可回收型预应力锚索施工监理管控要点与实践

2020-07-28上海市工程建设咨询监理有限公司上海200433

建设监理 2020年4期

龚瑜（上海市工程建设咨询监理有限公司，上海 200433）

0 引言

预应力锚索与排桩组合形成的桩锚支护体系，被广泛应用于基坑工程中。随着城市开发的不断发展，预应力锚索也越来越多地被应用于城市开发项目中，但其在支护功能失效后无法回收或回收率不高，易形成地下障碍物，造成对城市地下环境的污染，致使其应用受到了限制。随着预应力锚索可回收技术的不断发展，预应力锚索越来越受到广泛关注，并在应用实践中越来越体现出其良好的经济效益和社会效益。

可回收型锚索属于压力型锚索，其构造与普通锚索大致相同，一般分为外锚段、自由段、锚固段。锚固段传统的施工工艺一般采用压力注浆，但因成孔质量差、注浆不饱满等而造成锚固力不足等问题。近几年来，高压旋喷预应力锚索的发展弥补了这方面的缺陷。

高压旋喷预应力锚索是一种将大直径水泥土桩体与传统锚索相结合而成的新型锚索结构。利用旋喷钻机按一定角度在土体中成孔、喷射水泥浆，充分搅拌形成桩体，同时利用钻机钻头将加筋体（钢绞线）带入桩体中，施加预应力后形成高压旋喷预应力锚索。

本文通过杭州之门深基坑工程的实践应用，对采用高压旋喷工艺的可回收型预应力锚索的施工工艺和施工质量管控要点进行了介绍和分析，旨在为同类项目的实施提供借鉴。

1 工程概况

杭州之门项目位于杭州市萧山区，东侧接杭州国际博览中心，南临奔竞大道。项目总用地面积 77 572 m2，总建筑面积 513 226 m2，地下建筑面积 153 772 m2，地上建筑面积 359 454 m2。由 2 栋对称双塔结构和单体裙房组成，地下 3 层，地上 63 层，建筑高度 302.6 m。

基坑平面呈梯形，长约 300 m，短边宽约 180 m，长边宽约 250 m，开挖深度为 14.8 m～17.6 m，基坑周长 1 045 m，基坑面积 61 250 m2。

围护体系为：基坑周边围护体采用单排（局部双排）钻孔灌注桩及单排（局部双排）三轴搅拌桩止水帷幕。

支撑体系为：4 个角部设置 3 道钢筋混凝土支撑，其余范围采用排桩加 4 道可回收预应力锚索支护。

预应力锚索主筋为 4-15.2 钢绞线，钢绞采用 1×7-15.20-1860。钢绞线长度为 20～28 m，基坑开挖面设置 4道锚索，在角撑范围施工不少于 2 根锚索，预应力锚索总数约为 800 根，共计 17 500 延长米。

2 施工工艺

锚索的施工顺序为：测量、放线定位→钻孔至设计深度→安装钢绞线→高压旋喷扩孔注浆→养护→施工围檩梁→待围檩梁混凝土强度达到龄期，锚索预应力张拉→锚头锁定→基坑具备拆撑条件，拆除回收锚索。

2.1 锚索的制作及安装

锚索主筋由 4-15.2 钢绞线组成。4 根钢绞线分别锚固于 4 个内锚头上，再由 4 个内锚头组成 2 个承载头。钢绞线外套 Ф20PE 管，用于隔离钢绞线与水泥砂浆。

主筋制作完成后的实际长度为设计长度加 0.8 m，其中0.8 m 留于梁外，用于张拉锁定。锚索主筋长度误差不得大于 1%。装配完成的四索主筋承载头部分，如图 1 所示。

图 1 装配完成的四索主筋承载头部分

2.2 造孔下锚

采用 MXL-135D 钻机造孔，造孔直径为 150 mm，按施工图要求调整钻机回转头轴线的水平夹角。用三翼钻头开孔，穿过围护桩，造孔钻进采用清水循环冲洗排渣，造孔深度大于锚杆设计长度 0.5 m，造孔至锚索预定深度后退出钻杆。将旋喷钻杆与锚索主筋一起下入孔内，下入锚索主筋时要控制好主筋的外留长度，外留主筋控制在压顶梁或腰梁外侧 0.7～0.9 m，不得过长或过短。

2.3 水泥浆的制备

注浆用水泥采用 42.5 普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为 0.8:1。搅拌水泥浆时，先加水，然后加水泥，每次水泥浆搅拌时间不得少于 2 min，水泥浆应进行充分搅拌，随拌随用，一次拌料应在初凝前用完。旋喷用水泥浆须仔细过滤，保证进入高压泵的水泥浆无大于喷嘴直径的粗颗粒。

