可回收预应力锚索施工技术★

魏 军 张毅毅 杨 鑫

(陕西建工机械施工集团有限公司，陕西 西安 710032)

可回收预应力锚索施工技术★

魏 军 张毅毅 杨 鑫

(陕西建工机械施工集团有限公司，陕西 西安 710032)

以西安某工程为背景，设计了一种可回收预应力锚索，对其锚固原理和施工工艺进行了详细介绍。该可回收预应力锚索具有制作、回收工艺简单、适用性和可操作性强、回收率高等特点。对其应用效果进行对比分析，表明该锚索安全可靠，具有良好的经济效益和社会效益，使项目达到绿色施工的效果，并为同类工程的施工过程提供借鉴。

可回收预应力锚索，锚固原理，施工工艺，绿色施工

0 引言

锚杆(索)支护技术作为一种成熟的土体边坡加固手段，在建筑深基坑、边坡施工中得到了广泛的应用。但传统锚杆(索)都是作为永久装置一直留置在被加固土体中，这既占用大量的地下空间，增加了后续项目的施工难度，特别是现在人们对地下空间的开发利用日益增强，各大城市地铁建设和地下综合管廊的建设项目越来越多，这些遗留的锚索势必会给后续的施工带来影响，不利于城市规划建设的发展；而且形成大量的建筑垃圾，造成了资源的浪费，这与现如今的绿色施工理念相悖[1，2]。正是由于普通锚杆的这些弊端促进了可回收锚杆(索)的研发应用，近年来，在许多工程中已开始使用新型可回收锚杆(索)，这既不影响邻近地下空间的开发利用，又解决了普通锚索支护造成的地下建筑垃圾问题，回收后的锚索检测合格后还可循环使用，减少资源浪费，符合可持续发展理念，取得了良好的经济效益和社会效益[3-6]。预应力锚索可回收施工工艺，是在满足支护设计要求，确保基坑安全的前提下，对传统预应力锚索设计进行工艺优化改进，实现了钢绞线及锚具的回收及二次利用。本文基于实际工程，设计了一种可回收预应力锚索，并取得了显著的应用价值，可为同类工程的施工过程提供借鉴。

1 工程概况

恒森联合广场项目位于西安市解放路与东大街十字东北角，场地地貌单元属黄土梁洼中的洼地，地下水位埋深约10.5 m。场地接近矩形，地势平坦，东邻一栋5层小商场，北邻西安市第四医院4层验光配镜中心楼，西临解放路，与正在施工的地铁四号线护坡桩最近距离为9 m，南临东大街。基坑南北总宽46.76 m，东西总长52.68 m，开挖深度17.3 m，支护采用锚拉排桩支护方式，安全等级一级，支护结构重要系数1.1。锚索采用φS(1×7)21.6(fptk=1 860 N/mm2)的低松弛高强度无粘结钢绞线，锚索孔灌注M25水泥浆。

2 锚固原理

本工程在普通预应力锚索施工的基础上，设计制作一套孔内可锚固、释放式密闭锚具，并将预应力无粘结钢绞线放入PVC软管并与锚具绑扎，使钢绞线与灌浆料有效隔离，处于无粘结状态，然后根据设计要求进行注浆、张拉、锚固，使基坑在整个施工过程中处于安全状态，待基坑内建筑结构施工至锚索所在标高时，使用穿心式液压千斤顶对锚索单根钢绞线进行张拉，使钢绞线与孔内固定端锚具分离，达到锚索回收的目的。可回收锚索结构图如图1所示。

3 可回收锚索施工工艺

1)钢绞线下料。为确保锚索顺利回收，本工程可回收锚索采用φS(1×7)21.6(fptk=1 860 N/mm2)的低松弛高强度无粘结钢绞线。根据锚孔设计深度，钢绞线下料长度为孔深加0.8 m，每孔四束，用砂轮锯切断，不得散头，以免穿孔困难。

2)孔内锚具制作。首先将钻孔钢板与四根导线管焊接牢固，然后将钢绞线从导线管穿入，在钢板平面侧给钢绞线套入挤压套管，利用预应力钢绞线挤压机逐根进行压头固定，压力为锚索锁定值的1.3倍～1.4倍。钢绞线挤压锚固完成后，在锚固侧依次焊接封浆管、封闭板、导向帽，焊接完成后仔细检查焊缝质量，确保钢绞线锚固头处于密闭状态。本文设计的可回收锚索整个制作流程如图2所示。

3)钢绞线套管。由于钢绞线原外裹胶皮厚度薄，易破损，且与钢绞线包裹过于紧密，为提高回收率，制作过程中，需将原外裹胶皮剥离，更换为PVC软管。本工程外套PVC管径为24 mm，厚度不应小于1.5 mm。

4)锚索制作。本项目锚索采用φS(1×7)21.6(fptk=1 860 N/mm2)低松弛高强度无粘结钢绞线加工而成，安装前，确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，外套软管无挤压、无裂纹、无破损，将钢绞线外套软管套入孔内锚具导线管，用铁丝绑扎牢固，且不得少于三道，确保完整，密封良好。

5)成孔。土方开挖至锚索所在标高以下0.8 m～1 m，停止挖土，开始锚索成孔作业。锚索成孔采用锚杆钻机机械成孔，成孔过程严禁加水。钻杆与水平夹角控制在15°，并确保钻机站立牢固稳定，在造孔过程中不易出现晃动，利用测角仪在钻进过程中随时控制钻孔方向，以满足精度要求。为了确保孔深满足要求，钻孔深度应大于设计深度0.5 m。如遇地层松散、塌孔、缩孔现象，立即停钻，及时进行固壁灌浆处理,待水泥浆初凝后，重新扫孔钻进，以使钻孔完整。钻进过程中应对每个孔的地层变化、钻进状态(钻压、钻速)、地下水及其他特殊情况做好现场施工记录。

