摘要：隨著經濟的快速發(fā)展，超大型、超高層建筑工程數目逐漸增大，深基坑施工技術得到了較快的發(fā)展，而保障深基坑質量與安全的支護技術亦顯得越來越重要。本文結合筆者的從業(yè)經歷，簡要分析了預應力錨桿在深基坑支護中的技術措施。
一、預應力錨桿概述
預應力錨桿是由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端錨固在堅硬的巖層中，然后在另一個自由端進行張拉，從而對巖層施加壓力對不穩(wěn)定巖體進行錨固的方法。具有施工方便，施工速度快，施工費用低等特點。深基坑支護中，預應力錨桿一般選用鋼鉸線作為預應力筋，利用對其自由段預拉的彈性回縮力對支護結構施以預設的應力，使支護結構得以穩(wěn)定。其在深基坑支護中的具體作用有以下幾點：
?。ㄒ唬┦┘宇A應力實現荷載平衡
將結構中的預應力筋和錨具看作施載體將其從結構中脫離，把預應力的作用視為一相應荷載，由其于外荷載相平衡的條件，去反求預應力的大小、預應力筋的布筋及其彎曲形狀等。這樣，即可把結構當成是受到平衡荷載和外荷載作用的非預應力結構來計算，為支護的設計和分析提供了依據，是支護結構穩(wěn)定的保證。
?。ǘ╊A加應力使土體和錨固體一體化的加固作用
通過預加應力，使自由段處的土體預壓，使得原來土壓力方向發(fā)生了改變，阻礙了滑移面的產生，從而抵消了基坑開挖時釋放的土壓力，有效地控制了土體的變形；可使錨固體與土體進行協(xié)調結合，形成一體化的加固作用，提高基坑的整體穩(wěn)定性。但需注意的一點是，由于預應力錨桿是在基坑自穩(wěn)、土體未產生變形的基礎上才產生作用的，因此，下步開挖需在錨桿張拉，施加預應力之后進行。
二、預應力錨桿的設計
?。ㄒ唬╊A應力值的設計計算
錨桿預應力值的確定對于錨桿的應用起決定性作用，它不僅要考慮安全與經濟性，而且對變形的控制尤為重要。因此，預應力錨桿在設計計算時，錨桿預應力值應滿足基坑支擋結構的穩(wěn)定力；在支護體系中，錨桿預應力值應由支擋結構各部位所承受的土壓力(采用土釘支護時，土壓力用抗拔力代替)乘以安全系數計算而來；預應力錨桿參數(錨桿長度、自由段長度、預應力筋個數、傾斜角等)應由預應力值和所勘察的土性參數結合而確定；當基坑穩(wěn)定性滿足各錨桿參數計算后，再對整體進行穩(wěn)定計算，如滿足要求，則進行下一步工作。
?。ǘ┈F場試驗
由于深基坑支護時，開挖后與勘察資料不盡相同，為此，在施工前應先進行現場試驗，以獲得完整的試驗資料，如通過分級加載下錨頭的位移值，了解預應力錨桿的受力變化特性；通過抗拔實驗，得出錨桿的極限承載力，使其荷載比β≤0.55，以最大限度發(fā)揮預應力錨桿的錨固作用；通過試驗了解預應力設計值與極限承載力的關系，從而了解支護結構的安全可靠性。
三、預應力錨桿在深基坑支護中的應用技術
?。ㄒ唬┒ㄎ慌c錨桿成孔
鉆孔之前，按照設計標準及土層狀況，確定出孔位，進行標記。其中的作業(yè)面場地應保持平坦及堅實，還要存在排水溝，場地寬要多于4m。施工作業(yè)面達到施工要求后，將鉆機移至孔位，鉆機進行就位之后，要平穩(wěn)，對準放線定位標樁，調平機座，控制鉆孔傾角，立軸、導索要一致于鉆索傾角，處于同軸線之上。鉆進運用的鉆具，能使用地質單位運用的一般巖芯鉆探具有的鉆頭。鉆孔設備能針對土層狀況選用專業(yè)地質鉆機、錨索鉆機，鉆頭不能低于13cm。按照土層狀況能使用跟管鉆進式錨索進行鉆進，還要配設充分數量長度0．5-1.0m的短套管。鉆進的時候，正確把握鉆進速率及參數，避免卡鉆及埋鉆的孔內問題。
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鉆孔達到設計深度后，先通過鉆桿注入清水進行洗孔，直至流出清水為止，并邊洗孔邊提升鉆桿，并立即插入錨索和灌漿。
?。ㄈ╁^桿制作與安裝
