1、扩孔式预应力锚杆工程应用实例摘要:为了解决基坑整体稳定性和变行控制问题，扩孔预应力锚杆不断被应用于深基坑的支护方案当中。扩孔式预应力锚杆为集中拉力型锚杆，同时高压喷射扩孔工艺对孔壁也有显著的加糙作用，因此它不仅抗拔力高、工作位移小，而且比普通锚杆有较高的承载力。本文通过对扩孔式预应力锚杆的制作材料、机械设备和施工工艺的优化选择，着重介绍基坑中扩孔式预应力锚杆在软弱土层的应用。 关键词:深基坑;杆体制作;高压注浆;施工技术;锚杆试验 Abstract: In order to solve the integral stability of foundation pit and deformati
2、on control problem, expanding the prestressed anchor has been used in deep foundation pit supporting scheme. Core type prestressed anchor concentrated tensile type anchor rod, and high pressure jet expansion process also has significant effect on the roughness of hole wall, so it not only high anti-
3、pull force, small displacement, but also has higher bearing capacity than the ordinary bolt. The optimization selection based on the core type prestressed anchor materials, machinery and equipment and construction technology, introduces a pit in the reaming type prestressed anchor applied in soft so
4、il. key word: deep foundation pit; the rod body; pressure grouting; construction technology; anchor test 中图分类号：TG713+.2 文献标识码：A 文章编号： 1 工程实例 本工程位于厦门市海沧新城 CBD 中心东北侧，总建筑面积 500000 m2，由办公楼、SOHO、五星级酒店和商业设施组成。设两层地下室，基坑底标高为5.00m，场地自然标高为 6.8 m，实际开挖深度约11.512.3m。场地原始地貌为滨海滩涂，后经人工回填整平为建设用地。地表水稳定埋深在黄海高程 1.915.00
5、m，受海水涨落潮影响，地表水水位变幅在 0.51.0m。表面素填土层全场分布，厚度约 0.69.3m，富水性较差，水量不大；淤泥淤泥质土层和粘土层为相对隔水层。基坑开挖分两级进行，第一级采用放坡+喷锚+土钉墙的支护方式，第二级采用灌注桩+扩孔式预应力锚杆（如图 1 所示） ，局部采用钢筋混凝土角撑的支护方式。 2 扩孔锚杆设计参数 根据基坑围护设计图，本工程扩孔锚杆长度 27 米（其中锚固段 17米，自由段 10 米） ，抗拔力设计值为 200KN，锚固段有效孔径不少于350mm，扩孔深度应比设计长度长 500mm。锚杆体采用 1 根直径28mmHRB400 钢筋。注浆材料为纯水泥浆，水泥采用
6、 P.c32.5R 硅酸盐水泥，水灰比为了 1：1。高压注浆压力不少于 20MPa,扩孔注浆钻进速度为200250mm/min,水泥用量不少于 200kg/m。 3 锚杆施工技术控制要点 3.1 扩孔锚杆的施工流程 锚杆制作、放样定位、自由段钻孔、锚固段扩孔注浆、安放锚杆、二次注浆、养护、张拉锁定。 3.2 杆体制作 3.2.1 钢筋连接采用直螺纹套筒连接，连接套筒出厂时应附有产品合格证及相关单位提供的型式检验报告。钢筋连接施工前，对接头进行施工检验，其基本参数要求符合福建省工程建设地方标准钢筋滚扎直螺纹连接技术规程 （DBJ13-63-2005）的相关规定要求。 3.2.2 锚杆防腐处理 自
