预应力土层锚杆在深基坑支护施工中的应用

张华敏

摘要：随着城市建设的迅速发展，预应力土层锚杆技术是一种高效、经济的岩土体加固技术，已在建筑的深基坑工程中得到广泛应用。深基坑支护施工除了要求必须满足自身结构的安全、保证地下室施工安全顺利进行、确保周边环境与建筑物、道路管线的安全外，同时还必须实现施工对周边的环境影响最少，降低地下污染、降低造价的目的。而预应力土层锚杆技术，其不仅可以决定支挡结构的稳定性，而且还能有效控制基坑变形，在深基坑支护中起着相当重要的作用。

关键词：预应力土层锚杆；深基坑支护；施工；应用

1、引言

预应力土层锚杆技术是一种高效、经济的岩土体加固技术，在当前建筑物的地基施工和各种地下建筑工程中被广泛的应用。目前，随着城市建设的迅速发展，城市用地越来越紧张，人们为了在施工的过程中充分的利用空间资源，高层建筑和地下建筑空间已成为当前施工关注的重点。基坑也越来越大，越来越深发展为基坑在施工中支护质量和施工安全结构的影响不断扩大。因此在基坑施工之中不但要满足结构自身的质量安全，更是要确保施工中施工人员安全以及施工顺利进行，降低对周围环节和各个环节造成的污染。预应力土层锚杆技术，其不仅可决定支挡结构的稳定性，更是能够在基坑施工中有效的改变和控制基坑的各种变形缺陷，为基坑施工质量的提高有着不可忽视的作用和方式。

2、预应力锚杆的作用

预应力锚杆主要采用钢绞线作为锚杆的预应力筋，而且这种材料有着较好的收缩力和较强的强度，给深基坑工程的支护有着极强的稳定性，使得深基坑工程可以正常的进行，因此预应力锚杆的作用主要是由两个方面进行表现的，一方面就是在对其施加预应力是可以很好的实现荷载的平衡，这主要是因为在进行预应力作用的时候，主要是通过锚杆两端的作用力，而达到的一种相对平衡的现象，而且荷载的平衡条件是要根据预应力的大小、锚杆的形态变化等方面进行分析要求的，而且我们也可以通过对这些数据进行分析和计算，来确认支护结构是否处于一个稳定的阶段；另一方面则是预应力锚杆可以使得土层地基和锚杆设备一体化，从而起到一定的加固作用，这主要因为在通过施加预应力时，对土层的自由段处进行施压，从而是的原有的土压力发生一定的变化，从而阻碍了土层的滑落，市防雷土层中存在的压力，对土体的变形进行了有效的控制，起到了一定的加固作用。使得地基的稳定性得以增强。

3、预应力锚杆的施工应用

3.1钻孔

1）钻孔时，钻杆应垂直于岩面或层理面；在钻进过程中应合理掌握钻进参数和钻进速度，防止出现埋钻、卡钻等各种孔内事故。

2）钻孔结束后，应用弯头钢管通入高压风吹净孔中石屑及细小石块，利于浆液与岩壁充分接触，并检查孔深，孔深宜超过锚杆长度设计长度500mm。

3.2预应力筋的制作与安装

1）预应力筋应平直、顺直、除油除锈，并作防腐处理；对钢筋拉杆，先涂一层环氧防腐漆冷底子油，待干燥后，在涂一层环氧玻璃钢，待其固化后，再缠绕两层聚乙烯塑料薄膜；对自由段的钢绞线，要套聚丙烯防护套。对锚杆的非锚固段及锚头部分，要作防腐处理；永久性锚杆应作双层防腐处理；临时性锚杆应用沥青作简单防腐处理。

