论文部分内容阅读
[摘要]土层可拆芯锚杆实际上是一种较为先进的锚杆技术，沿拉筋全长周边涂油脂，然后套上胶管，使之相互分离;在拉杆受力时，外力经无粘结拉杆传到锚固体根部位置，基础施工完成后，再以千斤顶回收之。从土层可拆芯锚杆在深基坑支护工程中的应用效果来看，具有可靠性高、安全稳定以及造价低廉等优点。本文针对中机国际工程技术研发中心及其配套项目工程，就土层可拆芯锚杆在深基坑支护工程中的应用谈一下自己的观点和认识，以供参考。
[关键词]土层可拆芯锚杆 深基坑支护 应用 研究
[中图分类号]F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-466-2
本文所研究的工程项目拟建场地，原始地貌属湘江河流域冲洪积IV级阶地地貌。设计方案是根据建筑规划平面图，岩土工程详细勘察资料，场地周边环境条件及基坑开挖深度等要求确定。红线范围内基坑最大高度约20m。基坑安全等级为一级，重要性系数取值1.1，设计使用年限为一年。道路取均布荷载q=20kPa，建筑荷载取q=15kPa每层。本施工图必须经过施工图专项审查后方可施工，并符合政府文件和各规程规范的要求。
1土层可拆芯锚杆施工方案及其适用性
1.1可拆芯锚杆施工方案
一般而言，可拆芯锚杆施工过程中，其围护结构通常为Φ800@ 1 400mm灌注桩加锚杆联合支护。根据工程项目深基坑施工设计方案，要想确保深基坑施工过程中的安全可靠性，盾构圈中的锚索作用时难以用其它支护方法来替代，因此需在施工过程中充分发挥支护的作
用，再将其索体抽出。在深基坑施工过程中，对于岩石锚固新工艺相对陌生，在通过对支护方案进行对比分析以后，最终决定该工程项目采用可拆芯式（又称为分散压缩型）锚索施工工艺来解决实际问题。
1.2可拆芯锚杆结构特点
基于以上分析，可拆芯锚杆实际上就是将无粘结力钢绞线弯曲成U形结构，分装入数个按间距设置的承载体之上，在钢绞线张拉过程中，可在锚固体内通过承压形式作用在注浆材料，从而形成一个压缩分散型锚固体，完成预设功能后，钢绞线即可从无粘结包裹体中自由的抽出来，如图1所示。
1.3可拆芯锚杆传力机制及其应用特性
对于可拆芯锚杆而言，实际上是分散压缩型锚索，较之于拉伸型锚索而言，其传力机制非常的独特，而且工作特性也非常的好，具体表现以下几个方面：
首先，锚固体上粘结摩阻均匀分布，可充分调用土体抗剪强度。对于拉伸型锚索而言，在张拉过程中，临近张拉段锚固段界面上，具有最大粘结摩阻应力，并且随张拉力的不断增大，其粘结摩阻应力峰值也逐步向深部位置移动，恒定张拉力的保持会造成锚固体周边界面破坏，如图2所示。
在分散压缩型锚索张拉过程中，可借助承载体，使较大总拉力有效地转化为若干作用在承载体上的小压缩力。通过该种方式，有效地避免了粘结摩阻应力过度集中问题，而且在锚固体长度上粘结摩阻应力均匀分布，所以峰值也随之大幅降低。
其次，压缩分段型锚杆的锚固体承载体，在承受一定的压缩力时，可能会导致灌浆体发生径向扩张现象，所以可以提高摩阻强度。
最后，锚固体中灌浆材料一直处于受压状态，不会出现开裂现象，而且灌浆材料、外裹塑料层，共同构成了钢绞线双重防腐系统，因此锚杆的安全耐久性大幅度提高。当锚杆应用功能完成以后，作为预应力筋的钢绞线被抽出来，所以不会干扰盾构机推进到站效果。
1.4可拆芯锚杆施工工艺
可拆芯试验锚杆布设在基坑接收盾构处，离地表距离大约18.95米，根据地质勘查情况和相关钻孔资料，锚杆所在的地层如果是粉质黏土、细砂或者黏质粉土、砂卵石层，则锚杆锚固段分布于细砂层、黏土之中，此时建议用双套管钻机进行施工作业，同时变更二次高压注浆技术，以此来实现锚固体施工目的。
