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摘要：近年来，预应力图层锚杆在深基坑支护施工中的应用问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对预应力土层锚杆相关内容做了概述，分析了基坑支护结构的设计要求，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就预应力锚杆的施工工艺展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：预应力图层锚杆；深基坑支护；施工；应用
1前言
作为深基坑支护施工中的一项重要组成部分，预应力图层锚杆的应用极为关键。该项课题的研究，将会更好地提升对预应力图层锚杆应用的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化深基坑支护施工工作的最终整体效果。
2预应力土层锚杆概述
预应力锚杆大致分成4部分：螺母、垫板、止浆塞及锚头。预应力锚杆是用于预应力拉张的专门器材，锚杆拉力借助垫板作用给锚杆施加一个外力，可以起到强化锚固的作用。深基坑支护中使用预应力锚杆为了避免深基坑周围土层坍塌，将具有抗拔作用的锚杆植入到周围土层内，锚杆拉张后施加一个拉力，增加锚固体抗压承重能力，起到支护作用。预应力土层锚杆技术特点显著，将预设应力通过钢绞线施加给支护结构，提高支护结构的稳定性，可以将其概述为两点：首先有效平衡荷载。技术施工中将预应力筋与锚具看成单独的结构，将预应力看成一个相关荷载，通过反向计算准确得出施加预应力的大小、形状及其他相关条件；其次，有效融合土体与锚固体。
3基坑支护结构的设计要求
3.1支护结构的设计
基坑支护结构应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平和竖向变形的影响。
基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，计算内容包括：根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算；基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。
当场地内有地下水时，应对地下水控制进行计算，如对其抗渗透稳定性验算、基坑底突涌稳定性验算、以支护结构设计要求进行地下水控制计算等。
3.2预应力锚杆的设计
设计计算。锚杆预应力值的确定对于锚杆的应用起决定性作用，它不仅要考虑安全与经济性，而且对变形的控制尤为重要。因此，预应力锚杆在设计计算时，锚杆预应力值应满足基坑支挡结构的稳定力；在支护体系中，锚杆预应力值应由支挡结构各部位所承受的土压力（采用土钉支护时，土压力用抗拔力代替）乘以安全系数计算而来；预应力锚杆参数（锚杆长度、自由段长度、预应力筋个数、倾斜角等）应由预应力值和所勘察的土性参数结合而确定；当基坑稳定性满足各锚杆参数计算后，再对整体进行稳定计算，如满足要求，则进行下一步工作。
试验资料。由于深基坑支护时，开挖后与勘察资料不尽相同，为此，在施工前应先进行现场试验，以获得完整的试验资料，如通过分级加载下锚头的位移值，了解预应力锚杆的受力变化特性；通过抗拔实验，得出锚杆的极限承载力，使其荷载比β≤0.55，以最大限度发挥预应力锚杆的锚固作用；通过试验了解预应力设计值与极限承载力的关系，从而了解支护结构的安全可靠性。
4预应力锚杆的施工工艺
4.1钻孔
钻孔时，钻杆应垂直于岩面或层理面；在钻进过程中应合理掌握钻进参数和钻进速度，防止出现埋钻、卡钻等各种孔内事故。
钻孔结束后，应用弯头钢管通入高压风吹净孔中石屑及细小石块，利于浆液与岩壁充分接触，并检查孔深，孔深宜超过锚杆长度设计长度500mm。
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4.2预应力筋的制作与安装
预应力筋应平直、顺直、除油除锈，并作防腐处理；对钢筋拉杆，先涂一层环氧防腐漆冷底子油，待干燥后，在涂一层环氧玻璃钢，待其固化后，再缠绕两层聚乙烯塑料薄膜；对自由段的钢绞线，要套聚丙烯防护套。对锚杆的非锚固段及锚头部分，要作防腐处理；永久性锚杆应作双层防腐处理；临时性锚杆应用沥青作简单防腐处理。