根據設計要求，進行預應力錨桿的制作，預應力錨桿應平直、順直、除油除銹，并做防腐處理；對鋼筋拉桿，先涂一層環(huán)氧防腐漆冷底子油，待干燥后，在涂一層環(huán)氧玻璃鋼，待其固化后，再纏繞兩層聚乙烯塑料薄膜；對自由段的鋼絞線，使用塑料膠管進行套住，還和錨桿桿體進行封閉相連，要扎緊，便于隔離漿液以及進行張拉的時候可以自由伸長。鋼絞線如涂有油脂，在固定段要仔細加以清理，以免影響與錨固體的黏結；除銹后要盡快放入鉆孔并灌漿，以免再生銹。
安放錨桿桿體時，應防止桿體扭曲、壓彎，注漿管宜隨錨桿一同放入孔內，管端距孔底為50mm～100mm，為確保錨桿位于鉆孔正中，在錨桿之上設置隔離架、定中架，桿體放入角度與鉆孔傾角保持一致，安好后使桿體始終處于鉆孔中心。若發(fā)現孔壁坍塌，應重新透孔、清孔，直至能順利送入錨桿為止。安裝完成，保證索體一直位于鉆孔正中，立刻進行注漿。
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灌漿材料選用灰砂比為1∶1或1∶0.5(重量比)，水灰比0.38～0.45的水泥砂漿或是水灰比0.4～0.45的水泥凈漿；水泥宜使用普通的硅酸鹽水泥；水泥漿液的抗壓強度要大于25MPa，塑性流動時間要在22s以下，可用時間應在30min～60min，必要時可加入一定量的外加劑或摻和劑，但要攪拌均勻，整個澆注時間須控制在≤4min。為確保錨桿注漿壓力，在錨桿自由段和錨固段交接處設止?jié){裝置。保證錨桿在孔洞中心，設置錨桿居中裝置。注漿一般分為水泥漿和水泥砂漿，通常情況下?lián)饺肱蛎泟p水劑，控制漿體的強度。要確保注入密實，錨桿位于漿體中心位置，讓漿體充分將錨桿包裹。
?。ㄎ澹埨c鎖定
錨桿張拉前應對張拉設備進行標定。張拉螺栓應與鉆桿焊接牢靠，連接位置不宜靠近鋼梁錨墊板，避免張拉過程中因鉆桿前端頂緊錨墊板而使張拉中斷。注漿體強度達到15Mpa（根據同條件試塊強度）時方可張拉。預應力張拉以張拉力值單控（《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99），先施加預緊力30～50KN，確保鋼梁與支護樁緊密結合；然后正式張拉至設計超張拉值，并持荷不小于3分鐘。持荷結束后立即擰緊螺母，卸荷完成張拉。為避免預應力損失，必要時可以進行二次張拉。
當拉桿預應力沒有明顯衰減時，即可鎖定錨桿；為避免張拉值過小，預應力作用無法發(fā)揮，或是張拉值過大，預應力受傷，則張拉值應控制在設計值的110%左右，以考慮鎖定時夾片回縮力損失，張拉鎖定的有效應力基本與設計值相等。錨桿鎖定后，若發(fā)現有明顯預應力損失時，應進行補償張拉。
四、深基坑支護中預應力錨桿施工注意事項
（一）錨桿施工要求在土體中形成一般為2m左右高的路塹。因此，土體必須有一定程度的天然“粘結”和膠結，否則就需要進行掏槽、護道或減少路塹開挖層高度以穩(wěn)定開挖面，這就增加了施工的復雜性和施工費用。
?。ǘ╁^桿的非錨固段及錨頭部分要及時做防腐處理，永久性錨桿必須進行雙層防腐，即涂以瀝青等防腐材料后須再采用混凝土密封；臨時性錨桿宜采用瀝青進行簡單防腐。
?。ㄈ埨O備應牢靠，錨桿各條鋼筋的連接要牢靠，以防止張拉時發(fā)生脫扣現象；應檢查高壓灌漿管的暢通，以防止塞泵、塞管，甚至于管爆裂傷人。
?。ㄋ模╊A應力錨桿在每個施工面完成后，應進行4～6天的養(yǎng)護期，再進入下一層施工面。不能超速超挖，然后用槽鋼將鋼筋錨桿鎖定后再施加預應力，這樣才能有效發(fā)揮預應力錨桿的支護作用。
?。ㄎ澹┑叵滤粯烁呶挥阱^桿之上，必須先要進行降水，待達到要求后方可施工。
總結：預應力錨桿支護的構造方法能最為有效的發(fā)揮現場監(jiān)控和信息化施工的特點，可以根據現場挖掘和成孔過程中發(fā)現的土體實際情況與監(jiān)控量測數據及時進行反饋設計并調整支護的參數和施工方案。由于土體狀況多變并難以準確預測，預應力錨桿支護應該比鋼管土釘墻支護具有更高的安全性及可靠性。
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