基于以上工艺流程，需要强调的是锚杆编索过程中，应当严格按照可拆式芯锚杆结构参数、承载体位置进行严格下料，做好固定在不同承载体上的标记，这样方便弯线机、打包机将钢绞线有效地固定在承载体之上。同时，还要在锚固段上每隔大约20米的距离，就设一隔离架，以免绞线出现相互缠绕现象。完成孔深以后，将钻机移位，并且在套管中放置编好索体，此时将套管拔出即可实施锚固体注浆作业。
2土层可拆芯锚杆在深基坑支护工程中的应用实践
2.1工程概况
中机国际工程技术研发中心及其配套项目工程位于长沙市东塘立交桥西南侧，交通便利。该项目由中机国际工程设计研究院有限责任公司第一建筑所设计。拟建建（构）筑物层数为26层，地下室4层，基坑深度为20米左右。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001） （2009年版）和《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）划分，基坑各侧壁安全等级为一级。场地为长沙市较为繁华的东塘商区，地形较为平坦，钻孔孔口标高介于65.41～66.26m之间。
2.2支护方案
在基坑一侧出入段线盾构井位置，盾构影响范围内的支护结构设4道锚杆，实践中为有效避免后期盾构区间隧道施工作业，在盾构影响区域第3道锚杆位置，按可拆除思路进行设计。当结构竖井施工操作完成后，锚索支护功能结束，在盾构机掘进施工前，需将影响掘进的相关锚杆拆除掉，以此来确保以支护方案的顺利完成。拆除回收过程中，建议先放松锚杆工作锚片，然后用千斤顶将钢绞线逐根慢慢抽出来。在此过程中，为有效提高锚杆施工质量、保证锚杆承载力符合设计要求，在锚杆设计以及制作、施工和张拉过程中，需从以下几个方面考虑。
第一，杆体制作与安放，锚杆杆体、钢绞线之间的净距管控。实践中，因压力分散型锚杆构造比较独特，由很多根单元锚杆组成，所以在制作高承载力锚杆过程中，需多个单元锚杆构成。实践中，当锚杆孔中的钢绞线相对较多时，因锚杆孔直径有限，所以要求锚杆制作过程中一定要进行严格管控，尤其是杆体钢绞线之间的间隙，一定要严格控制。如果间隙过小，则可能会导致钢绞线四周的灌浆体缺失，在张拉过程中影响锚杆杆体、灌浆体之间的黏结力。所以，在锚杆制作过程中，需注意锚杆杆体隔离环安装间距，不能太大;而且杆体安
放过程中，应当注意锚杆孔中的清洁性、光滑度，必须保持杆体的平顺性，不能有扭曲现象。
第二，锚杆注浆施工质量管控。可拆芯锚杆施工时，锚杆孔注浆施工质量是保证锚杆承载力的关键所在。实践中，因锚杆锚固段长度利用率提高了，每一个单元锚杆的锚固段长度均相对较小，为有效发挥锚杆自身的承载潜力，锚杆要求全部单元锚固段长度内注浆施工质量，尤其是饱满密实度。
第三，张拉试验法。张拉试验过程中所用到的设备、仪表，在试验过程中与普通拉伸型锚索存在着较大的区别，主要是因为可拆芯锚杆每对锚索长度的要求存在着差异性。如果按照延伸量不变这一目标进行张拉，则每一个承载体锚索拉力各不相同。所以，应当采用等荷载张拉方式，基本要求是从最大自由长度锚索起，按次序进行张拉;在到达最小自由度时，再同时对全部锚索进行张拉。该种施工方法，是将每一对锚索张拉夹具连至千斤顶上的时间错开张拉方式，通过对锚索最大、最小延伸量的调整，可以有效实现所有锚索拉力均衡。
3结语
总而言之，土层可拆芯锚杆在深基坑支护中的应用，不仅可以有效避免对临近地下设施后续施工产生影响，而且还能合理地利用空间、节约费用，所以是一种值得应用和推广的技术。
参考文献
[1]《建筑地基基础规范》（GB50007-2011）.
