对可回收锚索施工技术的研究

陈虹

东莞市轨道交通有限公司

摘要：结合某工程水文地质勘察概况，对其可回收式锚索的施工技术进行了分析，得到了具体的施工方法和施工质量控制方法，可为以后类似的深基坑支护提供相应的技术参考。

关键词：锚索；施工工艺；基坑

引言：锚索结构是20世纪90年代被广泛应用于桥梁工程中的一种固定桥梁缆绳的承载构件。锚索结构因具有适用范围广、承载力高、经济性好等特点而被广泛使用。锚索结构应用于建筑的深基坑支护结构中，可有效的控制基坑周围土体或岩体的位移，使其达到稳定的状态，避免出现滑坡和塌方事故。在建筑深基坑支护结构的应用中具有显著的经济效益和社会效益。

1、工程概况

本项目为东莞市城市轨道交通R2线工程2311标，包括1站2区间，即展览中心站、珊美站～展览中心站、展览中心站～虎门火车站区间盾构段。工程范围示意见图1-1。

图1-1工程范围示意图

2、工程和水文地质勘察情况

车站主体位于莞太路与家具大道交叉的十字路口，布置在莞太路隔离带以东侧的道路下。车站基坑周边管线较多，地下管线主要位于莞太路及家具大道下，沿道路或者横跨道路敷设。本站地下管线除Φ1000截污管在围护桩施工时已采用悬吊保护外，其余均已迁改至车站影响范围外，对车站主体冠梁及砼支撑施工影响不大。基坑左线基坑与名都家居广场建筑物基础距离很近。

本车站工程内无地表河流、沟渠。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。地下水位埋深0.5～4.6m。局部地段含水层与相对隔水层交错分布，因此在车站范围地下水局部具有微承压性，承压水头高1～3m。场址第四系孔隙水主要受大气降水补给。基岩裂隙水主要有大气降水及孔隙水补给。

3、施工部署

3.1技术要求

轨排井段围护结构采用1000@1150mm钻孔灌注桩+φ600旋喷桩止水，基坑竖向设置3道预应力锚索+一道钢支撑（φ600mm，t＝16mm）。预应力锚索水平间距为1.15m。锚索钻孔直径为150mm，孔位允许偏差为水平方向50mm，垂直方向100mm，孔深应超过设计长度0.5m。预应力锚索下料长度允许误差为50mm，安装前应进行防腐处理。锚索采用7∅5（∅s15.2）的高强度低松弛预应力钢绞线，其标准强度为1860Mpa。锚索的锚固段间隔设置架线环和紧箍环，间距为1.0m；自由段间距2.0m设置一道架线环，以保证锚索顺直。其他设计参数见下表：

3.2施工顺序

轨排井围护桩和桩间止水帷幕旋喷桩完成后，开挖至锚索冠梁底部100mm，施做锚索冠梁及第一道锚索，再开挖至第二道锚索腰梁底部100mm，施做第二道锚索腰梁及锚索，再开挖至第三道锚索腰梁底部100mm，施做第三道锚索腰梁及锚索，然后进行第四道钢支撑，最后挖至基坑底部。

3.3施工工艺流程

3.3.1锚索施工工艺流程

1、施工流程见下图

2、主要施工参数

（1）锚索采用7Φ5（s15.2）的高强度低松弛预应力钢绞线，其标准强度为1860Mpa。

（2）预应力锚索下料长度允许误差为50mm，安装前须进行防腐处理。

（3）当锚固体的强度大于15Mpa，达到设计强度75%时进行锚索张拉锁定作业。

（4）锚索冠梁、腰梁混凝土强度等级为C30，主筋保护层厚度取40mm。

（5）锚索的锚固段间隔设置架线环和紧箍环，间距为1.0m；自由段间距2.0m设置一道架线环，以保证锚索顺直。

（6）砼冠梁及腰梁混凝土的强度未达到设计强度的80%之前不允许进行基坑下一步开挖。

4、可回收式锚索回收方法

锚索回收施工程序如下：

第一，装上支架、20t的穿心式油压千斤顶、回收夹具及夹片等，中心处回收关键锚索不安装夹片。

第二，完成安装后开启千斤顶加载，使锚头有松动及约有2～3mm的浮起，然后卸载。

第三，在支架上安装锚头夹片的回收垫片，重复步骤一后开启千斤顶加载，使锚头处的夹片脱落，千斤顶卸载，取走锚头，中心处回收关键锚索须安装夹片，同时须进行锚头夹片防止飞出的防护工作。

