探讨深基坑支护工程中双向支座锁定预应力锚索的应用
摘要：我国建筑工程施工规模以及施工单位的数量在不断变化，为了能够紧跟现代化施工建设趋势，建筑工程就要结合实际施工状况，正确应用深基坑支护施工技术。然而在在现实工作中，深基坑土方开挖施工难度大，安全系数要求高。本文从深基坑支护工程中预应力锚索施工的施工方法和工艺流程入手，结合包头市立体综合交通枢纽项目中的实际案例，针对如何有助于该工艺在深基坑支护工程中的应用和推广进行了深入讨论。
关键词：深基坑 预应力锚索 锚固段扩大头 双向支座锁定 1.工程概述 1.1 工程概况
包头市立体综合交通枢纽工程位于西河东路以东，嘎腊木路以西，东河区二里半机场航站楼以北，南海路以南区域。该项目基坑工程包括交通中心、预留配套地铁一期和机场高速路下立交三个部分，基坑采用明挖顺筑法施工。先进行围护结构、止水帷幕、地基加固和工程桩的施工，待其完成并达到设计要求强度后，进行土方开挖。
其中位于主基坑的交通中心1区，长约217m,宽约109m。交通中心2区长约217m,宽约78m。平均开挖深度13.75m。地铁工程开挖最深处达到17.31m。土方开挖将近100万m3。 1.2 基坑支护设计方案
本工程地下水位高，开挖深度大，施工难点多。基坑支护方案设计为外部止水三轴水泥搅拌桩，内部挡土围护灌注桩，侧面采用预应力锚索支护。本文主要概述预应力锚索施工。位于主基坑的交通中心外侧设置双排灌注桩，桩顶设置冠梁。锚索采用新工艺，结构形式设置为一桩一锚。锚索采用强度1860级的
Фs15.2钢绞线，6根一组。锚索间距1600mm，倾角10度，自由段长度6m，从上往下设置4道，上面三道间距3m,锚索总长28m。第四道间距2.5m，锚索总长28m。桩体两侧锚索孔中的钢绞线用双向支座、锚具、夹片锁定，将锚索拉拔力通过双向支座传递至围护桩桩身。采用一桩一锚支护结构形式，替代了传统的腰梁。小巧的双向支座对比传统的工字钢腰梁，从安全、经济、环保、便捷等多方面凸显出了新型工艺的优势，同时也节省了工期。锚索结构详图见图1-1。一桩一锚锁定见图1-2。
图1-1 锚索结构详图 图1-2 一桩一锚锁定示意图
2.高压旋喷锚索施工工艺 2.1 钢绞线制作
①锚索采用高强度低松弛预应力钢绞线，先把整卷的钢绞线用钢架管固定好，然后拆开放线，下料长度为29.5m(外部预留出1.5m,方便张拉)。
②将钢绞线穿过锚固盘，每根钢绞线前端与配套螺帽焊接牢固，保证在穿锚钻进过程中不会脱开。锚头焊接要对称。
③钢绞线6m自由段套装塑料波纹管，用扎丝绑扎好，防止钻进过程中套管滑出。
④钢绞线锚固段每隔2m，安装一道锚盘支架。制作好的钢绞线用钢管支架架起，平直摆放。锚盘支架见图2-1。
锚盘支架实物图 钢绞线及套管实物图 2.2 带锚钻进施工工艺流程
测量放线→钻机就位对中→引孔→低压带锚钻进至锚固段顶部→旋喷注浆至设计锚固段底部→必要时底部复喷→二次注浆→孔口2.5m范围内旋喷注浆封孔→移至下一机位→锚固体强度试验合格→安装双向支座、锚具→钢铰线一次张拉→钢绞线二次张拉→锁定荷载
2.3 锚索施工工艺及技术要求 ①测量放线：
根据施工图纸和设计要求，测量人员将孔位准确测放在围护灌注桩桩间土上。用红色自喷漆标记。 ②钻机就位对中：
移动高压旋喷钻机至施工孔位点，调整机身，保证横平竖直以及钻杆倾角，检查确定无误后方开始钻进。 ③引孔：
由于围护灌注桩是两排，以防外侧围护桩在施工时出现塌孔、大肚子情况导致穿锚无法钻进，所以先引孔12m至二排桩外面。 ④低压带锚钻进：
在钻头上安装好带有钢铰线的锚固盘，通过引孔开始下沉钻进。钻头注水低压钻进，水压力控制在5Mpa左右。由于钢绞线较长、较重，钻进速度要慢。如遇到塌孔，要拔出清孔后再次钻进。现场技术员要做好施工记录，注意观察孔内情况。直至钻头下沉至设计锚固段顶部深度。
