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[摘 要]以某教学楼基坑支护为例，着重阐述了预应力锚索在基坑支护工程应用中的施工工艺及技术要求。
[关键词]预应力锚索 基坑 支护 施工工艺 技术要求
中图分类号：TU357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0116-01
1、工程概况
教学楼工程总用地面积47236㎡，总建筑面积72870㎡，其中地下10317㎡，地上62553㎡，建筑基底面积为4470㎡。地下2层，地上19层，建筑高度78.9m。本工程基坑支护主要包含人工挖孔桩、预应力锚索、喷射混凝土护坡、钢筋混凝土梁板支撑等工程。
本工程基坑大部分设二排预应力锚索，局部设一排、三排预应力锚索，总数309条，锚索长度25～35m，锚索设计值为450KN、锁定值320、350KN。根据地质资料分析，本工程锚索绝大部分无法入岩，施工时按长度终孔。一次注浆水灰比0.45～0.50，注浆压力0.5～0.6Mpa。待初次注浆3～5小时内，可进行二次注浆，配合比不变，泵送压力在1.5～2.0MPa。
2、锚索作用原理及结构形式
2.1 作用原理
预应力锚索加固基坑时，一端锚固于稳定的岩层内，以提高锚固力，另一端通过锚头部分固定于基坑坑壁。通过对锚索施加预应力，对基坑坑壁产生一个主动压力，从而提高基坑的整体稳定性。
2.2 锚索的结构形式
锚索结构由内锚固段、自由段和外锚固段组成。
3、预应力锚索施工
3.1 预应力锚索施工工艺流程
预应力锚索施工工艺流程为：孔位放线→土方开挖至一定标高→钻机对位→造孔→清孔→安装锚索组→一次常压注浆→二次高压注浆（压力3. 0～5. 0MPa） →制作联系梁（或腰梁） →锚索张拉锁定→封锚。
3.2 主要设备和材料及要求
（1）主要设备：锚杆钻机、空压机、高压泵、低压泵、泥浆搅拌机、切割机、电焊机、高压油泵、张拉机等。
（2）主要材料：钻头、钻具、电气焊、钢绞线、锚板与夹片、OVM锚具、架线环等特殊配套工具。
（3）材料要求：本工程锚索预应力较大，属常拉状态，其关系到人的生命安全及基坑、周边等的安全，锚索材料的质量必须符合技术要求。钢绞线质量必须符合国标要求，进货渠道须可靠，需要供货单位资质证明书、近两年业绩证明、单位信誉证明、出厂合格证书，收货后应见证取样验收报告单，合符要求后方可使用。此外验收时还应验证钢绞线外观、包装、出厂日期、直径、重量、长度等。锚具供货与钢绞线一样，另锚具必须与所选钢绞线匹配。钢绞线应妥善保管，防止乱盘、生锈，防粘油污、泥土杂物等。
3.3 主要工序施工方法及技术要求
（1）造孔和清孔：用锚杆钻机长螺旋钻或环状钻头的钻具钻进成孔，钻进前钻机安装应做到“正、平、稳、固”，钻进过程中用冲洗液循环清孔。当土层易坍塌时，应加快成孔速度，必要时下入套管护壁。
钻孔深度直径达到设计要求和有关技术要求，深度+50～+100mm，应≤200mm ，钻孔直径不得小于设计直径；钻孔与锚杆设计方位偏差应控制在±1°，倾角偏差≤±1°。
钻孔过程中既要注意地下隐蔽物安全，又要防止钻进过程中钻到如地下电缆等物的不安全因素；当发现锚孔地层情况与设计有较大出入或钻孔中遇到硬物、异常物等，应立即停止施工向上汇报，经分析查明后方可继续。
钻孔完毕后应降低冲洗液浓度清孔，当孔内有外流水时应疏导外排，掉落松土应立即采取措施处理，成孔做好施工记录。
（2） 锚索制作及安装：首先进行锚索的下料，锚索小料长度L按下式计算：
L = l+a+b+0.3
式中：L ———锚索下料长度，m；
l ———锚索设计长度，m；
a ———外锚头厚度，m；
b ———锚具总长（包括钢垫板、螺母、千斤顶） ，m。