2.4 旋喷扩孔

造孔下锚至设计深度后开始旋喷扩孔，高压射流在钻孔内回转切割土体，扩大钻孔直径，固化后形成锚固体。旋喷扩孔采用水泥浆作为射流介质，射流压力根据锚固段不同部位控制在 8～15 MPa 之间。锚索主筋及旋喷管下到预定深度后，将旋喷管上提 200 mm 开泵旋喷。初始旋喷泵压控制在 15 MPa 左右，回转速度为 20 r/min，于原位不提杆旋喷 2 min。在原位旋喷 2 min 后，降低射流压力至 10 MPa 左右，保持 20 r/min 的回转速度，以0.33 m/min 左右的速度上提旋喷钻杆 2.0 m。上提 2.0 m旋喷钻杆后，保持 10 MPa 射流压力，以 20 r/min 的回转速度、1.0 m/min 左右的速度上提 3.0 m 旋喷钻杆。保持 20 r/min 回转速度和 10 MPa 射流压力，以 3.0 m/min速度上提旋喷钻杆，至锚固段终止，结束旋喷。

2.5 预应力张拉

预应力张拉在锚索旋喷注浆施工完成 10 d 后进行，采用 80 t 千斤顶和高压油泵施加荷载。张拉分三级进行，第一级张拉至设计预应力拉力的 20% 左右，第二级张拉至设计预应力拉力的 100%，第三级超张拉至设计拉力的120%。用钢直尺测量各级拉力下的锚头位移读数，并以第一级拉力对应的锚头位移读数为零计算出各级拉力下锚头的位移值。在加载到第四级超张拉到 120% 荷载后，持荷观察 5 min，确定锚头无可见位移后卸去千斤顶荷载，锁定锚头。

2.6 锚索回收

2.6.1 锚索回收条件

（1）沿锚索轴线方向具有 1.0 m 以上的空间，沿锚索径向具有一个人进行操作的空间。

（2）锚索使用时抗拔力未曾破坏。

（3）土方开挖时注意保护好钢绞线，主筋钢绞线外露端长度不小于 0.8 m，且外露钢绞线完好。

2.6.2 回收拆除时机

一般情况下，在地下室施工完成、基坑周边土方回填到接近锚头 0.5 m 左右时，可以对预应力锚索主筋进行拆除。

对于地下室外墙距锚头位置空间狭小的部位，应采取措施在地下室外墙施工前拆除锚索主筋，以免因空间距离不足造成无法拆除。

2.6.3 回收拆除步骤

（1）用千斤顶对锚索主筋进行张拉，使得锚索主筋与锚具经张拉后被拉出 15 mm～25 mm，然后卸去锚具上的夹片。

（2）向右转动锚索主筋，使挤压套上外螺纹与承载头上内螺纹啮合，并使主筋与承载头脱离承压。

（3）再用千斤顶对主筋进行张拉，使承裁头内挤压套与钢绞线分离。

（4）拔出钢绞线，完成拆除。

3 锚索施工质量监控要点

3.1 锚索施工和验收的规范依据

目前锚杆（索）施工主要适用的行业规范有 JGJ 120－2012《建筑基坑支护技术规程》和 JGJ/T 282—2012《高压旋喷射扩大头锚杆技术规程》。浙江省针对锚杆施工在 DB33/T 1096－2014《浙江省建筑基坑技术规程》中也作了相应的规定。施工质量验收规范主要依据 GB 50202－2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》的第七章第十一节内容，对锚杆的施工质量验收内容和标准进行了明确规定。

3.2 检验批的划分

根据 GB 50300－2013《建筑工程施工质量验收统一标准》的划分标准，锚杆属于地基与基础分部基坑支护子分部锚杆分项工程，检验批一般以每天施工锚杆数量作为一个检验批。

3.3 检测检验的规范要求

锚杆实验分为基本试验和检测试验，基本试验主要针对一、二级基坑，软弱土层或地质条件复杂的基坑应在施工前进行试打和检测，并根据试验结果确定设计参数和施工工艺。基本试验的锚杆数量不应少于 3 根，且试验锚杆的材料尺寸及施工工艺与工程锚杆应相同。检测试验根据验收规范要求，在锚杆施工后满足龄期条件后进行抗拔承载力检验，检验数量不少于锚杆总数的 5%，且同一土层中的锚杆检验数量不应少于 3 根。