浅谈城市水利工程中预应力锚索式地连墙施工

田四海 胡修林

一、工程概况

北门桥控制工程地处江苏省淮安市北门桥处的里运河上，工程施工时须进行深基坑开挖，基坑周边多为居民小区，西南侧小区建有1幢11层高层建筑和多幢多层建筑，基坑支护结构安全等级为1级。闸塘基坑开挖深度达12.6m，受地形限制，无法向两侧放坡。施工过程中要大幅度降低闸塘基坑的地下水，基坑降水必然引起四周地下水骤降，可能引起现有周边居民楼不均匀沉降，楼房开裂。为保证基坑开挖和邻近建筑的安全，采用双排钢筋混凝土地下连续墙结构在南侧截渗和支护，采用单排钢筋混凝土锚杆式地下连续墙结构在北侧截渗和支护。

二、地下连续墙施工技术

该工程地下连续墙位于重粉质砂壤土夹薄层粉质壤土上，成槽的过程中非常容易出现坍塌，存在严重安全隐患。成槽之前采取单轴搅拌桩加固临水侧土体，这样对工程进度和施工安全起到一定的保证作用。

1.导墙施工

地下连续墙施工前，应先进行导墙施工，导墙的质量情况对地下连续墙的标高以及轴线具有直接影响。导墙对于引导成槽机械、槽内泥浆的液位、上部土体稳定性的围护、防塌等发挥着非常重大的作用，所以导墙施工过程中，必须严格按照设计图纸及规范要求施工，确保导墙施工质量。

2.泥浆固壁施工

该工程按配合比试验将膨润土、分散剂、增粘剂和水制配成泥浆，泥浆的黏度和比重两个指标必须达到相关规程规范要求。

在泥浆制配、循环过程中应做好泥浆质量控制，经常检测泥浆性能指标，以满足成槽过程中对泥浆质量的要求。对不符合质量要求的泥浆及时进行净化处理并加料调配成合格泥浆储存备用。泥浆性能控制指标见表1。

3.成槽的具体施工

当导墙中充满泥浆时，即可进行挖土成槽，边挖槽边向槽内注入护壁泥浆，并始终保持泥浆液面略低于导墙顶面。

槽段开挖结束后，对槽底进行清渣，吸渣泵离孔底30cm。清渣从槽段的一头往另一头移动进行，每次移动35～50cm，每个位置停留3min，让槽底的沉渣从出浆管中排出。

表1 泥浆性能控制指标表

表2 锚索的锚固力与垫板尺寸表

4.钢筋笼制作及吊装

（1）整幅吊起钢筋笼入槽，对于钢筋笼的强度和刚度要做好考虑，吊点位置借助25mm的圆钢做好加固，在转角槽段增加8号槽钢做好支撑，每4m增设一根。为保证钢筋笼吊装过程中安全稳定，施工中增加4道钢筋型号为φ32的剪刀撑钢筋固定钢筋笼。

（2）吊放钢筋笼，用履带120t和50t吊车，分别起吊顶部和中部，主钩吊顶部，副钩吊中部。

5.安装注浆管

当钢筋笼安置完毕后，即可在钢筋笼预留导管位置处设浇筑导管。导管内径为250mm（450mm厚的墙浇筑导管内径为200mm），采用螺纹扣连接，导管连接处增加橡胶垫圈，以保证导管连接严密，不漏水，不漏浆。开始浇注时导管底端距离槽底应控制在30～50cm左右。

6.灌注混凝土

墙体混凝土采用混凝土汽车泵输送浇筑，严格控制混凝土配合比及入槽坍落度。开始浇筑时，导管底端距槽底不得大于0.5m，浇筑过程中导管埋入混凝土中2～4m，混凝土顶面的上升速度不应小于2m/h。混凝土灌注过程中，应常测混凝土顶面高度，计算出导管埋入混凝土深度，其埋管深度超过6m时必须拆卸导管。混凝土灌注结束后，将导管缓缓拔出并清洗干净。

三、预应力锚索施工技术

预应力锚索采用拉力集中型粘结式预应力锚索体系，锚索由锚固段、自由段和紧固头三部分构成，紧固头由腰梁或围檩、钢垫板和锚具组成。锚索长度包括锚固段、自由段、张拉段三部分。

1.施工准备

包括调试机械，测放钻孔孔位，安装钻机，钻机定位，岗前交底、培训以及锚索埋件的安放等工作。

2.钻孔、成孔

钻孔过程中用钻孔测斜仪控制钻孔方向，孔深必须大于设计尺寸，钻进一定深度后，将钻具提离孔底，待钻渣排出后再继续钻进，钻到设计深度后，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。

3.锚索制作及安装

（1）锚索的组装

锚索选用低松弛预应力钢绞线，每根锚索由3～5束7φ5钢绞线组成。钢绞线严格按设计尺寸下料，每股长度误差不大于50mm。将自由段与锚固段分别作出标记，在锚固段范围内的锚索每隔1m穿一个架线环，两架线环之间扎一道箍筋环。自由段的钢绞线放入塑料管内并涂黄油，在锚固端头部安好导向帽后，平顺放好待用。

（2）锚索的安放

锚索放入钻孔之前，先确认锚索与孔位一致，将注浆管与锚索绑在一起一同放入钻孔中，注浆管底口距孔底50cm左右；注浆管1（常压注浆管）底口用黑胶布封住，注浆管2（高压注浆管）底口封堵严密，锚固段做成花管（孔眼φ6～8，间距0.5m）孔眼用黑胶布封口。

4.注浆

锚索安放后，用注浆管1进行一次常压注浆，注浆材料采用水泥砂浆，水泥采用425号普通硅酸盐水泥。待一次注浆体初凝后，立即用注浆管2进行二次高压注浆，注浆材料采用纯水泥浆（水灰比为0.45～0.5）。

5.垫板

锚索用垫板的材料一般为普通钢板，外形为方形，其尺寸大小和厚度应由锚固力的大小确定，为了确保垫板平面与锚索的轴线垂直和提高垫墩的承载力，一般使用与钻孔直径相匹配的钢管焊接成套筒垫板，垫板的几何尺寸见表2。

6.锚索张拉

张拉锁定是预应力锚固的关键工序，当锚固体强度满足要求后分级进行张拉，分级应力分别为设计应力的10%、20%、100%、105%，每级持荷 5min，并记录钢绞线的伸长量，检测指标合格后及时进行锁定。

施工过程中对锚索张拉的质量采用控制张拉力和伸长量双项指标控制，张拉锁定经验收合格后，将张拉段多余束体切除。

四、实施效果评价

施工结束后，立即安排专业测量人员进行水平位移观测，观测频率为前期密后期疏，前期2天观测1次，半个月后5天观测1次，待水平位移量相对稳定后半个月观测1次，把前1个月水平偏移量作为观测重点，共观测10次，累计偏移量0.8mm，至工程结束时，累计偏移量0.9mm，基本无偏移。同时，委托淮河流域水工程质量检测中心对地下连续墙的质量进行了检测，采用声波透射法共检测6处，15个断面，检测结果无明显异常。采用探地雷达法对地下连续墙154m进行检测，检测结果地下连续墙均匀性和连续性较好。综合声波透射法及探地雷达法检测结果分析，地下连续墙墙体无明显质量缺陷■