深基坑支护中土层锚杆施工技术探析

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摘要：目前，土层锚杆技术已经在深基坑支护工程中被用于各类结构的支护，同时投入大量力量进行研究开发，施工工艺日趋完善。本文结合具体的施工与大家探讨土层锚杆的施工技术。

关键词：深基坑支护 土层锚杆 施工技术

1、前言

土层锚杆在80年代用于高层建筑深基坑支护，一般压力灌注浆较多，也有二次灌浆及压力灌浆的，锚筋从粗钢筋发展到钢绞线，从一层锚杆到深坑四层锚杆，已制定了行业规范。目前土层锚杆的应用已较普遍，并且都为预应力锚杆。

2、土层锚杆施工

2.1 施工工艺

2.1.1 锚杆施工顺序

场地须先挖土后按钻孔、插入钢筋或钢绞线、灌浆、养护、安装锚头预应力张拉、挖土的顺序施工，并循环进行第二层、三层施工。

2.1.2 工艺流程

(1)干作业：干作业的工艺流程是（按机械公司自制钻杆）：施工准备移机就位校正孔位调整角度钻孔接螺旋钻杆，继续钻孔到预定深度退螺旋钻杆插放钢筋或钢绞线插入注浆管灌水泥浆养护上腰梁及锚头（若地下连续墙或桩顶圈梁则不需腰梁）预应力张拉锁紧螺栓或楔片锚杆施工完继续挖土；

(2)湿作业：湿作业的工序中增加用水冲钻入，采用内外套管钻进并拔出，在有地下水，有卵石、岩石的情况下施工便利。其工艺流程系按Krupp公司钻机施工。

湿作业工艺流程为：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）插放钢绞线束及注桨管灌浆用拔管机拔外套管（按节拔出），二次灌浆养护安装腰梁安锚头锚具预应力张拉楔片锁紧锚杆完后挖土。

2.2 施工要点

2.2.1 施工前的准备工作

施工前除做好锚杆施工分项组织设计外，还应做好以下工作：

(1)与挖土方作业配合，使挖方作业面低于锚杆头标高50～60mm，并平整好锚杆操作范围内的场地，以便于钻孔机施工；

(2)采用湿作业施工时，要挖好排水沟、沉淀池、集水坑，准备好潜水泵．使成孔时排出的泥水通过排水沟到沉淀池，再入集水坑用水泵抽出，同时准备好钻孔用水；

(3)其他难备，包括电源、注浆机泵、注浆管钢索、腰梁、预应力张拉设备等。

2.2.2 钻孔

(1)钻孔前按设计及土层定出孔位作出标记；

(2)锚杆水平方向孔距误差不大于50mm，垂直方向孔距误差不大于100mm钻孔底部偏斜尺寸，不大于长度的3％，可用钻孔测斜仪控制钻孔方向；

(3)湿作业成孔：先启动水泵，注水钻进，并根据地质条件控制钻进速度，每节钻杆在接杆前，一定要反复冲洗外套管内的泥水，直到清水溢出。接外套管时要停止供水，把丝扣处泥砂清除干净，抹上少量黄油，要保证接的套管与原有套管在同一轴线上。钻进过程中随时注意速度。

(4)干作业成孔：要随时注意钻进速度，避免“别钻杆”，应把土充分倒出后再拔钻杆，以减少孔内虚土，方便拔杆。

2.3 多股钢绞线的锚索制作

国内常用钢绞线锚索，7Φ5及7Φ4其力学强度为：7Φ5，A＝138mm2，标准强度l470N／mm2设计强度1000N／mm2；7Φ4，A＝88mm2，标准强度1570N／mm2，设计强度l070N／mm2。钢绞线的制作是通过分割器（隔离件）组成，其距离为1.0～1.5m，一般钢绞线由3，5，7，9根成索。

2.4 灌浆

(1)灌浆材料用325号以上的水泥，水灰比0.45～0.55。如用砂浆，则配合比1:1～1:2砂粒不大于2m，砂浆仅用于一次注浆，锚固体的强度等级不宜低于M10；

(2)水泥浆或砂浆搅拌后用2.5～5.0MPa的压力泵以耐高压塑料管，将水泥浆注入钻孔内；

(3)湿作业有外套管留在孔内的，注浆后用液压拔管器拔外套管。拔外管时要保证拔管器油缸与外套管同心，如不合适，应在液压缸前用方木垫平垫实，使液压缸卡住下一节套管，保证卡住后，再慢慢开丝扣；

(4)如需在锚固段采用压力灌浆，则在外套管口戴上灌浆帽进行压力灌浆，第一节从0.3～0.5MPa，以后逐渐加大压力到2～3MPa。

2.5 预应力张拉

锚固体养护一般达到水泥砂浆强度的70％值，可以进行预应力张拉。

(1)为避免相邻锚杆张拉的应力损失，可采用“跳张法”即隔1拉1的方法；(2)正式张拉前，应取设计拉力的10％～20％，对锚杆预张1～2次，使各部位接触紧密，杆体与土层紧密，产生初剪；(3)正式张拉宜分级加载，每级加载后恒载3min记录伸长值。

2.6 腰梁设计与安装

(1)腰梁设计：腰梁是传力结构，将锚头的轴拉力传到桩上，分成水平力及垂直力。腰梁设计要充分考虑支护结构特点、材料、锚杆倾角、锚杆的垂直分力以及结构型式。一种是垂直分力较小，采用工字钢组合箱型直梁式，通过腰梁托板承受垂宣分力，制作简单，拆装方便。另一种倾角较大垂直分力大，腰梁需承受较大的复合力矩，采用直梁式无法承受，为此设计异形支承座板，其特点是组合工字钢斜梁，承受轴压力，充分发挥工字组合梁的特点。垂直分力由异形钢板承受，结构受力合理，节约钢材，加工简单。

(2)腰梁加工及安装：腰梁的加工安装要保证异形支承板承压面在一条直线上，才能使梁受力均匀。护坡桩施工过程中，各桩偏差大，不可能在同一平面上，有时甚至偏差较大，必须在腰梁安装中予以调整。方法是：在现场测量桩的偏差，在现场加工异形支撑板，进行调整，使腰梁承压面在同一平面上，对锚杆点也同样进行标高实测，找出最大偏差和平均值，用腰梁的两根工字钢间距进行调整。

直接安装法：把工字钢按设计要求放置在挡土桩上，用枕木垫平，然后焊缀板组成箱梁，其特点是安装方便省事。但后焊缀板不能通焊立缝，不易保证质量。组装成梁后整体吊装法：在现场基坑上面将梁分段组装焊接，再运到坑内整体吊装安装。

3、结语

土层锚杆技术目前已经相当成熟，但根据具体的工程状况进行改进还是有必要的，因此，在实际施工中大家要注意施工中的细节，随时改进施工技术，保证工程质量。