钢绞线如涂有油脂，在固定段要仔细加以清理，以免影响与锚固体的粘结；除锈后要尽快放入钻孔并灌浆，以免再生锈。
锚杆主筋为2ф25钢筋，锚杆钢筋表面不应有污物或其它有害物质，并按尺寸下料。锚杆体在安放前应妥善保护，以免杆体腐蚀、扭曲或弯曲。
锚杆体制作及安放时，应按每2m安放船形对中架，以保证锚杆对中；注浆管宜随锚杆一同放入孔内，管端距孔底为50-100mm，杆体放入角度与钻孔倾角保持一致，安好后使杆体始终处于钻孔中心。
（5）若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。
4.3灌浆
注浆一般采用1:1或1:0.5的灰砂比，水灰比为0.4～0.6的水泥砂浆或纯水泥浆；水泥宜使用强度wield32.5MPa的普通硅酸盐水泥，黄砂为粉细砂；水泥浆液的抗压强度要大于25MPa，塑性流动时间要在22s以下，可用时间应为30～60min；水泥砂浆应拌合均匀，拌合时间不少于3min。
一次常压注浆。一次常压注浆是指将注浆管连同杆体一起下入孔底，在常压(0.4MPa—0.6MPa)下，浆液由孔底注入，边注浆边拔出注浆管，待孔口溢出浆液后即停止灌浆，拔出注浆管。注浆时，压力不宜过大，以免吹散浆液和砂浆，待浆液或砂浆回流到孔口时，用水泥袋纸等捣入孔内，再用湿粘土将孔口快速密封，再以0.8～2.5MPa的压力进行注浆，稳压数分钟后即可完成。
二次高压注浆。二次高压注浆是指在下锚的同时下入两条注浆管，一条为带有许多小孔的预埋花管，并用黑胶布将小孔封闭，另一条在进行完一次常压灌浆后被拔出。待浆体达到5.0MPa强度后，再通过预埋花管用大于2.5MPa的高压进行劈裂注浆，使浆液向孔壁周围土体扩散、挤压，锚固体相应扩大。注浆结束后，应用清水冲洗注浆管，直至管内流出清水为止；注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净，并保护好。
4.4锚杆张拉与锁定
土层锚杆灌浆后，待锚固体强度大于15MPa并达到设计强度的75%时，进行锚杆张拉。
锚杆正式张拉前，要取设计拉力的10%～20%，并对锚杆预张拉l～2次。
锚杆张拉采用跳张法，即隔一或隔二张拉，以避免张拉对相邻锚杆的影响，尽量减少相邻锚杆张拉引起的预应力损失。
张拉过程中要求定时分级加荷载进行，张拉时由专人操纵机械、记录和观测数据，并随时画出锚杆荷载——变位曲线图，作为判断锚杆质量的依据；张拉时，第一次张拉应达到设计值的20%，使各部位紧密接触，第二次张拉至设计值，稳定5-10min后，当拉杆预应力没有明显衰减时，即可锁定锚杆。
为避免张拉值过小，预应力作用发挥不出来，或是张拉值过大，预应力受伤，导致混凝土面板产生裂缝，则张拉值应控制在设计值的110%左右，以考虑锁定时夹片回缩力损失，张拉锁定的有效应力基本与设计值相等。
锚杆锁定后，若发现有明显预应力损失时，应进行补偿张拉，但必须与基坑的监测数据相配合。在多排锚定结构中，应在侧向土压力最大值附近的锚杆应进行补偿张拉，而其余部位锚杆，只要基坑变形符合规范，可不进行补偿张拉。二次张拉后的锚杆应力损失较小，基本可以满足设计要求。
5结语
总之，加强对预应力图层锚杆在深基坑支护施工中应用的研究分析，对于其良好施工效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的深基坑支护施工过程中，应该加强对预应力图层锚杆关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]李军.建筑基础工程施工中土层锚杆技术[J].江西建材.2016（10）：60-62.
[2]陈莲.高层建筑土层锚杆施工技术的探讨[J].中国建筑金属结构.2016（09）：88-89.
论文作者:宁庭林
论文发表刊物:《防护工程》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/3
标签：预应力论文; 锚杆论文; 基坑论文; 注浆论文; 锚固论文; 土层论文; 结构论文; 《防护工程》2017年第23期论文;