⑤水泥浆液制备：根据设计要求，水灰比控制在0.5～０.55。采用高速搅拌机制浆，搅拌时间不小于30S。如果配好的水泥浆长时间不使用，超过4h则废弃处理。
⑥旋喷注浆：钻头下至设计锚固段顶部，水泥浆制备后台开始用高压泵送入符合要求的高压浆液（水灰比0.5～0.55），压力一般控制在25～30Mpa。计算好钻杆内浆液流速，待水泥浆液到达喷嘴后，开始喷射作业，直至设计的桩底深度。依据图纸设计，锚索孔底锚固段扩大头旋喷部位旋喷孔径500mm,长度不小于5m，其余锚固段孔径不小于400mm。注浆及拔管过程中注浆管口应始终埋入注浆液面内。由于锚索穿透围护桩外侧2m处的三轴水泥搅拌止水帷幕，为防止地下水渗漏，孔口2.5m要进行封孔旋喷注浆作业。现场技术人员必须时刻注意检查注浆流量、压力，做好现场施工记录，转速、下沉速度、注浆流量要严格按照图纸设计要求执行。
图2-2 锚头构造
⑦锚索成型7天后做固结体强度试验，试验合格方可进行张拉。双向支座及锚具、夹片安装时要清理干净围护桩上面的杂土，紧贴桩身并安装在桩体正中的位置，相邻两侧钢绞线穿过双向支座上预留的孔，采用锚具、夹片进行锁定。锚
头构造见图2-2。 锚头构造实物图 2.4 锚索张拉与锁定
锚索的张拉与锁定施工要求：
①张拉前，需要对液压千斤顶及配套压力表进行标定。 ②防止临近锚索相互影响，锚索张拉采用隔一拉一。
④锚索正式张拉前，取10%～20%的设计张拉应力，预张拉1～2次，使钢绞线与锚具接触紧密，钢绞线完全平直。
⑤第一次锁定时，锁定于同一双向支座的钢绞线应对称锁定；单根钢绞线锁定力按其设计强度值的0.8倍施加（15.2mm钢绞线锁定力等于
194kN*0.8=155kN）；第二次锁定时，对安装在相邻的两个双向支座上的同一根锚索的钢绞线进行对称锁定，锁定值取锚索轴向拉力标准值的0.85倍。 2.5 预应力锚索施工技术要求
①围护灌注桩施工时测量放线以及施工工程必须严格控制，保证桩位偏差和桩体质量符合规范要求。
②钻机就位准确，保证倾斜角度。
③围护桩桩头及桩间土按照图纸设计要求剔凿干净，桩间采用C20细石混凝土填实，桩外侧挂网喷砼。
2.6 预应力锚索施工常见问题及其处理措施
①钢绞线带进过程中卡住，进退两难，无法达到设计长度要求。联系设计，重新补位施工。
②钢绞线安放应注意：尺寸质量要严格检查，在基坑内要架起，避免粘上尘土，影响钢绞线和水泥浆的握裹力。
④张拉过程中发现千斤顶与钢绞线接触位置处钢绞线散开，千斤顶张拉力不均匀，及时保养千斤顶。
⑤锚索出现锚头松动、锚具失效时，应及时进行修复并对其重新进行张拉锁定。
2.7 试验及监控措施
①锚索施工完成后按比例抽样要做抗拔承载力试验
锚索检测试验应在锚固体强度达到80％设计强度后进行，图纸设计的锚索预应力锁定值为600KN，最大试验荷载不小于1000KN。
②本工程实施信息化施工，基坑监测方面针对锚索预应力的监测由第三方监测单位完成。锚索的内力监测采用在锚具与双向支座中间安置应变计，监测单位派人每天监测应力数据。实时整理和反馈数据分析结果。一旦发现预应力损失严重，立即分析原因，及时采取补偿张拉等措施，保证施工质量。 锚索抗拔承载力试验 预应力监测应力计 致谢
本人在写作论文过程中，得到了很多领导及同事的支持和帮助，参考了相关单位、专家、学者的论著，借此致以衷心的感谢。
由于本人水平有限，文中难免存在疏漏，敬请各位同仁批评指正。
参考文献
【1】韩凤霞，田树玉，杨晓鹏；一种桩锚连接的新方法—双向支座法；岩土工程技术；2015年第1期
【2】田树玉等；双向支座锁定支护桩锚索工法；2015年
【3】张；旋喷锚索桩技术在基坑支护工程中的应用；《城市建设理论研究》；2012年第6期
【4】《建筑基坑支护技术规程》（JGJ-2012）
【5】《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