[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）.
[3]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）.
[4]《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086-2011）.
[5]闫莫明，徐祯祥，苏自约.岩土锚固技术手册[M].北京：人民交通出版社，2004.
[关键词]土层可拆芯锚杆 深基坑支护 应用 研究
[中图分类号]F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-466-2
本文所研究的工程项目拟建场地，原始地貌属湘江河流域冲洪积IV级阶地地貌。设计方案是根据建筑规划平面图，岩土工程详细勘察资料，场地周边环境条件及基坑开挖深度等要求确定。红线范围内基坑最大高度约20m。基坑安全等级为一级，重要性系数取值1.1，设计使用年限为一年。道路取均布荷载q=20kPa，建筑荷载取q=15kPa每层。本施工图必须经过施工图专项审查后方可施工，并符合政府文件和各规程规范的要求。
1土层可拆芯锚杆施工方案及其适用性
1.1可拆芯锚杆施工方案
一般而言，可拆芯锚杆施工过程中，其围护结构通常为Φ800@ 1 400mm灌注桩加锚杆联合支护。根据工程项目深基坑施工设计方案，要想确保深基坑施工过程中的安全可靠性，盾构圈中的锚索作用时难以用其它支护方法来替代，因此需在施工过程中充分发挥支护的作
用，再将其索体抽出。在深基坑施工过程中，对于岩石锚固新工艺相对陌生，在通过对支护方案进行对比分析以后，最终决定该工程项目采用可拆芯式（又称为分散压缩型）锚索施工工艺来解决实际问题。
1.2可拆芯锚杆结构特点
基于以上分析，可拆芯锚杆实际上就是将无粘结力钢绞线弯曲成U形结构，分装入数个按间距设置的承载体之上，在钢绞线张拉过程中，可在锚固体内通过承压形式作用在注浆材料，从而形成一个压缩分散型锚固体，完成预设功能后，钢绞线即可从无粘结包裹体中自由的抽出来，如图1所示。
1.3可拆芯锚杆传力机制及其应用特性
对于可拆芯锚杆而言，实际上是分散压缩型锚索，较之于拉伸型锚索而言，其传力机制非常的独特，而且工作特性也非常的好，具体表现以下几个方面：
首先，锚固体上粘结摩阻均匀分布，可充分调用土体抗剪强度。对于拉伸型锚索而言，在张拉过程中，临近张拉段锚固段界面上，具有最大粘结摩阻应力，并且随张拉力的不断增大，其粘结摩阻应力峰值也逐步向深部位置移动，恒定张拉力的保持会造成锚固体周边界面破坏，如图2所示。
在分散压缩型锚索张拉过程中，可借助承载体，使较大总拉力有效地转化为若干作用在承载体上的小压缩力。通过该种方式，有效地避免了粘结摩阻应力过度集中问题，而且在锚固体长度上粘结摩阻应力均匀分布，所以峰值也随之大幅降低。
其次，压缩分段型锚杆的锚固体承载体，在承受一定的压缩力时，可能会导致灌浆体发生径向扩张现象，所以可以提高摩阻强度。
最后，锚固体中灌浆材料一直处于受压状态，不会出现开裂现象，而且灌浆材料、外裹塑料层，共同构成了钢绞线双重防腐系统，因此锚杆的安全耐久性大幅度提高。当锚杆应用功能完成以后，作为预应力筋的钢绞线被抽出来，所以不会干扰盾构机推进到站效果。
1.4可拆芯锚杆施工工艺
可拆芯试验锚杆布设在基坑接收盾构处，离地表距离大约18.95米，根据地质勘查情况和相关钻孔资料，锚杆所在的地层如果是粉质黏土、细砂或者黏质粉土、砂卵石层，则锚杆锚固段分布于细砂层、黏土之中，此时建议用双套管钻机进行施工作业，同时变更二次高压注浆技术，以此来实现锚固体施工目的。
基于以上工艺流程，需要强调的是锚杆编索过程中，应当严格按照可拆式芯锚杆结构参数、承载体位置进行严格下料，做好固定在不同承载体上的标记，这样方便弯线机、打包机将钢绞线有效地固定在承载体之上。同时，还要在锚固段上每隔大约20米的距离，就设一隔离架，以免绞线出现相互缠绕现象。完成孔深以后，将钻机移位，并且在套管中放置编好索体，此时将套管拔出即可实施锚固体注浆作业。
