引言

 

　　随着高层建筑的大量涌现及地下空间的开发，其基础埋置深度越来越深，往往在5m及以上，为深基坑工程。深基坑工程往往具有紧(场地紧凑)、近(毗邻建构筑物及地下设施近)、深、大(规模和尺寸大)等特点。而如何保证深基坑的稳定、基坑挖土、地下室施工及基坑周边环境的安全，成为亟待解决的重要问题。在深基坑工程的支护中，运用预应力锚杆配合挡土桩墙提供与动土压力方向相反的侧压力，使支护结构更加安全可靠，已广泛应用于水利、交通及土木工程中，成为一种经济、合理、可行支护结构方案。

 

 

　　施工准备→移机就位→安钻杆校正孔位调整倾角→打开水源→钻孔→反复提内钻杆冲洗→接内套管钻杆及外套管→继续钻进→反复提内钻杆冲洗到预定深度→反复提内钻杆冲洗至孔内出清水→停水→拔内钻杆(按节拔出)→插放钢绞线束及注浆管→注浆→用拔管机拔外套管(按节拔出)，二次注浆→养护→安装腰梁→安装锚头锚具→预应力张拉→楔锁紧→锚杆施工完后挖土。

 

 

　　2.1施工准备工作

 

　　(1)材料方面。预应力锚杆杆体材料宜选用高强螺纹钢筋；水泥应采用普通硅酸盐水泥，不得使用高铝水泥；细骨料应选用粒径d＜2mm的中细砂；采用符合要求的水质，不得使用污水和pH值小于4的酸性水；塑料套管应具有足够的强度，保证其在加工和安装过程中不致损坏，具有抗水性和化学稳定性；锚杆应进行防腐处理，使其在服务年限内保持耐久性，在规定的工作温度内或张拉过程中不开裂、变脆，并与相邻材料不发生不良反应，保持化学稳定性和防水性，不对锚杆自由段的变形产生任何限制。

 

　　(2)施工作业条件。在锚杆施工前，应根据设计要求、土层条件和环境条件，合理选择施工设备、器具和工艺方法；根据设计要求和机械设备的规格、型号，平整出保证安全和足够施工的场地；认真检查原材料型号、品种、规格及锚杆各部件的质量，并检查原材料和主要技术性能是否符合设计要求；锚杆施工前，宜进行不少于3根的钻孔、注浆、张拉与锁定的试验性作业，以验证施工工艺和施工设备的适应性。

 

　　2.2施工工艺要点

 

　　2.2.1钻孔

 

　　钻孔前，根据设计要求和土层条件定出孔位并做出标记；作业面场地要平坦、坚实、有排水沟，场地宽度大于4m。钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上；钻进用的钻具，可采用普通岩芯钻探的钻头和管材系列，钻孔设备可根据土层条件选择专门锚杆钻机或地质钻机。根据土层条件可选择岩芯钻进，也可选择无岩芯钻进。为了配合跟管钻进，应配备足够数量的长度为0.5～1.0m的短套管；在钻进过程中，应精心操作，合理掌握钻进参数与速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故的发生。钻孔完毕后，用清水把孔底沉渣冲洗干净，直至孔口返出清水。

 

　　2.2.2锚杆杆体的组装与安放

 

　　为使锚杆处于钻孔中心，应在锚杆杆件上沿轴线方向每隔1.0～2.0m设置中架；锚杆钢筋应平直、顺直、除油、除锈，杆体自由段应用塑料布或塑料管包扎，与锚固体连接处用铅丝绑扎。安放锚杆杆体时，应防止杆体扭曲、压弯，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。若发现孔壁坍塌，应重新钻孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。

 

　　2.2.3注浆

 

　　注浆材料应根据设计要求确定，一般宜选用水泥：砂=1：1或1：2、水灰比为0.38～0.45的水泥砂浆或水灰比为0.40～0.45的纯水泥浆，必要时可加入一定量的外加剂或掺合料；浆液应搅拌均匀，过筛，随拌随用，浆液应在初凝前用完，注浆管路应保持畅通。常压注浆采用砂浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，再由孔底返出孔口，待孔口溢出浆液或排气管停止排气时可停止注浆；浆液硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆，注浆量不得小于计算量，其充盈系数为1.1～1.3；注浆时，宜边灌注边拔出注浆管，但管口应始终处于浆面以下，注浆时应随时活动注浆管，待浆液溢出孔口时全部拔出；拔出套管时应注意钢筋有无被带出的情况，若有则应压进去直至不带出为止，再继续拔管；注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净并保护好。

 

　　2.2.4张拉与锁定

 

　　按设计和工艺要求安装好腰梁并保证各段平直，腰梁与挡墙要紧贴密实，并安装好支承平台。锚杆张拉前至少先施加一级荷载，即1/10的锚拉力，使各部紧固伏贴和杆体完全平直，保证张拉数据准确。在锚固体与台座混凝土强度均大于15MPa时(或注浆后至少有7天的养护时间)方可进行张拉。锚杆张拉至设计轴向拉力值Nt=1.1～1.2时，土质为砂土时保持10min，为黏性土时保持15min，然后卸荷至锁定荷载锁定。锚杆锁定应采用符合技术要求的锚具；锚杆锁定后，若发现有明显的预应力损失，应进行补偿张拉。

