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摘要：随着我国现代化建设步伐的日益加快，对深基础工程建设的需求与日俱增，但由于深基坑开挖建设的施工环境变得越来越复杂，为了保证深基础工程建设的进度和质量，改善深基坑施工的内外部条件，提高深基础工程施工的经济性和技术性，于是在很多建筑工程特别是高层建筑工程的设计施工中，开始广泛地采用土层锚杆支护结构，以在有限的施工条件与环境下，更好地维护基坑的稳定，实现基坑建设品质性、高效性和经济性的有机统一。
关键词：建筑工程；基坑支护；土层锚杆工艺
在很多的建筑工程实践中，由于深基坑邻近的建筑物、交通线路和地下管道众多，基坑难以放坡开挖，或是开挖的深度和宽度对支护的结构稳定性和经济性的要求使得内支撑的方法无法满足现实发展的需要，因此更多的深基础工程开始采用土层锚杆支护工艺，通过拉力杆将表层不稳定岩层的荷载传递至岩层深部，再加上锚杆的主动受力，可以有效对锚杆施加预应力，防止土体在开挖前发生大的变形，从而更大程度地加固土体，为建筑工程建设质量和效率的提高打下坚实的基础。
1.土层锚杆的工艺简述
土层锚杆就是在基坑立壁土层进行钻孔，形成柱状或其他形状，并在孔内放人钢筋、钢管或钢丝束等抗拉材料，然后灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉（拔）力强的锚杆[1]。通过受拉杆件实现支护结构、锚杆、土体的有效稳固联结，将支护结构所承载的压力经过拉杆合理地传递到出于稳固土层的锚体之上，然后再直接分散到周围土层或是岩层深部，在加固土体的过程中实现支护结构的强化稳固。
由于锚杆相较于土钉墙等其他支护结构来说是一种主动受力支护方式，所以能够在锚杆打入地下之后，对锚杆施以合理预应力，从而极大提高杆件的拉力和稳定性，达到对土体变形量的有效控制。
2.土层锚杆在建筑工程施工中的价值
第一、土层锚杆工艺是一种能够实现支护结构与土体联合受力的支护工艺，因此可以实现更大的压力荷载与分担，再加上该工艺可在材料的优化选择以及预应力的合理施加上极大提高锚杆的受力性能，从而更好地实现结构与土体的稳定，并有效控制土体的变形量，保证基础工程施工的安全性、稳定性和高品质。
第二、土层锚杆锁占用的工作面和机械体量都比较小，而且工艺相对其他支护结构来说较为简便，占用的人力和钢材等物力也不多，如果工艺操作控制得当，能够极大地节省施工的成本，并有效加快施工的进度，达到基坑施工环境和施工组织的优化改善。
3.土层锚杆的施工材料及施工条件
3.1施工材料
3.1.1锚头和预应力杆件
根据预应力需求的不同，锚杆一般可采用钢筋、钢管、钢绞线或钢丝束等材料强度和张力较高的钢体材料[2]。对于承载力要求较高的土层锚杆，宜选用钢绞线、高强度钢丝或高强螺纹钢筋，而对于预应力要求较小或锚杆长度较短（低于20m）的锚杆，可采用Ⅱ级或Ⅲ级热轧螺纹粗钢筋，以达到高负载力和经济性的有效统一。
3.1.2水泥浆体材料
浆体材料由水泥、砂体骨料、水按照一定的工艺配比均匀混合而成，水泥材料一般采用普通的硅盐水泥，根据施工条件的不同，也可采用抗硫酸盐水泥，细骨料的砂体直径应该小于2mm，且必须做到纯净无杂质，混合用水不可使用污水，保证水的PH值不小于4，水质对于水泥浆体稳定性和强度会产生重要的影响。
3.1.3塑料套管定位分隔器
为了保证锚杆自由段可以在拉张操作时能够自由伸长，就需要在自由段的锚杆上套上塑料管。塑料管需要保证极强的强度、抗水性和抗腐蚀性，不会对在操作工程中造成管体的损坏，更不会与水泥浆体和防腐材料发生损坏性的反应，从而影响施工进度和施工质量。
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3.2施工条件
