摘要：现代社会经济快速发展，城市规模不断扩大，各类建筑越来越多，这些建筑的基坑开挖深度越来越大，为确保建筑基坑支护工程的安全，应做好其设计、施工工作。目前常见的深基坑支护方式有土钉墙、排桩、锚杆、内支撑、地下连续墙及这些支护方式的组合等，经济合理的支护方式是深基坑支护工程取得成功的关键。锚杆支护具有施工速度快、施工相对难度小、造价较低以及具有开阔的基坑作业空间而有利于土方开控及地下室施工等特点，已成为深基坑支护中普遍采用的支护技术，得到广泛应用，而在锚杆设计和施工中遇到的一些问题也越来越受到关注。
关键词：建筑基坑；深基坑；桩锚支护；锚杆施工
1 关于锚杆设计遇到的主要问题
1.1 锚杆长度设计
基坑支护锚杆是一种埋入土层深处的受拉构件，它一端与工程构筑物相连、另一端锚固在土层中，整根锚杆长度分为自由段和锚固段。
自由段是指将锚头处的拉力传至锚固体的区段，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区段，其功能是通过锚固体与土层的粘结摩阻作用或锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土层深部。一般来说，锚杆自由段lf是根据基坑土体滑裂面计算出来的。考虑到基坑壁的总体稳定及深部滑裂面稳定，自由段实际长度应稍大于计算值，《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2102）要求自由段不应小于5米，且须超过滑裂面1.5米。目前一些工程中存在自由段设计过短的情况，使得一部分锚固段处于滑裂面内主动区。在基坑开挖过程中，当坑壁在主动土压力作用下出现变形时，主动区内的锚固段将产生向基坑内方向的摩阻力，即负摩阻力，削弱了锚固效果，从而使预应力受到损失，引起松驰。
按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2102）规定，锚固段长度则一般根据极限抗拔承载力标准值Rk来计算，锚杆极限抗拔承载力标准值Rk=πd∑qsk，ili，式中qsk，i—锚固体与第i土层的极限粘结强度标准值，与钻孔方法、土壤性质、内摩擦角φ、抗剪强度、固结强度、锚杆上覆土厚度、灌浆压力等有关。一般由工程经验并结合规范确定。
1.2 锚杆成孔角度确定
锚杆轴向拉力标准值Nk=
式中α为锚杆倾角，Nk为锚杆轴向拉力标准值，锚杆水平分力Nkcosα对支护结构是有利的，式中可以看出α值越小，水平分力越大，对支护越有利；反之，α值越大，水平分力越小，垂直分力越大，对支护越不利，垂直分力过大，一方面会加大对支护桩（墙）的压力，在软弱地层中，会使它产生下沉等不良影响，另一方面还会产生一个下滑力，使锚杆台座或支承腰梁产生向下滑移，引起预应力松弛，并可能造成坑壁变形也随之增大。
另一方面，锚杆成孔倾角α加大，锚杆越早进入稳定土层，上覆土层也越厚，有利于减少锚杆的锚固段长度从而减少锚杆总长度，减低工程造价；锚杆成孔角度α越大，其注浆浆液越饱满，注浆质量越高，从而提高锚杆锚固力。
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中规定锚杆倾角宜取15°～25°，不应大于45°，不应小于10°，锚杆的锚固段宜设置在强度较高的土层内。实际设计中，有时锚杆还应避开建、构筑物或某层土层等，从而设计成较大或较小角度。
1.3 锚杆预应力筋的选定
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中规定锚杆杆体受拉承载力
N≤fpyAp，N=γ0γFNk
式中fpy为预应力筋抗拉强度设计值，在实际工程设计中，为减低工程造价，一般选用常用规格预应力筋，笔者设计工程常选用1860级钢绞线，其抗拉强度设计值为1320MPa。