 

　　2.2.5锚杆防腐

 

　　(1)锚固段防腐处理。一般腐蚀环境中的永久锚杆，锚固段内的杆体可采用水泥浆或砂浆封闭防腐，但杆体周围必须有20mm厚的保护层；严重腐蚀环境中的永久锚杆，锚固段内的杆体宜用纹管外套，管内孔隙用环氧树脂水泥浆或水泥砂浆充填，套管周围保护层厚度不得小于10mm。临时性锚杆锚固段杆体应采用水泥浆封闭防腐，杆体周围保护层厚度不得小于10mm。

 

　　(2)锚杆自由段防腐处理。永久性锚杆自由段内杆体表面宜涂润滑油或防腐漆，然后包裹塑料布，在塑料布面再涂润滑油或防腐漆，最后装入塑料套管中，形成双层防腐；临时性锚杆的自由段杆体可采用涂润滑油或防腐漆，再包裹塑料布等简易防腐措施。

 

　　(3)外露锚杆部分的防腐处理。永久性锚杆的外露头，必须涂以沥青等防腐材料，再采用混凝土密封，外露钢板和锚具的保护层厚度不得小于25mm；永久性锚杆采用盒具密封时，必须用润滑油填充盒具的空隙；临时性锚杆的锚头宜采用沥青防腐。

 

 

　　3.1锚杆头漏水问题及处理措施

 

　　深基坑支护中，锚杆头出现渗水现象是较常见的。渗水来源不外乎：

 

　　①基坑外地下水位较高；

 

　　②地层承压水及裂隙水。渗水通道产生的原因有：

 

　　(1)灌浆时孔口密封不严；

 

　　(2)锚杆张拉锁定时，由于注浆体、杆体与孔壁地层产生变形而出现裂隙；

 

　　(3)基坑使用过程中，由于变形发生或应力轻松等引起裂隙。

 

　　渗漏水现象严重时会影响基坑内正常施工作业，甚至可能危及周围建筑物、道路及地下管线的安全，必须采取措施进行封堵。但要彻底根治渗漏水现象，只有在基坑变形完全稳定后方能做到。一般是地下室衬墙施工时进行，堵漏方式是：凿开漏水通道，先用砂浆预埋两条注浆管引水，待砂浆具有一定强度时，再通过此两条预埋管进行压力注浆堵漏。

 

　　3.2锚杆应力松弛问题及处理措施

 

　　通过饱和软土中锚杆的松驰试验认为，引起松弛的原因为锚固体周围土体受力后土体产生流变，以及锚固体与土体的分界面在受力后产生相对的移动。对于深基坑支护中的锚杆，还有以下几方面原因可能导致应力松弛：

 

　　(1)由于自由段设计太短，使得一部分锚固段处于滑裂面内的主动区，土方开挖后产生负摩阻效应力松弛；

 

　　(2)在采用全孔注浆方式时，自由段内砂浆体在土方开挖后亦产生负摩阻力；

 

　　(3)在锚杆倾角过大时，锚杆垂直分力使锚头台座及腰梁向下产生滑移，造成应力松弛；

 

　　(4)当多排锚杆一起构成支护体系时，下层锚杆张拉锁定时，会对上层锚杆受力的情况产生影响，同一排内相邻锚杆施工时也会相互影响，引起预应力损失；

 

　　(5)锚固时，锚具滑移；

 

　　(6)钢材本向松弛；

 

　　(7)锚具夹片长期外露锈蚀。

 

　　因此，在锚杆张拉锁定时，应仔细操作，防止出现假“张拉”现象的发生。在安装锚具时，应将压板有凹槽的一面对准锚头，这样能保证千斤顶所施加的力Nt通过压板直接传至锚头及台座，而锁片只是被压紧，并未受到力，此时锚杆实际受力Nt，与所施加的力Nt(油表读数)是一致的，即Nt=Nt，。当压板装翻时，千斤顶所施加的力Nt将通过压板传给锁片、再由锁片传给锚头及台座；同时由于锁片的楔块作用，将钢绞线咬紧，钢绞线受到锁片对它的正压力P的作用而产生摩擦力F。

 

　　4结语

 

　　深基坑工程一般地质条件和周边环境条件复杂，一旦失事就会造成重大损失。因此，在深基坑支护工程的设计和施工过程中，需要做到以下几点：

 

　　(1)对工程地质条件和周边环境进行充分考察，根据周边环境的要求制定出经济合理的支护方案；

 

　　(2)基坑设计应根据基坑所在场地的工程地质报告、土工试验结果、原位标贯试验结果、土层含水量、区域地层参数的取值经验等综合选取设计参数；

 

　　(3)在分析支护结构受力和变形时，应充分考虑施工的每一阶段支护结构体系和外荷载的变化，以及施工工艺的变化、挖土次序和位置的变化、支撑和留土时间的变化等因素；

 

　　(4)基坑施工过程中应该制定完备的监测方案，并及时总结监测结果，一旦发现问题应及时反馈设计与施工，以便分析异常原因，及时提出解决方法和处理措施；

 

　　(5)由于各工程场地的地质、环境条件千差万别，在深基坑工程设计、施工的具体技术方案制定中，必须因地制宜，切不可生搬硬套。