深基坑支护预应力锚索同步施工技术分析

析

摘要：新时期我国建设工程规模大、功能多，其中，建设了诸多深基坑支护项目，取得了较好的实践成果。由于支护结构体系的形式具有多元化特征，应用时可以采用不同的组合方式形成适用性强、功能较好的施工方案。因而，本文以此为出发点，选取深基坑支护预应力锚索同步施工技术分析作为研究题目，在说明某工程概况的条件下，分别从锚索设计与施工工艺应用两个层面，对其进行了具体讨论。

关键词：深基坑；支护；预应力锚索；施工技术

在深基坑项目施工中，“支护桩+预应力锚索”的比较优势相对突出。一方面，该施工技术操作简单、投入成本低、适用范围广，受到市场的青睐。另一方面，该施工技术克服了常规锚索工艺限定条件多、施工流程多、施工时间长、锚固力效用不大等缺陷，有利于提升锚索施工项目质量与施工效率。因此，在深基坑支护预应力锚索同步施工技术中（包括钻进、跟锚、注浆扩大头锚固施工技术等），通常会选择桩锚支护形式，扩增施工效用等。

1、工程概况 1.1概况

以某市国际文化中心土方开挖及基坑支护工程项目为例，该工程东西向、南北向长度分别为101.6米、283.9米，开挖深度在22.8米到27.3米范围以内，基坑底周长为727.0米。由于该项目工程量较大，总工期为610天。因而，将项目划分成为了四个区域。其中，A区与C区选择桩锚支护，设计支护桩时采用了桩径为900毫米的旋挖灌注桩。B区与D区选择了内支撑支护。

1.2地质条件

在项目立项后开展了详细的岩土工程勘察，从勘察报告获取的数据看，在该项目施工区域中的地貌单元属于黄土梁洼的洼场。通过对场地土进行采样分析，发现从下到上，主要包括了中砂、中更新统冲洪积粉质粘土、上更新统风积黄土与残积古土壤、第四系全新统杂土与素填土。从水文条件看，地下水为孔隙潜水类型，处于平水期水位：（1）标高：在402.040米到403.720米范围之内；（2）埋深：在11.4米到13.60米之间；（3）水位年变幅：在1.0米到2.0米范围。

2、深基坑支护预应力锚索同步施工技术分析 2.1锚索设计

锚索项目中，第1排设置常规锚索，其余均采用深基坑支护预应力锚索同步施工技术。锚索的制作采用钢绞线。规格数据如下：（1）数量：7根；（2）直径：15.2毫米；（3）成孔直径：150毫米（自由段）、450毫米（扩大头锚固段）；（4）成孔角度：15度；（5）锚固力设计值：1280千牛；（6）抗拔力设计值：1305千牛。在锚设计剖面图中，由下到上分别按照粉质黏土——粉质黏土——粉土——古土壤——黄土——填土的顺序进行标注，并对应的设置了普通锚与旋喷锚索。基底标高为-27.300米、嵌固段10.3米，护坡桩桩径为900毫米、长度为36.5米。

2.2施工工艺 2.2.1工艺原理

从工艺原理看，主要是以常规锚索施工为基础，对其中的成孔、锚索安放、注浆工序进行了整合，将原来分步骤操作转变成了“三合一”同步操作。具体如下：（1）以高压旋喷锚固钻机为准，通过其中自带的无翼钻头进行钻进。其中，将固定预应力锚索圆盘钢垫板与垫板推环，设置在钻杆前端位置。这样，可以一次性实现旋喷、钻进、下锚。（2）操作中前端战争头喷嘴可以在钻进与下锚的同时，喷射清水并对土体进行旋喷切割，直至达到预定的钻孔深度停止钻进。（3）回退操作时，则按照反转钻杆的方式，选择高压喷射水泥浆方案完成退出操作。其中，最主要的环节是孔径锚固段扩大头的设计及应用。所以，在实际的应用中需要同步应用三项技术。

2.2.2同步施工技术

首先，钻具整体结构从前到后由钻头——圆盘钢垫板——平面轴承——垫板顶推环节——钻杆构成。钻进同步跟锚以钻具构成要素为准，由钻杆向钻头方向进行依次顶推。在注浆扩大头形成方面，在高压旋喷注清水钻时的压力控制，以试验时的值为准，结合经验值校正后，确定压力值为15兆帕。达到设计孔深钻进度停止钻时，并按照钻时同样的方法，确定退钻时的高压注浆压力值，本项目中控制在25兆帕到30兆帕之间。

其次，同步施工时的工艺流程主要包括：（1）钻机就位；（2）在制作预应力锚索、完成钻具安装后，用高压旋喷清水同步跟锚方法进行开孔；（3）逐渐连接钻杆，并用高压旋喷水清水钻进至设计孔深位置；（4）配制好水泥浆后，反方向逐节卸钻杆并完成退钻至自由段改换常规压注水泥浆；（5）完全退出钻标停止注浆施工；（6）张拉钻定。

2.2.3操作要点

首先，需要对场地进行严格平整、压实、开挖集水沟，并做好各项准备工作后进行反复测试，确定测试结果满足施工技术应用要求后开始进行钻进施工。

其次，制作锚索十分关键，一方面要求对设计图纸进行严格检验，选择适用的切割机对锚索进行截断切割，要求预留长钢绞线值达到800毫米，为后续的张拉做好准备。其次，需要选择电弧焊工艺，完成穿过圆盘钢垫板焊接固定螺帽工作。本项目中选择了502型焊条，将焊接电流控制在160安到200安范围之内。

第三，在高压旋喷清水同步跟锚开孔作业时，需要按部就班安装组合钻具，并确保钻头、钻杆、顶推珍环节形成一个独立完整的体系。对于带锚索的圆盘钢垫板与平面轴承之间的关系处理，也需要从独立体系角度进行控制，并使其留置在孔内。

第四，钻进至设计孔深的过程中，要做好对变频注浆泵加压后的控制，其中包括水压、转速、钻进速度、水流量各项因素的控制。本项目中的转速控制在每分钟20转、钻进速度控制在每分钟0.3米、水流量控制在每分钟30升到60升。

需要注意的是，在钻进中，一旦发生平面轴承故障导致的锚索缠绕钻杆现象，则应该立即停止钻进，并对故障进行分析。通常需要退出钻具与更换平面轴承后再进行钻进。

第五，在退钻时，反转退钻要求逐节退钻杆，并在关闭清水后使用水泥浆。需要注意是在退钻高压旋喷水泥浆时需要同步的做好高压变频泵的压力控制，一般需要加压5兆帕到10兆帕。

第六，本项目在水泥浆配制中：（1）原料：Ｐ·Ｏ 42.5早强型普通硅酸盐水泥；（2）水灰比：1：0.7；（3）搅拌：以大于30s的高速搅拌为准。（4）为了预防水泥浆中的杂物堵塞喷嘴，需要采用过筛处理方法等。

结束语

总之，在深基坑支护施工项目中，常规锚索的施工效用相对较低。因而，通常会选择施工速度快、锚固效果强、投入成本较低、实施效果评价较高的深基坑支护预应力同锚索同步放工技术。通过以上初步分析可以看出，在上述工程项目中锚索设计与施工情况的结合紧密，施工原理十分明晰。而且，在应用预应力锚索同步钻进、跟锚、注浆扩大头形成过程中，仅需要根据设置好的标准化工艺流程进行按部就班操作即可。即使遇到一些问题，也能够根据前期设计方案分析、操作要点控制等，实现对相关问题的有效化解。所以，在新时期建设工程高质量发展阶段，建议推进数字化与新基建之间的融合发展。

参考文献

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