下料时，钢绞线的切割宜用砂轮切割机，勿用电焊或气割，以免钢丝受热损伤而降低其抗拉强度。单根锚索钢绞线不宜用接头，如确实需要接头则必须用挤压式或套管式接头并且应错开2.0m以上；多根钢铰线间用隔离架按@1.5～@2.0m分开，并用铅丝绑牢；钢绞线表面不应有污物、铁锈或其它有害物质；钢绞线端部宜套入正锥形导向套内。
一二次注浆管、自由端等一并在地上绑扎好，自由端用塑料管包裹，与锚固段接触处的塑料管应密封好以防注浆时浆液渗入自由段，注浆管亦应外露0.5～0.8m；二次注浆管锚固段部分应按@1.0～@2.0m钻15～18mm 孔眼，并用防水胶布（包括底端） 封住。
锚杆在运输过程中应防止明显的弯曲、扭、转，并不得破坏隔离架、套管、注浆管等物。
锚索的安装在清孔后立即进行，注浆管与锚索同时放入孔内，注浆管头部距孔底100mm ， 锚杆体放入孔内深度不应小于设计长度的95% ，如有排气管则锚索放入孔中后应检查该管是否通畅。锚索应达到孔底预定位置，否则重新清孔和安装。锚索安装后不得作为它物地锚，不得随意敲击和悬挂重物等。
（3）锚索注浆：杆体注浆水泥42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.45～0.50，适当加入早强剂。水泥应有出厂材质证明书，不可受潮、结块、过期；水泥浆应严格按规定计量拌和均匀，随用随
搅，防止石块、杂物混入浆液中，水泥浆搅拌时间应≥3min，确保搅拌均匀，浆液搅拌后须过8mm×8mm筛网方可入孔内。
自由段用套管隔离后，锚固段和自由段内同步灌浆。一次注浆采用0.5～0.6MPa 端部常压注浆，边注浆边缓慢匀速向外抽出注浆管，抽管不可过快，应确保注浆管端口始终埋在浆液面内1.0m以上。
在一次注浆锚固体强度达到5MPa 后按设计要求进行二次高压注浆工艺。二次注浆管注浆压力3.0～5.0MPa， 当二次压浆孔口冒浆或坑体周围土壁冒浆时应停止，必要时采用间歇压浆。
单根锚索实际注浆体积必须超过理论计算体积；注浆作业结束或中途停止较长时间，应将泵和管路清洗干净；注浆过程中应作好注浆施工原始记录。
（4）预应力锚索的张拉锁定：预应力锚索张拉应在分段分区砼桩顶联系梁（或腰梁）砼浇捣7d 后进行，且锚体强度应达到15MPa以上。
锚索张拉前， 应对张拉设备、压力表、千斤顶进行标定；锚索承压垫应平整，并与锚索轴线垂直，千斤顶就位时需注意工具锚、锚环与锚垫板在同一中心线上。张拉前， 应取0.1～0.2 倍设计轴向拉力值对锚索预拉1～2次， 使钢绞线拉紧， 各接触部位接触紧密、杆体平直。
张拉锚索应按一定的程序进行，张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响，锚索间距<1.5m时，须考虑群锚效应，采取“隔二拉一”或“隔一拉一”的张拉方式锁定。锚索张拉到1.1倍锚索设计轴向拉力值时，保持5～15min ，然后卸载至锁定荷载按设计要求进行锁定。
张拉荷载采用双重控制，以压力表读数为主，伸长值为辅进行复核。锚索锁定后，若发现有明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。
（5）封锚：张拉完成后，从锚具量起预留50～100mm 钢绞线，多余的用切割机截去。钢绞线不宜留得太短，以防其滑入孔中而失效。之后用防锈涂料仔细粉刷外露钢构件，最后浇筑C20 砼封闭锚头。
4、结语
采用预应力锚索施工对基坑进行加固，能使整个加固结构轻便，占用外部空间较小，不致影响坑中房屋建筑的施工，与其它结构相比，具有明显的经济效益。实践证明，预应力锚索施工工艺确实为基坑支护的一种形之有效的支护方式，值得广泛应用与推广。
参考文献
[1] 刘效尧，朱新实. 预应力技术及材料设备[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2] 黄强.深基坑支护工程设计技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.
