某医院工程深基坑预应力锚索支护施工技术

谢益庭　王士超　陈建明

摘要：本文简要介绍了跟管钻进技术在预应力锚索钻孔过程中，遇到复杂易坍塌地层的运用。在全风化花岗岩施工锚索有较高的施工难度。针对该难点，在钻进过程中同步跟进套管，将套管穿过坍塌地层，将其隔住，有利于后面的稳定地层施工与锚索安装。某医院深基坑支护工程通过运用该技术，确保了施工进度及安全，是一种适用于复杂易坍塌地层行之有效的施工工法。

关键词：深基坑支护；预应力锚索；抗滑桩；全风化花岗岩；跟管钻进技术

跟管钻进安装锚索工法是一种新型的锚索施工工艺，是采用水平定向钻机沿着锚索设计安装的位置钻进，钻进到锚索设计终端，然后将孔端岩渣用高风机清理干净，并向孔内注满水泥浆安装锚索，再次补满孔内回落水泥浆，待24小时后二次劈裂注漿，压力在2-3Mpa，加强锚索承载体与岩层粘结强度，有利用锚索制安、灌浆等技术方法，是一种适用于复杂易坍塌地层行之有效的施工工法。

本文以某医院工程的深基坑预应力锚索支护工程实例，对该工艺方法进行阐述。

1工程概况

本工程建筑东西长约149m、南北宽约127m。地下两层，地下室为筏板基础，基坑深度约9m。北侧采用永久性抗滑桩冠、腰梁预应力锚杆（索）支撑，支撑边长长度约160m。

现场地貌属残丘与冲积平原接壤地带，地势总体北高南低，开挖深度在27.2-6.23m，呈多级阶梯状。

北面边坡抗滑桩处B-C段采用1道预应力锚杆和3道预应力锚索支护，锚杆长=25000，锚固段12m，设计拉力400KN；其余三道采用4、8、8束15.2预应力锚索，长36m、23m、20m，锚固段24、15m、15m，设计拉力450KN、850KN、850KN，钻孔直径150mm。

场地地下水类型主要为上层滞水、孔隙承压水及基岩孔隙裂隙水，锚杆（索）持力层多为残积（砂质）粘性土、全风化花岗岩：泡水易软化；场内的地下水位高、工期紧、工序多，钻孔成孔时孔内有积水易塌、缩孔；清孔与锚杆（索）人孔安装因难，施工现场条件较差，场地狭窄，周边老建筑物基础埋深及综合管线、电缆井等均无明确的位置，也给施工带来难度。

2锚索施工工艺及技术措施

基坑土方开挖的施工顺序具体做法如下：

北面抗滑桩的软式泄水管与冠、腰梁位置、范围内的预应力锚标（索）结合土方工程分层、分段施工，每层待预应力锚索完成张拉锁定后，才能进行下道锚索的边坡土方作业。

2.1施工工艺流程图

施工工艺流程见图1。

2.2施工流程

2.2.1孔位定位放样

根据各工点工程平、立面图，按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±50mm。

2.2.2平台与钻机就位

钻机在作业平台上安装要保证稳固，且保证使钻头中心对准孔位中心。确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±lOOmm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。

2.2.3钻孔

本工程为水作业钻进法，钻出的泥碴用水冲刷出孔，至水流不浑浊时为止。本法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；适用于各种软硬土层，特别适于有地下水或土的含水率大及有流砂的土层，且有施工操作方便，工效高，但施工现场积水较多。施工时采取多个点平行作业。

钻进时，先启动水泵，使冲洗液（泥浆）从钻杆中心流向孔底，在一定水压力（0.15-0.30Mpa）下，水流携带钻削下来的土屑从钻杆与孔壁间的孔隙处排出。钻进时要不断供浆冲洗，始终保持孔口水位，并根据地质条件控制钻进速度，一般以300-400mm/min为宜，在钻进过程中随时注意速度，压力及钻杆的平直，待钻至规定深度后，继续用泥浆反复冲洗钻孔中的泥砂。

2.2.4制、安插钢绞线锚索

锚索拉杆按其结构构造由专人制作，要求顺直。钢绞线应清除油污、锈斑，每根钢绞线的下料长度误差不应大于50mm。预应力锚索安装时，由工人将加工好的锚索从堆放区抬运至工作面平台，再送至锚索区人孔。推送锚索时用力要均匀一致，应防止在推送过程中损坏锚索配件。注浆管宜随锚索一同放入钻孔。锚索放入孔内应与钻孔角度保持一致。在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安装。内锚段灌浆在锚索入孔后即可进行，自由段灌浆则在锚索张拉锁定后进行，浆液选用水灰比0.5的纯水泥浆。向下倾斜的钻孔内注浆时，注浆管的出浆口应插入距孔底300-500mm处，浆液自下而上连续灌注，且确保从孔内顺利排水、排气。注浆管应能在一小时内完成单根锚索的连续注浆。注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完。采用二注浆对锚固体的二次高压注浆，应在一次常压注浆形成的水泥结石体强度达到5MPa后进行。止浆密封装置的注浆应待孔口溢出浆液后进行，注浆压力不宜低于2MPa。

2.2.5清孔

在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2-0.4MPa）将孔内沉渣及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。孔内不得有塌陷和松动，完全清除孔内沉渣。成孔时不能使用膨润土作循环泥浆护壁，以免在孔壁上形成泥皮而难以清除。

2.2.6注浆

注浆采用3SNS系列注浆泵，搅拌采用灰浆搅拌机进行。浆液要搅拌均匀，随绞随用，并在初凝前用完。严防石块等杂物混入浆液。

2.2.7砼腰梁施工

把腰梁位置坡面清理干净，人工绑扎钢筋后支牢模板，并在锚索位置套上2.5inPVC管；采用分段浇筑砼，浇筑时振捣要均匀、密实，保证浇筑质量。

2.2.8锚杆张拉锁定

当混凝土强度达到设计强度的80%后，方可进行预应力筋张拉：

张拉前应进行试张拉，即对各种长度类型预应力筋各取一組筋（3根）按如下张拉程序张拉至设计张拉力。试张拉时，量取实际伸长值并计算实际摩擦损失，然后推算预应力筋理论伸长值，作为正式张拉的控制依据。张拉分6级2次进行，即按设计值的15%、30%、45%、60%、75%、90%进行张拉，每级张拉观测稳定时间为5-10min，其中前5级为一次张拉，一次张拉完毕5天后进行二次张拉，二次张拉至90%时，观测稳定10min后，回油至75%观测10min稳定后锁定。张拉千斤顶的轴线必须与锚索轴线一致，锚环、夹片和锚索体张拉部分不得有泥砂、锈蚀层或其它污物。

2.2.9施工效果

本工程基坑支护工程，地层破碎、掉块、易坍塌，十分复杂，采用跟管技术，在钻进过程中同步跟进套管，将套管穿过坍塌地层，将其隔住，有利于后面的稳定地层施工与锚索安装。采用该方法后每天可以完成1-2个孔，这样大大提高了工效，减少了成本，节约了时间。通过该工地施工可以证明，跟管技术对于易坍塌的复杂地层施工是行之有效，可以在类似该地质条件的基坑锚固工程中普遍采用。