2土层可拆芯锚杆在深基坑支护工程中的应用实践
2.1工程概况
中机国际工程技术研发中心及其配套项目工程位于长沙市东塘立交桥西南侧，交通便利。该项目由中机国际工程设计研究院有限责任公司第一建筑所设计。拟建建（构）筑物层数为26层，地下室4层，基坑深度为20米左右。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001） （2009年版）和《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）划分，基坑各侧壁安全等级为一级。场地为长沙市较为繁华的东塘商区，地形较为平坦，钻孔孔口标高介于65.41～66.26m之间。
2.2支护方案
在基坑一侧出入段线盾构井位置，盾构影响范围内的支护结构设4道锚杆，实践中为有效避免后期盾构区间隧道施工作业，在盾构影响区域第3道锚杆位置，按可拆除思路进行设计。当结构竖井施工操作完成后，锚索支护功能结束，在盾构机掘进施工前，需将影响掘进的相关锚杆拆除掉，以此来确保以支护方案的顺利完成。拆除回收过程中，建议先放松锚杆工作锚片，然后用千斤顶将钢绞线逐根慢慢抽出来。在此过程中，为有效提高锚杆施工质量、保证锚杆承载力符合设计要求，在锚杆设计以及制作、施工和张拉过程中，需从以下几个方面考虑。
第一，杆体制作与安放，锚杆杆体、钢绞线之间的净距管控。实践中，因压力分散型锚杆构造比较独特，由很多根单元锚杆组成，所以在制作高承载力锚杆过程中，需多个单元锚杆构成。实践中，当锚杆孔中的钢绞线相对较多时，因锚杆孔直径有限，所以要求锚杆制作过程中一定要进行严格管控，尤其是杆体钢绞线之间的间隙，一定要严格控制。如果间隙过小，则可能会导致钢绞线四周的灌浆体缺失，在张拉过程中影响锚杆杆体、灌浆体之间的黏结力。所以，在锚杆制作过程中，需注意锚杆杆体隔离环安装间距，不能太大;而且杆体安
放过程中，应当注意锚杆孔中的清洁性、光滑度，必须保持杆体的平顺性，不能有扭曲现象。
第二，锚杆注浆施工质量管控。可拆芯锚杆施工时，锚杆孔注浆施工质量是保证锚杆承载力的关键所在。实践中，因锚杆锚固段长度利用率提高了，每一个单元锚杆的锚固段长度均相对较小，为有效发挥锚杆自身的承载潜力，锚杆要求全部单元锚固段长度内注浆施工质量，尤其是饱满密实度。
第三，张拉试验法。张拉试验过程中所用到的设备、仪表，在试验过程中与普通拉伸型锚索存在着较大的区别，主要是因为可拆芯锚杆每对锚索长度的要求存在着差异性。如果按照延伸量不变这一目标进行张拉，则每一个承载体锚索拉力各不相同。所以，应当采用等荷载张拉方式，基本要求是从最大自由长度锚索起，按次序进行张拉;在到达最小自由度时，再同时对全部锚索进行张拉。该种施工方法，是将每一对锚索张拉夹具连至千斤顶上的时间错开张拉方式，通过对锚索最大、最小延伸量的调整，可以有效实现所有锚索拉力均衡。
3结语
总而言之，土层可拆芯锚杆在深基坑支护中的应用，不仅可以有效避免对临近地下设施后续施工产生影响，而且还能合理地利用空间、节约费用，所以是一种值得应用和推广的技术。
参考文献
[1]《建筑地基基础规范》（GB50007-2011）.
[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）.
[3]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）.
[4]《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086-2011）.
[5]闫莫明，徐祯祥，苏自约.岩土锚固技术手册[M].北京：人民交通出版社，2004.