[3] 李聚金.岩土预应力锚索工程实践[J].路基工程，1996，（3）.
[关键词]预应力锚索 基坑 支护 施工工艺 技术要求
中图分类号：TU357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0116-01
1、工程概况
教学楼工程总用地面积47236㎡，总建筑面积72870㎡，其中地下10317㎡，地上62553㎡，建筑基底面积为4470㎡。地下2层，地上19层，建筑高度78.9m。本工程基坑支护主要包含人工挖孔桩、预应力锚索、喷射混凝土护坡、钢筋混凝土梁板支撑等工程。
本工程基坑大部分设二排预应力锚索，局部设一排、三排预应力锚索，总数309条，锚索长度25～35m，锚索设计值为450KN、锁定值320、350KN。根据地质资料分析，本工程锚索绝大部分无法入岩，施工时按长度终孔。一次注浆水灰比0.45～0.50，注浆压力0.5～0.6Mpa。待初次注浆3～5小时内，可进行二次注浆，配合比不变，泵送压力在1.5～2.0MPa。
2、锚索作用原理及结构形式
2.1 作用原理
预应力锚索加固基坑时，一端锚固于稳定的岩层内，以提高锚固力，另一端通过锚头部分固定于基坑坑壁。通过对锚索施加预应力，对基坑坑壁产生一个主动压力，从而提高基坑的整体稳定性。
2.2 锚索的结构形式
锚索结构由内锚固段、自由段和外锚固段组成。
3、预应力锚索施工
3.1 预应力锚索施工工艺流程
预应力锚索施工工艺流程为：孔位放线→土方开挖至一定标高→钻机对位→造孔→清孔→安装锚索组→一次常压注浆→二次高压注浆（压力3. 0～5. 0MPa） →制作联系梁（或腰梁） →锚索张拉锁定→封锚。
3.2 主要设备和材料及要求
（1）主要设备：锚杆钻机、空压机、高压泵、低压泵、泥浆搅拌机、切割机、电焊机、高压油泵、张拉机等。
（2）主要材料：钻头、钻具、电气焊、钢绞线、锚板与夹片、OVM锚具、架线环等特殊配套工具。
（3）材料要求：本工程锚索预应力较大，属常拉状态，其关系到人的生命安全及基坑、周边等的安全，锚索材料的质量必须符合技术要求。钢绞线质量必须符合国标要求，进货渠道须可靠，需要供货单位资质证明书、近两年业绩证明、单位信誉证明、出厂合格证书，收货后应见证取样验收报告单，合符要求后方可使用。此外验收时还应验证钢绞线外观、包装、出厂日期、直径、重量、长度等。锚具供货与钢绞线一样，另锚具必须与所选钢绞线匹配。钢绞线应妥善保管，防止乱盘、生锈，防粘油污、泥土杂物等。
3.3 主要工序施工方法及技术要求
（1）造孔和清孔：用锚杆钻机长螺旋钻或环状钻头的钻具钻进成孔，钻进前钻机安装应做到“正、平、稳、固”，钻进过程中用冲洗液循环清孔。当土层易坍塌时，应加快成孔速度，必要时下入套管护壁。
钻孔深度直径达到设计要求和有关技术要求，深度+50～+100mm，应≤200mm ，钻孔直径不得小于设计直径；钻孔与锚杆设计方位偏差应控制在±1°，倾角偏差≤±1°。
钻孔过程中既要注意地下隐蔽物安全，又要防止钻进过程中钻到如地下电缆等物的不安全因素；当发现锚孔地层情况与设计有较大出入或钻孔中遇到硬物、异常物等，应立即停止施工向上汇报，经分析查明后方可继续。
钻孔完毕后应降低冲洗液浓度清孔，当孔内有外流水时应疏导外排，掉落松土应立即采取措施处理，成孔做好施工记录。
（2） 锚索制作及安装：首先进行锚索的下料，锚索小料长度L按下式计算：
L = l+a+b+0.3
式中：L ———锚索下料长度，m；
l ———锚索设计长度，m；
a ———外锚头厚度，m；
b ———锚具总长（包括钢垫板、螺母、千斤顶） ，m。
下料时，钢绞线的切割宜用砂轮切割机，勿用电焊或气割，以免钢丝受热损伤而降低其抗拉强度。单根锚索钢绞线不宜用接头，如确实需要接头则必须用挤压式或套管式接头并且应错开2.0m以上；多根钢铰线间用隔离架按@1.5～@2.0m分开，并用铅丝绑牢；钢绞线表面不应有污物、铁锈或其它有害物质；钢绞线端部宜套入正锥形导向套内。
