的时候也需要特别的注意； 机械、爆炸、水力、压浆是常见的四种扩孔方法，在扩孔的时候一定要对土质以及土层的密度进行考虑，防止盲目施工造成锚杆孔壁开裂、掉块，甚至坍塌； 想要实现土层锚杆钻孔达到设计要求需要保证孔壁平直，还要保证孔壁不坍陷、不松动，以保证钢拉杆安放和土层锚杆的承载能力。除此之外，还需要注意，在钻孔的过程中不得使用膨润土循环泥浆护壁。

2.安放拉杆

钢管、粗钢筋、钢丝束和钢绞线是架设土层锚杆拉杆时最常采用的材料。拉杆材料的选择需要结合土质、土层锚杆的承载力等因素，全面的考虑。当所需要的承载力较小时，最常采用的材料是粗钢筋； 当所需要的承载力较大时，最常采用的材料是钢绞线。

2.1钢筋拉杆。钢筋拉杆是由一根或数根粗钢筋组合而成的。土层锚杆的长度通常都超过10m，有些可以达到30m，甚至超越30m。需要注意的是拉杆应安置在钻孔的中心，除了要避免自由段产生大挠度，还要防止钻孔插人时搅动土壁。在安置的时候还可以设置定位器、撑筋环等以增加拉杆与锚固体的握裹力。

2.2钢丝束拉杆。钢丝束拉杆由于柔性很好，所以方便施工沉放，但需要注意的是在施工过程中，钢丝束拉杆应与灌浆管绑扎一起沉放，否则会影响灌浆管的放置。值得一提的是钢丝束拉杆的锚固段也需要使用定位器，一般为撑筋环。

钢丝束拉杆的锚头作用是保证钢丝均匀受力，按照预应力结构锚具选用，最常用的是徽头锚具。值得一提的是沉放钢丝束要对准钻孔中心，防止倾斜插入会破坏孔壁，坍孔或堵塞灌浆管等现象发生。

2.3钢绞线拉杆。钢绞线拉杆用于承载能力大的土层锚杆。与钢管等材料相比，钢绞线拉杆的柔性更好，也更容易实现钻孔的沉放，现阶段在国外的应用更为广泛。为了增加与锚固体砂浆的固结性，在使用的时候需要仔细清除锚固段钢绞线表面附着的油脂。对自由段的钢绞线要进行相应的措施防止腐蚀，最常采用的方法是套以聚丙烯防护套。在进行锚杆体安放的时候，注浆管需要和锚杆一同放人孔内，应特别注意锚杆体的物力形状，避免杆体扭曲、压弯。一般情况下，管端距孔底为80mm 左右，在保证杆体处于钻孔中心的同时还要保证杆体放人与钻孔倾角一致；在放置的过程中一旦发生孔塌现象，就需要清孔、透孔，保证锚杆顺利送入。

3.灌浆

灌浆是土层锚杆施工过程中重要的工序。灌浆的浆液为水泥砂浆或水泥净浆。首先是材料准备，优先选用425号普通硅酸盐水泥，标号不得低于325号；采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2.5， 含水率控制在5%～7 %，含泥量不得大于2 %；采用强度较高的碎石或卵石，抗压强度大于50MPa，粒径不宜大于15mm；选用符合要求的外加剂；灰砂比为1：1～1：0.5，砂率宜为4 5 %-5 5 %，水灰比宜为0.4～0.5。

灌浆的方法分为一次灌浆和二次灌浆。一次灌浆只用一根注浆管，一般采用Φ30mm的胶皮管，一端与压浆泵相连，另一端与拉杆同时送入钻孔内，距孔底50cm 即可。在确定钻孔内的浆液是否灌满时，可根据从孔口流出来的浆液浓度与搅拌的浆液浓度是否相同来判断。对于压力灌浆锚杆，待浆液流出孔口时，将孔口用黏土封堵 ，严密捣实，再用 2MPa ～4Mpa的压力进行补灌，稳压数分钟后再停止。二次灌浆法适用于压力灌浆锚杆， 要用两根注浆管， 其管端距离锚杆末端 5 0cm左右， 管端出口需用胶布塞住，以防止土进入管中。

4.张拉与锁定

灌注完成后，须养护7d ～8d，当砂浆的强度能达到70%～ 80 %时，才可以进行张拉。另外只能对有预应力要求的锚杆才能进行张拉。张拉应力一般为设计锚固力的 7 5 %-8 0 %。

（1）张拉宜采用“跳张法，即隔二拉一 。

（2）锚杆正式张拉前，应取设计拉力的10%～20%， 對锚杆预张拉1次～2次，使各部位接触紧密。

（3）正式张拉应分级加载，每级加载后维持3mm，并记录伸长值，直到设计锚固力的 8 0 %；最后一级荷载应维持 5 mi n ，并记录伸长值。

（4）锚杆预应力没有明显损失时，可锁住锚杆；如果锁定后发现有明显应力损失， 应重新进行张拉。

综上所述，在很多的建筑施工中，进行深基坑施工是非常重要的组成部分，深基坑施工是为了更好的保证整个工程的稳定性和安全性。土层锚杆施工技术也是非常常用的施工技术，在施工过程中对整个工程的综合效益和施工质量也有很大影响。

参考文献：

[1]赵向华，郭立红.浅谈土层锚杆施工技术[J].技术与市场. 2011（06）.

[2]唐瞻浩，唐唯一.土层锚杆变形计算探讨[J].岩土工程界. 2007（09）.

[3]王晓东，张虎元，吕擎峰，张艳军.土层锚杆加固技术发展现状及展望[J].西部探矿工程. 2009（03）.

[4]李田生.对土层锚杆检测的探讨[J].山西建筑. 2009（19）.