7、由段钢筋处理：外套 50 PVC 管，并用水泥浆灌注密实。 锚固段钢筋处理：下锚杆前进行除锈处理，并沿杆体方向每隔 2m 设置隔离架，以保证杆体的水泥浆保护层厚度不少于 20mm。 3.2.3 二次注浆管采用 15 塑料管，在锚固段长度范围内的管体每间距 750mm 周围各钻 35 孔，并用工程胶布封牢。 3.3 钻孔前，根据设计要求定出孔位，并做好标记。孔位的水平及垂直方向允许偏差为50mm,角度允许偏差为 3 度。 3.4 锚杆注浆 3.4.1 锚杆注浆采用两次注浆工艺。第一次注浆采用 HBT100/400 型高压泵进行高压旋喷注浆。通过高压旋喷注浆锚杆锚固段形成较大直径锚固体，扩孔后应保
8、证其锚固体直径不少于 350mm。完成第一次注浆后即可下放杆体，二次注浆管随杆体一同放入钻孔，杆体放入孔内应与钻孔角度保持一致。 3.4.2 第二次注浆应在第一次注浆体出凝之后进行，一般为第一次注浆后 24 小时，第二次注浆采用水泥用量控制（锚固段?50kg/m） 。 3.5 张拉锁定 锚杆施工完成后 20 天进行张拉锁定，张拉值为 200KN,锁定值为设计值的 60%。张拉程序如下：使用 ZB4-500 型电动油泵和 YCW60B 型千斤顶采用“隔一拉一法”进行锚杆张拉；采用分级加载，每级加载 40KN，加载后恒载 5min，初应力为设计值的 10%；当锚杆预应力没有明显衰减时，采用 OVM
9、 系列锚具锁定。为减少锚杆的徐变和松弛的影响，可进行二次锁定的方法，以保证锚杆的张拉锁定值不受损失。 4 扩孔锚杆试验 4.1 为了验证设计参数、确定施工工艺，在锚杆施工前，工程进行了基本试验。根据海西中心一期工程地质勘查报告 ，将锚杆试验施工部位选在基坑的西面，该区域的典型土层淤泥质土层厚度达到了 15.3 米。且基坑边线外 2 米为施工主道路，因此对基坑支护中扩孔锚杆的施工质量及实际承载力提出了更高的要求。 试验采用 3 根锚杆，编号分别为试 1、试 2、试 3，锚杆材料尺寸及施工工艺同设计参数。试验位置深度比支护结构中的冠梁略低，钻孔孔口位于地表以下约 3 米处。 4.2 锚杆试验 试验
10、锚杆施工完成后 20 天进行抗拔力试验，试验按建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)的有关规定进行。基本方式如下：利用一道素砼连梁作为穿心千斤顶施加反力荷载的坑壁，荷载大小由通过标定的油压表测定。锚头位移量由电子千分表直接测出。加荷等级与锚头位移测读间隔时间如表 1 所示。 加荷等级与位移观测间隔时间表 表 1 在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移三次。在每级加荷等级观测时间内，锚头位移小于 0.1mm 时，方可施加下一级荷载。 (Nu 为要求最大试验荷载，取值 460kN)。 锚杆破坏标准：锚头位移不稳定；锚杆杆体拉断；后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过上一级荷载位移增量的 2 倍
11、。 极限承载力取值：取破坏荷载前一级的荷载值，在最大试验荷载作用下未达到破坏标准时，取最大荷载值为极限承载力。 试验结果如表 2、图 2 中所示。 锚杆弹性变形试验结果 表 2 图 1 图 2 锚杆 Q-S 曲线图 4.3 试验结果分析 从表 1 中可以看出，3 根试验锚杆的抗拔力都达到了基本值 400KN，而锚杆采用的杆体材料直径 28mmHRB400 钢筋的屈服强度约为 435KN，因此，锚杆都是在杆体几乎达到屈服状态后破坏的，且锚杆的弹性变形量都符合建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99）中的相关规定。Q-S 曲线图反映出锚杆在试验开始阶段处于弹性变形阶段，当拉力值达到 400KN时
12、，锚杆变形显著增大，继而发生塑性变形，锚杆破坏。得出结论，扩孔锚杆的破坏形式是杆体本身的强度破坏，相比于普通锚杆一般发生的从土体中拔出的破坏形式，抗拔力得到显著提高。 5 结论 扩孔锚杆由专业检测单位检测，由设计单位和监理单位随机抽取 5%做验收试验，实验报告表明扩孔锚杆为全部合格。目前基坑已顺利开挖到底，监测基坑位移小，且安全性好。所以在材料选用上，以及扩孔锚杆施工工艺的选择上都能应用于本工程的基坑支护方案中，也为今后深基坑支护方案的选择上提供了很好的工程实践证明。 参考文献 1中国建筑科学研究院。JGJ120-99 建筑基坑支护技术规程S。北京：中国建筑工业出版社。 2简明深。基坑工程设计施工手册，中国建筑工业出版社，2000。