一二次注浆管、自由端等一并在地上绑扎好，自由端用塑料管包裹，与锚固段接触处的塑料管应密封好以防注浆时浆液渗入自由段，注浆管亦应外露0.5～0.8m；二次注浆管锚固段部分应按@1.0～@2.0m钻15～18mm 孔眼，并用防水胶布（包括底端） 封住。
锚杆在运输过程中应防止明显的弯曲、扭、转，并不得破坏隔离架、套管、注浆管等物。
锚索的安装在清孔后立即进行，注浆管与锚索同时放入孔内，注浆管头部距孔底100mm ， 锚杆体放入孔内深度不应小于设计长度的95% ，如有排气管则锚索放入孔中后应检查该管是否通畅。锚索应达到孔底预定位置，否则重新清孔和安装。锚索安装后不得作为它物地锚，不得随意敲击和悬挂重物等。
（3）锚索注浆：杆体注浆水泥42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.45～0.50，适当加入早强剂。水泥应有出厂材质证明书，不可受潮、结块、过期；水泥浆应严格按规定计量拌和均匀，随用随
搅，防止石块、杂物混入浆液中，水泥浆搅拌时间应≥3min，确保搅拌均匀，浆液搅拌后须过8mm×8mm筛网方可入孔内。
自由段用套管隔离后，锚固段和自由段内同步灌浆。一次注浆采用0.5～0.6MPa 端部常压注浆，边注浆边缓慢匀速向外抽出注浆管，抽管不可过快，应确保注浆管端口始终埋在浆液面内1.0m以上。
在一次注浆锚固体强度达到5MPa 后按设计要求进行二次高压注浆工艺。二次注浆管注浆压力3.0～5.0MPa， 当二次压浆孔口冒浆或坑体周围土壁冒浆时应停止，必要时采用间歇压浆。
单根锚索实际注浆体积必须超过理论计算体积；注浆作业结束或中途停止较长时间，应将泵和管路清洗干净；注浆过程中应作好注浆施工原始记录。
（4）预应力锚索的张拉锁定：预应力锚索张拉应在分段分区砼桩顶联系梁（或腰梁）砼浇捣7d 后进行，且锚体强度应达到15MPa以上。
锚索张拉前， 应对张拉设备、压力表、千斤顶进行标定；锚索承压垫应平整，并与锚索轴线垂直，千斤顶就位时需注意工具锚、锚环与锚垫板在同一中心线上。张拉前， 应取0.1～0.2 倍设计轴向拉力值对锚索预拉1～2次， 使钢绞线拉紧， 各接触部位接触紧密、杆体平直。
张拉锚索应按一定的程序进行，张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响，锚索间距<1.5m时，须考虑群锚效应，采取“隔二拉一”或“隔一拉一”的张拉方式锁定。锚索张拉到1.1倍锚索设计轴向拉力值时，保持5～15min ，然后卸载至锁定荷载按设计要求进行锁定。
张拉荷载采用双重控制，以压力表读数为主，伸长值为辅进行复核。锚索锁定后，若发现有明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。
（5）封锚：张拉完成后，从锚具量起预留50～100mm 钢绞线，多余的用切割机截去。钢绞线不宜留得太短，以防其滑入孔中而失效。之后用防锈涂料仔细粉刷外露钢构件，最后浇筑C20 砼封闭锚头。
4、结语
采用预应力锚索施工对基坑进行加固，能使整个加固结构轻便，占用外部空间较小，不致影响坑中房屋建筑的施工，与其它结构相比，具有明显的经济效益。实践证明，预应力锚索施工工艺确实为基坑支护的一种形之有效的支护方式，值得广泛应用与推广。
参考文献
[1] 刘效尧，朱新实. 预应力技术及材料设备[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2] 黄强.深基坑支护工程设计技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.
[3] 李聚金.岩土预应力锚索工程实践[J].路基工程，1996，（3）.