6)下放锚索。锚索下放时，应沿钻孔中心线徐徐送入孔内，中途遇阻时，可适当提动索体，调整方向再下放，如处理无效时，将索体提出孔外，重新成孔。

7)注浆。注浆是锚索施工的一道重要工序，直接决定锚索的质量，本项目锚索注浆采用二次注浆法，首次注浆压力为0.4 MPa～0.6 MPa，注浆用32.5普通硅酸盐水泥浆，水灰比0.5。首次注浆12 h后采用1 MPa～1.5 MPa的压力二次注浆，水灰比1∶1，每孔水泥用量不少于500 kg。锚索锚固体采用水泥浆整孔灌注，注浆时应从孔底由内至外灌注水泥浆，不得将灌注管拔离浆面，注浆必须饱满。

8)张拉锁定。锚索张拉必须待锚索浆体强度达到设计强度的75%后方可进行，张拉顺序为间隔张拉，以避免邻近锚索张拉时的相互影响。浆体强度达到设计强度后，采用砂轮锯切除外露的预应力钢绞线，留置长度超过外锚头800 mm以上。

9)锚索回收。锚索回收使用穿心式液压千斤顶进行，对单根钢绞线施以锚索锁定值1.5倍～1.7倍张拉力，钢绞线就会与挤压套管脱离，然后依次回收。本工程基础筏板浇筑与支护间无缝隙，经设计单位验算后锚索可根据建筑施工进度自下而上逐层依次回收。在基础筏板强度达到设计要求时开始回收，回收分三次进行，每次回收从两侧向中间间隔回收，三次回收不得在同一天进行，每一次回收后应对周边建筑、整个支护体系进行位移观测，如位移过大，应及时观察临边地面，若有异常应及时对基坑采取临时加固措施。

4 注意事项

1)钢绞线下料应用砂轮锯切断，禁止用电焊或气割随意切割下料，以防切割过程中形成焊渣影响后期回收；

2)钢绞线锚头挤压过程中，应根据规定压力施压，不得随意增大或减小压力，以免压力过大破坏挤压套筒，或压力过小在张拉时被拉脱；

3)锚索张拉时，应首先保证张拉力满足设计要求，并控制张拉力在孔内锁具摩阻力承受范围内，不得过度张拉，以免拉脱；

4)每层锚索回收均应按照回收顺序依次进行，确保应力逐步、可控释放，不得随意改变回收顺序，以免发生安全事故。单层回收应在3 d～5 d内完成，并做好施工记录；回收过程中，应加强对基坑的沉降观测频率。

5 结语

传统预应力锚索施工完成后，钢绞线无法回收，会在地下留下大量建筑垃圾，造成环境的污染及资源的浪费，并给后续项目施工造成很大障碍，严重影响城市规划建设的可持续发展。本文设计的可回收预应力锚索，制作、回收工艺简单，适用性和可操作性强，并且回收率高，在本工程中取得了显著的应用效果，对回收后的材料进行估算，本工程共节约材料费6万余元。通过对回收过程中及回收后的基坑变形观测，数据表明基坑围护桩体水平位移在设计允许的范围内。

[1] 罗来兵,童 寅,叶子剑，等.可回收锚杆在深基坑工程中的应用[J].市政技术,2016,6(34):146-149.

[2] 郭彦朋,李世民,李洪鑫.可回收锚索的发展现状及展望[J].四川建筑科学研究,2015,2(41):136-140.

[3] 李兆平,黄明利,王 建，等.地铁深基坑采用可回收锚索支护方案优化设计[J].地下空间与工程学报,2012,8(1):154-160.

[4] 孙玉宁,周鸿超,宋维宾.端锚可回收锚杆锚固段力学特征研究[J].岩石力学与工程学报,2006,25(S1):3014-3021.

[5] 盛宏光,聂德新,傅荣华.可回收式锚索试验研究[J].地质灾害与环境保护,2003,14(4):68-72.

[6] 庞有师,刘汉龙,龚医军.可回收式锚杆抗拔试验研究[J].岩土力学,2010,31(6):1813-1816.

Constructiontechnologyofrecoverableprestressedanchor★

WeiJunZhangYiyiYangXin

(SCEGCMechanizedConstructionGroupCompanyLtd,Xi’an710032,China)

The paper designed a kind of recoverable prestressed anchor based on a project in Xi’an, and introduced detailedly its anchoring principle and construction technology. The recoverable prestressed anchor has the characteristic of making and recycling simple, good applicability and operability, high recovery rate. The results indicate that the anchor is safe and reliable, and have good economic efficiency and social efficiency by anzlyzing its application effect. The use of the anchor make the project achieve the green construction effect, and provide reference for the construction process of similar projects.

recoverable prestressed anchor, anchoring principle, construction technology, green construction

1009-6825(2017)29-0071-02

2017-08-04 ★:陕西省科技统筹创新工程计划项目“西安市旧城改造超深基坑施工综合技术”(2016TZC-S-17-5)

魏 军(1973- )，男，工程师； 张毅毅(1985- )，男，工程师； 杨 鑫(1990- )，男，助理工程师

TU753.8

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