预应力扩大头锚索施工质量提升

预应力扩大头锚索施工质量提升

郭超、祝前程、周少鹏、荣彤、邵伟东

中国建筑第八工程局有限公司

摘要：预应力扩大头锚索抗拔力高，且工期短、造价低，被广泛应用于基坑支护，但在淤泥地质中，钻孔容易塌陷，且淤泥会压弯锚索，导致预应力张拉不足，影响支护结构功能。为解决以上问题，锚索施工过程中，使用护筒全过程跟进，锚索一次成优节约钻孔时间，提高了施工效率与质量。

关键词：基坑支护；预应力扩大头锚索；全护筒跟进

一、引言

随着国家经济快速发展，城市对土地的利用已从单纯的地上利用深入到地下空间的开发，基坑深度不断加大，且部分基坑为淤泥地质，承载力很差，施工困难，基坑的安全防护当为重中之重。深基坑工程中往往使用混凝土内支撑支护体系来保障基坑施工的安全，但此方法施工工期较长，且费用较高，后续施工过程中还需逐步破除基坑内支撑，成本浪费较大，因而预应力扩大头锚索作为混凝土内支撑的替代应用而生，其抗拔力高，且工期短、成本低，但在淤泥地质中，锚索钻孔非常容易塌陷，且影响预应力张拉，施工困难。

二、项目概况

上合广场位于胶州市上合示范区核心区域，工程位置靠海临湖，地下埋深大，地质复杂，水位较高，东侧紧靠胶州湾西岸，南侧紧临如意湖，用地原为虾池，现状为滩涂洼地，土质松软，淤泥层厚度大，地下水位高。基坑长×宽约292m×244m，面积约为61000㎡，基坑总延长约为1000m，基坑开挖深度为12～17m，采用1000mm@1800mm双排钻孔灌注桩+扩大头锚索的支护结构体系。

三、预应力扩大头锚索施工中护筒的应用

3.1工艺流程

施工工艺流程如下：

3.2主要施工要点

3.2.1  测量放线定位

由现场测量放线人员按设计要求放线，并经专人检查后做好施工记录。

3.2.2  成孔

在钻机就位以后，通过调整钻机四个塔腿的伸展长度，调整钻机的垂直度。同时，通过调整液压杆，缓缓调整钻杆与坡面的倾角。做好调整工作以后，使用普通50钻头钻进成孔。钻孔时使用护筒跟进，保护钻孔，以护筒来支撑淤泥，避免孔洞坍塌，导致多次钻孔返工。

图3.2-1 护筒跟进放入

3.2.3  制作锚筋

钢绞线进场后，工人需对钢绞线进行绑扎，考虑圈梁及腰梁外预留长度，一般外留长度不应小于1m。

根据现场施工情况，将各根钢绞线穿于锚具索套中(先穿托架进钢绞线，最后穿锚具索套)，然后对钢绞线从索套中伸出的一端(约12cm)进行锁锚，套牢。具体做法为:切割出与钢绞线数量相同的长度约5cm的内径16mm的四分管，并套与钢绞线上，并用液压钳夹紧，套牢，并用电弧焊机点焊，保证“脑袋头”(挤压套)能与钢绞线紧密相连，而不至于受力脱落。

钢绞线绑扎完毕后，从索套另一端，为每根钢绞线穿入内径约16mm的波纹管或皮水管，长度保持超过整跟钢绞线自由段，穿套完毕后，用扎丝间距一定距离对表皮和钢绞线进行绑扎，以保证在下锚入孔以后，不会出现绞线的情况。

锚索应比设计长度多预留越1-1.5m左右(具体围令宽度而定)，为后期腰梁和基座的安装预留长度。

图3.2-2 预应力锚索剖面示意图

3.2.4  预应力锚索安装

成孔后(引孔深度为略大于锚索入土长度约10cm)，将制作好的钢绞线安装于钻杆上，换用高压旋喷钻头，钻头上套住锚具索套，钻杆与钢绞线保持水平不动的状态，以防止钻杆与钢绞线相互缠绕。启动高压旋喷，控制泵压小于等于10Mpa，高压注浆泵鼓入浆体（水或水泥净浆），开始切割扩孔推进，根据钻杆长度确定锚具索头和复合片钻头一起被送到设计孔深位置。预应力锚索安装完成。

3.2.5高压旋喷扩孔注浆

预应力锚索安装完成后换用水泥浆，提高注浆泵压力值，保持在23Mpa左右浮动，进行扩大头锚固段扩孔施工，控制钻杆钻进与退回速度，保持在150mm/min，水泥浆扩孔的同时提供返浆，使清水切割段的强度不低于原状土的强度。

时刻观察相邻钻孔区段土体的整体性与稳定性，并注意调整泵压，防止注浆压力过大而出现浆体穿孔、串孔，土体崩解等情况。

注浆时，护筒随注浆完成情况抽出，防止锚索弯折导致预应力张拉不足。

3.3.6腰梁施工

预应力旋喷锚索施工完成后进行腰梁钢筋的加工、绑扎以及腰梁模板的支设施工，随后进行腰梁混凝土的浇筑施工。腰梁混凝土浇筑时要提高一个标号，缩短养护时间。腰梁混凝土达到设计要求的75%方可进行锚索拉拔。

四、质量检测

1、预应力扩大头锚索施工的质量控制应贯穿整个施工过程，施工过程中应随时检查施工记录和计量记录，并重点检查水泥用量、锚索长等。

2、锚杆承载构件的承压面应平整、并与锚杆轴线方向垂直；张拉前对张拉设备进行标定；锚杆张拉应在同批次锚杆验收试验合格后进行；

3、张拉前，应取10%-20%拉力设计值对锚杆预张拉1-2次；应采用复核现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具合连接器》合设计要求的锚具。

4、抗拔力验收数量不小于工程锚杆总数5%且每层不少于3根，验收试验不合格锚杆时，应增加锚杆试验数量，增加的锚杆试验根数为不合格的3倍。

五、小结

预应力扩大头锚索施工过程中应用护筒跟进，完美解决了淤泥塌孔和锚索弯折导致预应力张拉不足的问题，一次成孔，节约钻孔时间，提高了施工效率和施工质量，对同类工程的施工有普遍指导意义。

参考资料

[1]刘娟.超长扩大头预应力锚索基坑支护及监测研究[J].工程机械,2023,54(03):25-29+6.

[2]马龙祥,余云翔,杜文等.淤泥质软土地层中扩大头锚索的极限抗拔承载力研究[J].建筑科学,2023,39(03):81-91.DOI:10.13614/j.cnki.11-1962/tu.2023.03.012.