摘要：可回收扩大头预应力锚索施工是一项在传统工艺上进行改进的施工新工艺，克服了传统锚索施工中将锚索留在地层中导致地下空间污染的弊端，有利于城市的长远规划及可持续发展。本文结合杭州某配套公建项目，介绍了该工艺的施工工艺流程、操作要点以及所取得的良好效果，以期为类似工程设计施工提供相应的技术参考。
关键词：可回收锚索；预应力；深基坑
前言
在深基坑工程中，桩锚支护体系因设计简单、施工方便、造价低廉等优点，在基坑工程中得到了广泛应用。但是传统锚索一般要嵌入基坑周边土体数十米，往往延伸到“红线”之外，项目完成后一般就留在周边地层中，为邻近地下空间的后续开发留下了严重隐患[1]。如杭州就曾经出现过由于“红线”问题而禁止使用锚索施工的问题，香港地区则明文禁止锚索对红线外地下空间的侵害。因此，研究可回收预应力锚索可以有效解决地下空间污染的问题，对锚索这项技术的工程应用具有重要的意义[2]，同时又是绿色工艺，符合可持续发展的要求。
1、项目概况
杭州某配套公建项目位于杭州城市主干道沿线，主要由2幢12层办公楼及1幢5层配套设施组成，功能包括卫生医疗服务中心，文化活动中心以及街道办事处等。项目占地面积8321㎡，总建筑面积48413㎡，地下三层，最深处为-13.35m。
2、工程地质条件
项目所在地土层由上至下依次为①-0层人工填土、①-2a层稍密～中密砂质粉土、①-2b层中密粉砂、②-2a层稍密～中密砂质粉土、②-2b层粉砂、②-2c层砂质粉土、③-2层淤泥质粉质粘土、⑤-3层粉砂、⑥-3层圆砾等，基坑深度11~13m，基底处于②-2c砂质粉土层。
3、围护结构方案
项目基坑平面呈矩形，西、南侧靠近规划道路，东、北侧为在建项目，因此西、南侧采用SMW工法桩+可回收式扩大头预应力锚索的围护结构，东、北侧考虑同周边项目同步施工并采用大放坡形式。
SMW工法桩采用?850@600三轴水泥搅拌桩，搭接形式采用全断面套打；可回收扩大头预应力锚索长20米，钻孔直径?180，扩大头段直径?700，水平倾角20°，钢绞线为5根直径15.24mm、强度1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线，锁定力350KN，梁外预留1.2m张拉使用，基坑截面形式如图1所示。
本工程采用的可回收预应力锚索为新型压力分散型，采用在锚固端加载新型内锚具，并采用各个单元差异化安装，使各锚固单元受力基本均匀，避免发生明显应力集中现象，从而保证锚索结构不破坏，并且回收时容易操作，只需通过扭转钢绞线使之脱离内锚具便可实现顺利回收，具体成品如图2所示。
图1 基坑围护横截面 图2 可回收预应力锚索成品
4、施工工艺
施工工艺流程为：锚孔定位—钻机就位—钻孔—锚索安装—注浆—锚索张拉锁定—预应力锚索回收[3]。
4.1锚孔定位
当土方开挖至基槽后，应测量标高，并根据设计图纸确定锚索孔位。
4.2钻机就位
钻机平台一般比锚索设计标高高500mm左右，作业面场地要平坦、坚实，钻杆的倾斜角度为20度，应用罗盘校核，角度偏差不大于1.0度。
4.3钻孔
（1）预应力锚索成孔采用MDL-135D型钻机，成孔直径不小于180mm，在钻进过程中，应合理掌握钻进参数，在锚固段进行扩孔，扩孔后有效直径不少于700mm，扩孔深度应比设计深度长500mm；
（2）扩孔采用高压水泥浆喷射扩孔，扩孔的高压喷射压力大于20MPa，喷嘴移动速度20cm/min，高压喷射注浆的水泥选用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1.0~1.5；
（3）锚索孔距水平方向允许偏差±100mm，垂直方向孔距允许偏差±50mm。
4.4锚索安装
可回收锚索长度为20米，通过钻机套管引导至设计深度。
4.5注浆
注浆是锚索施工的关键技术之一，注浆采用42.5R普通硅酸盐水泥，加入早强减水剂，水泥的重量为1%，一次注浆采用水灰比1：0.8的水泥浆；二次高压灌浆采用水灰比1：0.45的纯水泥浆，并掺加补偿收缩微膨胀剂，在一次灌浆后4h后进行。施工过程中，插入锚索体时应对套管加以保护，以免受损而造成水泥浆液渗入套管内，导致锚索不能回收。为确保锚索可回收及重复使用，在套管内须注入特定的防护液体。
4.6锚索张拉锁定
锚索张拉是实现锚索满足设计要求的关键工艺，20天后应在水泥浆试块抗压强度达到设计值后方可进行，采用单纯加载，达到规定荷载后进行锚固，张拉方法与常规锚索相同。锚索头部用夹片锚固时，随着荷重的增大，夹片将嵌入锚头内。
4.7预应力锚索回收
待土方回填至围檩底以下0.5m~1.0m时回收第二、三道锚索，回填至压顶梁以下0.5m~1.0m时回收第一道锚索；为避免锚索影响后期道路管线施工，锚索须确保100%回收。
步骤一：安装油压千斤顶及作业支架，对千斤顶缓缓加载，待锚具端头有3～5 mm的松动，再给千斤顶卸载；
步骤二：在锚具端头位置安装回收用的工作垫片，再次对油压千斤顶缓缓加载，待锚具端头的夹片脱落，千斤顶卸载取出锚具；
步骤三：人工施加反向力使得预应力钢绞线回转，将预应力钢绞线脱离内锚具；
步骤四：将松动的钢绞线拔出，完成回收。
5、基坑监测
本项目从锚索施工阶段便进行基坑监测，监测项目为压顶梁水平位移监测点3个、竖向位移监测点3个、土体深层水平位移监测孔6个（深度35m）、地下水位监测孔14个（深度15m）和地表沉降监测点6个等。监测频率：挖土期间为1次/1天；其余时间为1次/3天；沉降、水平、竖向位移观测为1次/10天。
监测结果表明，从检测开始至项目施工至±0.000阶段监测数据均未超过报警值，围护结构处于安全状态，锚索达到设计和施工要求，最终实现了100%的锚索回收。
6、结语
本文以杭州某配套公建项目为背景，对可回收扩大头预应力锚索的施工方法、措施、支护效果以及锚索回收率进行研究，结果表明可回收锚索具有施工简便、安全可靠、绿色环保特别是能最大限度地减少地下障碍物等优点，是锚索加固技术的又一突破。
本文只是在单一深基坑工程中所做的一些研究，其中仍有许多需深入探讨的问题，如锚索内锚固端仍留在周边土层中，这是可回收锚索存在的缺陷，因此其仍有较多的问题值得研究。
参考文献：
[1] 张鑫鑫，符贵军，刘海康等．可回收锚杆（索）技术研究现状及展望[Ｊ]．公路，2017，11：1-8.
[2] 赵启嘉，刘正根.可回收锚索在基坑支护工程中的技术研究及应用探讨[Ｊ]．岩土工程学报，2012，34：480-483.
[3] 曾晖，叶茂林，任钟强等.可回收式预应力锚索支护施工工艺[Ｊ]．地基基础，2016，38（2）：134-135.
论文作者:车乘乘,刘广明
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
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