淺談預應力錨桿支護施工工藝

　　預應力錨桿—排樁支護是近年來興起的一種新型的支擋結構，它充分利用了樁錨支護結構的各自優點，使支護結構受力合理、施工方便、安全可靠而且相對價格較低，并且支護結構產生的位移和地表沉降較小，因此特別適用于施工場地狹窄、環境復雜的大型深基坑工程。
　　
　　1 預應力錨桿邊坡支護技術
　　1.1 概述
　　預應力錨桿支護技術是一種用錨固的方法來增加巖土穩定性或結構穩定性的一種支護措施，它的主要構成部件有錨頭、預應力筋和錨固體。其作用機理是先對可能滑動或已滑動的邊坡進行鉆孔，將錨桿的一端固定在底層深處穩定的巖土中，另一端與工程構筑物相連，整個錨桿作為受拉構件分為自由段和錨固段。自由段的功能是對錨桿施加預應力；錨固段的功能是增大與巖土層的粘結摩擦力，增大其承壓，將預應力傳至巖土深處。預應力錨桿邊坡支護技術的作用機理是利用錨桿的回彈力（即預應力）來壓緊巖土體，增大邊坡的抗剪強度，繼而達到維持巖土體或支擋結構穩定性的最終目的。
　　1.2 預應力錨桿參數的選取
　　在深基坑支護中，必須根據錨桿承受的拉力來計算和確定錨桿的材料、桿直徑、錨固段長度等，從而選取科學合理的預應力錨桿參數。預應力錨桿材料可選用高強度的鋼絲、鋼筋或鋼鉸線，選取原則是必須符合設計要求強度。當預應力較小或錨桿長度較短時，預應力鋼筋可用Ⅱ級或Ⅲ級鋼筋。
　　1.3 預應力錨桿邊坡支護技術的特點
　　預應力錨桿支護技術是利用張拉力來固定，與非預應力錨桿有
　　著不同的力學性質，存在著以下特點：
　　①安裝錨桿支護后使巖土體處在三軸應力的狀態，及時提供支護的抗力。
　　②施工工序較非預應力錨桿、土釘墻的復雜，但總體上比較經濟便捷。
　　③施工中的張拉工序必須檢測錨桿的承載力質量，檢測合格的才能使用。
　　④控制結構變形的能力較強，支護效果好。
　　⑤施加一定密度的預應力錨桿后能在地層中形成一片壓縮區，確保巖土體的穩定。

　　2 預應力錨桿邊坡支護技術的施工要點
　　2.1 設計方面
　　2.1.1 選材方面應注意的問題
　　①一般小直徑預應力錨桿選用II級鋼筋，大直徑預應力錨桿選用精軋螺紋鋼筋，當錨桿較短或者預應力較小時，也可選用HRB400型鋼筋；②水泥選材是要特別注意，禁止選用高鋁水泥，可根據工程情況選用普通硅酸鹽水泥或者抗硫酸鹽水泥；③細骨料宜選用砂粒粒徑＜2mm的中細砂；④禁止使用污水或者PH＜4的酸性水來拌合水泥；⑤選擇塑料套管材料時要充分考慮其強度是否達到要求，確保其在施工作業中完好無損，同時還要考慮其抗水性及化學穩定性，使塑料套管材料不與水泥砂漿和防腐劑發生反應；⑥禁止使用木質材料的隔離架，一般選用塑料、鋼鐵或其他不危害桿體的材料制作隔離架。

　　2.1.2 錨桿及錨頭的質量要求及其防腐設計
　　錨桿質量必須滿足相關標準，如：錨桿在其使用壽命期間內應保持一定的耐久性、化學穩定性和防水性，能夠抵抗一定的溫度變化及張拉力的影響，使其不開裂、變脆，同還要采取措施保證錨桿不與相鄰材料發生不良反應。

　　2.1.3 布置錨桿時應注意的問題
　　布置錨桿時應避開松軟砂土、有機質土和淤泥質土；前后排錨桿間的垂直間距要≥2m，水平間距要≥1.5m；錨桿的傾斜角度應控制在10°-30°；錨桿的預加力易受及支護結構變形地層條件的影響，在布置錨過程中要充分考慮這兩個因素，其預加力值需要經過修正，一般取0.7左右倍的軸向受拉承載力設計值。
　　2.2 鉆孔
　　錨桿支護打孔時可能會導致巖土體的水土流失，因此鉆孔可采取壓水鉆進成孔法，鉆孔時一次完成鉆進、出渣、固壁、清孔等一系列工序，這樣可以有效防止塌孔。主要應注意以下幾點：①保證鉆孔時能不斷供水沖洗（水壓宜在0.15MPa~0.3MPa之間），注意保持孔口的水位。
　　②在實際鉆孔施工中孔的深度應超過設計的0.5m左右，從而保證注漿時底部無沉渣。
　　③為了防止鉆孔過程中出現塌孔或管涌事故，在砂層內設置巖芯鋼管材質的護壁套管來封閉流沙。
　　④鉆孔完成后應用有壓力的水沖刷留在鉆孔中的土屑，直至清水流出。同時應注意及時驗收成孔，以進行下一步工序。
　　⑤應提前備齊必要的事故打撈工具，一旦孔內發生事故，可以盡快處理。
　　2.3注漿
　　①拌漿：為了改善純水泥漿和純水泥砂漿收縮量較大的缺點，一次灌漿材料可采用水灰比為0.4~0.45的水泥砂漿摻入10%的膨脹劑。二次灌漿材料則采用水灰比為0.45~0.5的純水泥漿。為了防止注漿管被堵塞，保證注漿順利的進行，砂子應選擇過篩的細砂。
　　②一次灌漿：用壓力為0.3～0.5MPa的壓力進行加壓灌漿，孔口溢漿時停止。
　　③二次灌漿：一次灌漿后錨固體的強度達到5MPa左右后進行二次灌漿，灌漿時用2.5～5.0MPa的壓力，從而對一次灌注的漿液進行擠壓，迫使體積膨脹，增大錨桿與土層之間的摩擦，達到預應力錨桿支護的要求。
　　2.4張拉鎖定
　　在錨固體的強度達到15MPa以上時才允許進行張拉作業，在張拉前應先施加1/10左右的錨拉力，使得各個部件接觸緊密和桿體處于平直狀態。孔口承壓墊座必須牢靠，承壓面應與孔的軸線垂直。張拉鎖定時應按設計要求張拉至設計值，持續一刻鐘后卸荷至鎖定荷載進行鎖定。如果出現明顯的預應力損失應進行補償張拉。
　　3總結
　　基坑支護工程是科學性和實用性相結合的施工技術，變形設計的控制論有待發展和完善，施工控制和管理是制約基坑支護結果的重要因素，在施工過程中一定要重視質量控制，嚴格按照設計要求和國家規范標準進行施工。基坑支護的變形監測是非常重要的輔助手段，是保證基坑及周邊環境安全與穩定的重要手段。在施工組織管理中應切實做好基坑的觀測工作。