2）钢绞线如涂有油脂，在固定段要仔细加以清理，以免影响与锚固体的粘结；除锈后要尽快放入钻孔并灌浆，以免再生锈。

3）锚杆主筋为2ф25钢筋，锚杆钢筋表面不应有污物或其它有害物质，并按尺寸下料。锚杆体在安放前应妥善保护，以免杆体腐蚀、扭曲或弯曲。

4）锚杆体制作及安放时，应按每2m安放船形对中架，以保证锚杆对中；注浆管宜随锚杆一同放入孔内，管端距孔底为50-100mm，杆体放入角度与钻孔倾角保持一致，安好后使杆体始终处于钻孔中心。

5）若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。

3.3灌浆

1）注浆一般采用1：1或1：0.5的灰砂比，水灰比为0.4～0.6的水泥砂浆或纯水泥浆；水泥宜使用强度wield32.5MPa的普通硅酸盐水泥，黄砂为粉细砂；水泥浆液的抗压强度要大于25MPa，塑性流动时间要在22s以下，可用时间应为30～60min；水泥砂浆应拌合均匀，拌合时间不少于3min。

2）一次常压注浆是指将注浆管连同杆体一起下入孔底，在常压（0.4MPa-0.6MPa）下，浆液由孔底注入，边注浆边拔出注浆管，待孔口溢出浆液后即停止灌浆，拔出注浆管。注浆时，压力不宜过大，以免吹散浆液和砂浆，待浆液或砂浆回流到孔口时，用水泥袋纸等捣入孔内，再用湿粘土将孔口快速密封，再以0.8～2.5MPa的压力进行注浆，稳压数分钟后即可完成。

3）二次高压注浆是指在下锚的同时下入两条注浆管，一条为带有许多小孔的预埋花管，并用黑胶布将小孔封闭，另一条在进行完一次常压灌浆后被拔出。待浆体达到5.0MPa强度后，再通过预埋花管用大于2.5MPa的高压进行劈裂注浆，使浆液向孔壁周围土体扩散、挤压，锚固体相应扩大。注浆结束后，应用清水冲洗注浆管，直至管内流出清水为止；注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净，并保护好。

3.4锚杆张拉与锁定

1）土层锚杆灌浆后，待锚固体强度大于15MPa并达到设计强度的75%时，进行锚杆张拉。

2）锚杆正式张拉前，要取设计拉力的10%～20%，并对锚杆预张拉l～2次。

3）锚杆张拉采用跳张法，即隔一或隔二张拉，以避免张拉对相邻锚杆的影响，尽量减少相邻锚杆张拉引起的预应力损失。

4）张拉过程中要求定时分级加荷载进行，张拉时由专人操纵机械、记录和观测数据，并随时画出锚杆荷载――变位曲线图，作为判断锚杆质量的依据；张拉时，第一次张拉应达到设计值的20%，使各部位紧密接触，第二次张拉至设计值，稳定5-10min后，当拉杆预应力没有明显衰减时，即可锁定锚杆。

5）为避免张拉值过小，预应力作用发挥不出来，或是张拉值过大，预应力受伤，导致混凝土面板产生裂缝，则张拉值应控制在设计值的110%左右，以考虑锁定时夹片回缩力损失，张拉锁定的有效应力基本与设计值相等。

6）锚杆锁定后，若发现有明显预应力损失时，应进行补偿张拉，但必须与基坑的监测数据相配合。在多排锚定结构中，应在侧向土压力最大值附近的锚杆应进行补偿张拉，而其余部位锚杆，只要基坑变形符合规范，可不进行补偿张拉。二次张拉后的锚杆应力损失较小，基本可以满足设计要求。

4、结语

预应力土层锚杆技术在基坑支护中是利用钢筋混凝土施工过程的施工应用，充分的结合混凝土自身特性进行综合施工，提高基坑承载力，节约施工工期和施工材料，降低施工成本。更是结合社会生产技术和发展中的相关环节综合控制，使得其在施工中应用能够完善，确保建筑工程质量的良好。

參考文献：

[1]蒋曙光.预应力土层锚杆在深基坑支护中的几个问题[J]发明与创新2006（05）

[2]林丽辉.浅谈预应力土层锚杆在深基坑支护中存在的问题[J]. 装备制造. 2009（05）