【振宇潜孔锤科技分享】岩土锚固在深基坑支护应用

 

岩土锚杆将会被设置在地层的一定深度，一端连接建筑结构，另一端则被有效锚固，从而起到承受结构拉力，维持结构稳定的目的。通过岩土锚固技术的应用，可以使岩土更加稳固，大幅降低结构物的自重，既有利于工程材料的节省，又有利于结构稳定性的保证。本文将以某深基坑支护施工为例，探讨了岩土锚固技术的具体应用[1]。 

一、岩土锚固技术简介

1、锚杆的分类及应用 


根据预先施加预应力与否，可将其分为两大类，一类是预应力锚杆，另一类是非预应力锚杆。 


在深基坑支护工程中，所采用的支护结构通常被设置成悬臂结构，在嵌固深度上也有一定的要求，通常控制在0.5H到1.0H之间（H指的是基坑深度，普遍集中在5m到10m这一范围）。通过预应力锚杆这种支护结构，能够大幅减少嵌固深度，同时优化受力形式，不仅便于施工，减少施工时间，而且有利于工程材料的节省，另外，可靠性也较有保证，因此，预应力锚杆技术开始在深基坑支护中获得了大量应用。 


2、预应力锚杆的构造 


预应力锚杆包括三大部分：



1）锚头。锚杆通过锚头和围护结构连接到一起。对锚杆施加相应的预应力时，便会通过锚头这一装置将力传递给结构物；



2）杆体。杆体将锚头、锚固体这二者连成整体，具有弹性变形特征，负责预应力的传输；



3）锚固体。负责将拉力通过杆体转移给地层。 




二、某深基坑工程概况



某深基坑工程，其平面规格为510m*43m，将通过明挖法进行施工。基于基坑深度考虑，围护结构使用φ800mm的钻孔灌注桩，并将间距设置为1000mm，另外，桩间还设置有旋喷桩以实现止水的目的。通过锚杆支撑体系以实现对基坑的有效支护，每一根锚杆均包括4束钢绞线，锚杆水平间距设计为2.0m，竖向设置2道。在基坑中设有井点以实现降水的目的。 

三、岩土锚固工程施工技术

 

1、工艺流程 


上方开挖至设计标高——平整场地——定孔位——钻机就位——钻孔——入锚杆——注浆——检验注浆质量——养护5d到6d——上锚具及腰梁——张拉锁定，并继续土方开挖。 


2、施工工艺 


1）、钻孔 



钻孔直径取值150mm。在正式钻孔之前，应按照设计规定，准确定出钻孔位置，并予以标记，锚索水平误差应控制在50mm以内，垂直孔距误差应控制在100mm以内。钻孔底部的偏斜尺寸应控制在锚索总长度的3%以内。不允许使用泥浆进行护壁成孔操作。 


2）、锚索的组装 



每条锚索均由4束7φ5钢绞线组装而成。根据设计要求进行钢绞线的下料，每股长度误差均应控制在50mm以内。为准确区分自由段和锚固段，应对二者施以不同标记。对锚固段的锚索应予以架线环设置，每1m的距离穿一个，另外，应为相邻架线环设置一道箍筋环。至于自由段的钢绞线，应将其置于塑料管中，并对锚固端头涂抹一定量的黄油，待导向帽设置完成后，则需要将其平顺摆放，留待使用。 


3）、锚索的设置 


当确认锚索、孔位的一致性符合要求后，才可进行锚索（绑有注浆管）的入孔操作，使注浆管最下端和孔底之间的距离大约为50mm；锚固段设置成花管形式，同时使用黑胶布将孔眼严密封实。将杆体置于钻孔时，应注意角度的协调，同时保证用力的均匀性，对止浆密封装置进行认真检查，保证其定位的准确性，一旦发现损坏，应及时更换，定期对排气管进行检查，使其始终处于通畅状态。 


4）、注浆 



待锚索设置结束之后，采用灰砂比为1：1的水泥砂浆进行常压注浆操作，待初凝之后，采用纯水泥砂浆进行高压注浆操作。为保证浆体具有足够的早期强度，可掺加一定比例的早强剂。通过孔底返浆法对锚固段进行注浆操作时，应将注浆管、孔底之间的距离保持在50cm左右，然后在压浆机的帮助下把水泥浆灌注到孔底，将其中的空气排出，直至完成整个钻孔的注浆操作。 


5）、腰梁和垫块安装 



对锚索进行张拉之前，需要在桩身设计高程位置安装支撑用的钢架，与此同时，在钢支架以及锚索自由段的相应位置安装钢腰梁，安装时，应使腰梁和桩身紧密贴在一起，如果无法做到，则使用C20细石砼予以有效充填，将钢垫块牢固设置在钢腰梁上，并使其上表面和锚索呈垂直关系。 



6）、锚索张拉 



当锚固体逐渐凝实，且强度超过15.0Mpa之后，才允许进行张拉。在正式张拉前，应对相关的张拉设备予以准确标定，还需要按照0.1倍的设计值进行一次预张拉，从而保证锚索杆体能够有效伸直。 

对锚索进行张拉时，应按照标准程序进行，另外，在制定张拉顺序的过程中，还需要充分考虑邻近锚索之间的彼此影响。如果由于钢绞线松弛等原因导致预应力出现不同程度损失，那么需要在张拉结束后予以相应的补张拉，最后将其锁定。 




四、质量控制 



1、在锚杆正式施工前，应试做一根锚杆，并进行Q―S曲线的准确绘制，从而验证锚杆性能是否符合要求，同时根据试验结果对锚杆设计及施工进行优化调整。另外，施工结束后，应以每层为单位，制作2锚杆，留作验收用[5]。 


2、锚杆注浆操作采用型号为JBW150/40压浆泵进行，压力控制在0.15Mpa到0.30Mpa之间，还需要进行高压补浆，直到有清水泥浆返出为止，且不可低于两次，至于时间间隔则需要控制在8h以内。对锚杆进行注浆操作时，应对浆液做过筛操作，制备完成的浆液应该在初凝之前予以全部注完，每次手工时，应对浆管、浆泵等进行彻底清洗[6]。 


3、向锚孔注入水泥浆后，应给与规定的养护时间，在此期间禁止移动锚索。对锚杆进行为期7d的养护，当杆体强度达到标准（即超过15Mpa）时，方可进行张拉。 


4、应保证钢绞线没有损伤，并予以有效调直，同时做好除锈工作。对于相同孔径钢绞线而言，应保证它们具有相同的长度，切断之后，应使用铁丝对其两端进行有效的捆扎固定。待锚杆施工结束后，使用沥青这种材料对外露锚头予以涂封。 


5、在钢绞线的一系列操作中，无论是选择试验，还是质量要求，又或者是锚索的张拉，均需要按照规范予以操作，不允许盲目施工，从而防止安全事故的发生。 




五、结　语 



在深基坑项目的施工中，岩土锚固发挥着十分重要的作用，同时其施工也具有一定的难度，所以，在正式施工环节，应选用资质合格的施工队伍负责施工，并对施工质量予以严格管控，从而保证深基坑的施工质量，最终保证整个工程项目的施工质量符合要求。