土层锚杆在施工前一定要对施工区域的土层状况（含水量、渗透系数、凝聚力等）进行详细和勘测和细化地掌握，从而为锚杆施工的工艺布置和方法选择提供充分的参数依据，另外还要对地下水位及相关的水中的化学成分进行勘测，以做好有效的应对措施和防腐准备[3]。最后，还需集中考虑地下管线、邻近建筑物、交通线路的相关情况，不断完善土层锚杆的施工设计与施工工艺，尽量减少对邻近设施的影响。
4、土层锚杆的操作工艺
4.1钻孔
（1）需根据设计和土层状况的要求，合理定位钻孔的位置，准确把控好锚孔的间隔和水平距离，避免交错和出现高低差；钻孔的直径应当与设计直径相符，不应小于设计标准直径，可以进行适当的扩孔处理，但是误差需在合理的范围之内。
（2）钻孔前需保证操作面的平整、空间充足，确保钻孔机械的导杆与钻杆倾角一致，并在同一轴线上。根据土层状况和钻孔机械的不同选择，来合理选择钻孔的方式方法，应用较多的为水作业钻进法：通过反复提插孔内钻杆，可把成孔过程中的钻进，出渣，清孔等工序一次完成。其适用于各种软硬土层，但是为了防治石料堵塞管子，在砂卵石等杂质多而粗的土层，需要钻杆钻至最后一节时，钻孔深度要比标准深度多10～20cm[4]。
（3）钻孔过程中应当合理掌控钻进的参数，钻孔的速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故，避免塌孔和孔壁松动，孔内不留残土，并保持孔内良好摩擦力。
4.2锚杆的组装与安放
（1）锚杆安放前应对钢体结构进行必要的除油除锈工作，保证钢体结构的平直顺滑、无断股和长短不一的现象；对锚杆自由段要进行塑料管的包裹工作，并用铅丝进行有效地固定。
（2） 钻孔过后应当立即对拉杆进行安放，在孔洞附近的钢体应当涂抹一定量的防腐材料；此外，为了将拉杆放置于空洞的中心位置，防止自由段对孔壁产生过大的搅动，为灌浆工奠定良好的厚度基础，一般需要在拉杆表面设置定位器，以提高拉杆安放的精准性。
4.3灌浆
（1）灌浆前需要对管口进行封闭，通过压浆管和泥浆泵进行高效的注浆工作，浆体有孔底注入，再由孔底返出孔口，直到孔口开始溢出浆液，在此时，就需要对孔口进行严密的封堵（一般是水泥袋捣塞加湿黏土封堵），再以2～4MPa的压力进行补灌，待压力值稳定一定时间后，灌浆工作才予以结束，一般整个浇注过程须在4min内完成。
（2）灌浆过程中，应随时活动注浆管，并实现浆面以下注浆管的逐渐拔出，以确保在注浆工作完成后，注浆管的顺利、完全拔出。此外还要对孔外的钢筋进行清理和防锈处理，强化钢体的保护措施。
4.4锚杆的张拉和锚固
（1）需要在锚固体的抗拉强度达到设计要求的75%～85%左右时对锚杆进行张拉和锚固的工作，在此之前对孔内进行再次的清理，并安装好腰梁和支撑平台，保证安装的平直，腰梁与挡墙应当紧密贴实。
（2）张拉前需对锚杆是以一定强度的锚拉力，确保锚杆的完全平直以及各部位的紧密贴肤，从而提高张拉的效果和精准度。
（3）一般利用穿心式千斤顶对正牌锚杆进行张拉（宜采用跳拉法和复式拉法），使锚杆张拉到设计载荷水平的同时，保证锚杆和腰梁的受力均匀。张拉结束后，需要拧紧螺母，以完成拉杆的锚固工作。
结语：土层锚杆技术符合目前我国深基础工程施工建设的发展要求，为了达到土层锚杆施工工艺和质量控制的稳步提高，确保高层建筑施工的质量和效率的强化提升，就要不断细化锚杆的施工材料、施工设计以及钻孔、杆体安放、注浆、张拉和锚固等操作工艺的技术标准和技术参数，从而规范化土层锚杆的操作实施规程，为我国建筑业的发展奠定坚实的技术基础。
参考文献：
[1]赵延林，高全臣，张春玉. 基坑工程中土层锚杆承载力的试验研究[J]. 低温建筑技术，2005（2）：85-86.
[2]赵贵忠. 浅析建筑基础工程施工中土层锚杆技术[J]. 江西建材，2015（15）：104-104.
论文作者:刘欣
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/17
标签：土层论文; 锚杆论文; 钻孔论文; 基坑论文; 工艺论文; 结构论文; 拉杆论文; 《建筑模拟》2018年第24期论文;