第四，将支架取走，安装千斤顶及对中心关键回收锚索安装夹具及夹片，启动千斤顶加载，将中心关键锚索拔出。

第五，中心关键锚索拔出后，安装千斤顶及对周边对称的2根锚索安装夹具及夹片，将其拔出。

第六，重复步骤五，直至将所有锚索拔出。

第七，锚索回收后需回填土方至相应锚索标高处。

图2-14可回收锚索结构形式图

5、可回收锚索施工要点

可回收锚索在施工中能否按预期目标顺利完成，其主要技术要点有以下几个方面：

（1）在锚索施工中，须注意钻孔后的孔洞清洗，确保孔内不留有泥浆，尤其是在软土层中的施工。

（2）回填注浆施工是关键工序，水泥浆液绝不能漏入锚索保护套内，否则会造成锚索固结，影响锚索的顺利回收。

（3）锚索施工后必须采取严格的保护措施，否则会影响锚索的回收及其重复利用。

（4）为了减小预应力的损失，根据锚索设计使用的束数，其锚头垫块、锚头、回收夹具与穿心式油压千斤顶必须相互配套。

（5）锚索夹片在设计上须考虑回收时的拔出施工要求，即在端部须留有凹槽及回收使用的锁件。

（6）锚索施工应进行锚索的抗拔试验及蠕变试验，并满足设计及相关规范、规程要求。

（7）施工时注意保证锚索腰梁的端面与钻孔垂直，保证锚索拉力的有效传递。

6、工程质量保证措施

6.1工程质量目标

严格按GB/T19001-2008，DIT，ISO9001：2008《质量管理体系要求》标准执行，科学管理，积极推广新工艺、新材料、新技术、新设备，确保本合同工程质量达到合格标准，各分项、分部工程一次验收合格率达95%以上。单位工程一次验收合格。

6.2质量管理组织体系与职责分配

建立由公司宏观控制，项目经理领导，项目总工程师策划、组织实施，现场经理中间控制，各专业工程师检查和监控的质量保证体系，形成从项目经理部到各分承包方、各专业化公司和作业班组的质量管理网络。在质量管理过程中采用“目标管理、创优策划、过程监控、阶段考核、持续改进”五大方面及具体的内容与措施。质量管理组织机构见图1-1所示。

图1-1质量管理组织机构

6.3工程质量保证措施

1、物资保证。

1）水泥必须为正规厂家生产的po42.5散装水泥，进场前严格按照规范要求频率进行检验。对统一水泥厂生产的同期出厂的同品种，同标号水泥，以一次进场（厂）的同一出厂编号的水泥为一批。但一批的总量不得超过500T，随即从3个车罐中抽取等量水泥，经混拌均匀后，再从中称取不少于12kg水泥作为检测式样。水泥外加剂

2）钢绞线必须采购有资质的合格产品，并按规范要求进行送检，每60T钢绞线为一批次，每批次取一组力学试样和一组松弛试样，力学试样：1.2--1.5米，每组3根；松弛试样：2.3--2.5米，每组两根。

3）锚具、夹具及连接器进场验收时，应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格、数量，确认无误后进行外观检查、硬度检查和静载锚固性能试验，确保锚具、夹具的尺寸、硬度、锚固性能满足要求。对于锚具用量较小的一般工程，如供货方提供有效实验报告，可不做静载锚固性能试验。验收分批进行，批次划分时同一种材料和同一生产工艺条件下生产的产品和列为同一批量。锚具、夹片应以不超过1000套为一个验收批。外观抽10％并不少于10套，硬度抽取5％并不少于5套，锚具静载锚固性能试验应由锚具生产厂家提供实验报告。

4）张拉设备油压千斤顶与压力表及油泵必须是一一对应的配套校验，油压千斤顶进场前必须经过专业机构进行校验，超过6个月应重新校验，校验合格后才能使用。千斤顶、压力表、油泵都需配套校验，不能随意顶替组合。千斤顶还必须与锚头垫块、锚头、回收夹具必须相互配套。

2、技术保证。

施工前编制专项施工方案和技术交底，对作业人员进行安全交底及技术交底，保证施工质量。

3、工期保证。

合理安排流水施工，严格控制工期，施工前进行周密部署和准备，防止发生由于准备工作不充分而影响工期。

7、锚索施工质量控制措施

1、锚位点放线，各方向允许误差均为±1cm。

2、按设计孔口座标在脚手架上安装钻机专用钢管，将钻机放在专用钢管上，用经纬仪按边坡方向放出基线，然后用方向架放出锚索方位角，测角仪调整倾角，到满足设计要求为止。将紧固件紧牢后，再核查一遍钻机孔位座标、方位及倾角，确认无误后，将所有紧固件再紧一遍使其误差不超过：倾角±0.5°，方位角±1°。

3、洗孔要干净彻底，孔中不得留有岩粉和水。

4、锚索的编制要确保每一根钢绞线始终均匀排列、平直、不扭不叉，锈、油污要除净，对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔出。

5、安放锚索要保证锚索孔壁有不少于1cm的注浆厚度，锚索安放要平直，张拉段要放在锚孔中央。

6、严格控制加水量和水灰比，灰砂比允许误差为±0.03。

7、注浆作业时，每个班组应预留3组砂浆试块，标养28d，以抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。

8、锚索的张拉要在锚固段砂浆及锚墩混凝土达到设计强度后，方可进行。

9、锚索的张拉时，锚索实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许偏差为±6%。

10、补张拉在张拉完成后6--10天进行，张拉力取设计预拉力的20%。

8、结语

将可回收式锚索应用于建筑深基坑中，具有对周围建筑物影响小、减少建筑垃圾残留、环保等优点，可广泛应用于市区、周边环境复杂、地基复杂的场地中，具有比传统锚索更合理的传力模式，锚固效果更明显、更稳定。

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