Ap为预应力筋的截面面积，在工程设计中，锚杆拉力值确定后即可计算出预应力筋的截面面积。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如一个一级基坑边坡假设通过计算设计出锚杆的轴向拉力标准值NK为400KN，选用1860级预应力钢绞线，则锚杆轴向拉力设计值N=γ0γFNk=1.1×1.25×400KN=550KN，选用的预应力筋截面积Ap≥N/fpy=550KN/1320MPa=417mm2。在实际工程设计中为减低工程造价常选用常用规格的预应力筋，例如选用s15.2mm低松弛钢绞线，单根截面面积为140mm2，实际需要的钢绞线根数为417/140=2.98，选用3s15.2mm钢绞线即可。
2关于锚杆施工遇到的主要问题
2.1锚杆成孔机械设备选择
当前，锚杆成孔施工各种新设备层出不穷，各种施工工艺广泛应用。单就基坑锚杆成孔施工而言，没有准确、严格、完整的划分依据。笔者在这里作一个简单的划分，基坑锚杆成孔有普通锚杆钻机成孔、双套管锚杆钻机成孔、潜孔钻风作业成孔等。
普通锚杆钻机成孔即普通螺旋钻机成孔，其采用螺旋钻将土旋出置换，是最常见的锚杆钻机成孔方式，适用于地下水位以上的黏性土层，具有施工速度快、环境污染小、工程造价低的特点，缺点是使用范围有限，对地层要求较高。
双套管锚杆钻机成孔，外部套管进行保护，内侧套管对土（岩）层进行锤击，将锤击后的碎石（土）用高压水冲出，同时外部套管进行跟进。该成孔工艺应用范围较广，适用于各类土层，但其施工工程造价高，施工噪声较大等缺点。
潜孔钻风作业成孔，使用锤击的方式锤击土（石）层，然后用高压空气将击碎的土（碎石）吹出。该施工工艺使用与稳定性较好的岩层或土层，对于土石混杂或地下水位以上则不适用。
2.2锚杆注浆工艺的选择
锚杆注浆工艺一般包括常压重力注浆、二次压力注浆及二次高压劈裂注浆等。常见的常压重力注浆，适用于粘结性较好的土层；二次压力注浆需设置二次压力注浆管固定在杆体上，在一次注浆水泥初凝后、终凝前进行，终止注浆的压力不应小于1.5MPa，一般二次压力注浆的时间在一次注浆后4～6小时进行；采用二次高压劈裂注浆工艺时，二次劈裂宜在注浆体强度达到5MPa后进行，一般二次高压劈裂注浆时间在一次注浆完成后24小时后进行。
2.3锚杆的张拉锁定
锚杆张拉锁定时应考虑过程中的预应力损失，预应力损失应通过锁定前、后锚杆拉力的测试确定，《建筑基坑支护积水规程》（JGJ120-2012）规定缺少测试数据时，锁定时的锚杆拉力取锁定值的1.1倍～1.15倍。锚杆锁定值一般取轴向拉力标准值的0.75～0.9倍，笔者在北京地区的锚杆施工中，一般锚杆张拉时张拉至锚杆拉力标准值值进行锁定，实际锁定值经过测试接近设计锁定值，在工程运用中也取得了较好的效果。
3改善深基坑支护锚杆施工的具体措施
3.1现场施工
深基坑支护工程实施过程中涉及挖土、挡土、围护、防水等多个环节，任何环节的问题都会直接影响现场工程建设整体质量，甚至发生严重事故。施工单位需要严格依照施工标准流程、规范，制订科学的施工组织设计和技术方案，对各类施工要点进行有效的过程管控。避免现场施工过程中对周边建筑、环境产生不利影响。
3.2 对边坡加强变形监测并及时进行补救
由于在深基坑支护施工的过程中，很容易出现边坡变形的问题，而一旦出现这一问题，将会对工程质量带来极大的风险。所以施工单位要加强对边坡的监测工作，及时的掌握边坡的实际情况。一旦监测出现报警，都要加强监控，并采取有效的补救措施。同时，施工单位还要加强对施工现场的管理工作，这样才能够有效的保证施工的顺利进行。
结语
总之，锚杆施工时要明确各种问题出现的原因，并采取有针对性的应对措施，切实保证工程质量。同时，施工单位还要加强对现场施工的控制和管理，尤其是要注重保护深基坑支护体系，避免留下任何安全性隐患。
参考文献
[1]张文明.建筑施工中深基坑支护的施工技术与管理[J].建筑技术开发,2019(4)
论文作者:卢洪雷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/11
标签：锚杆论文; 基坑论文; 锚固论文; 土层论文; 预应力论文; 注浆论文; 拉力论文; 《基层建设》2019年第29期论文;