深基坑中預(yù)應(yīng)力錨桿邊坡支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

概述
　　 近年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，在基坑支護(hù)方面，大量深基坑工程的出現(xiàn)，促進(jìn)了設(shè)計計算理論和施工工藝的發(fā)展和不斷完善，已逐步形成了基坑工程學(xué)這一新興學(xué)科。根據(jù)基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)等條件，通常采用排樁或地下連續(xù)墻、水泥土墻、土釘墻、逆作拱墻、放坡以及以上幾種組合使用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案。安全有效的基坑支護(hù)方法為主體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步實施創(chuàng)造了充分必要的條件。
　　 下面將以廣州地區(qū)某隧道工程深基坑支護(hù)為例，闡述預(yù)應(yīng)力錨桿體系在深基坑支護(hù)應(yīng)用中的可行性及優(yōu)越性，進(jìn)而就其在設(shè)計、施工等方面的注意事項進(jìn)行說明。
　　工程概況
　　 該隧道工程全長515m、凈寬27m、最大挖深11m。在隧道線與交叉路線交匯處的一定平面范圍內(nèi)采用閉口段隧道，其余部分開口段為U型下沉結(jié)構(gòu)。
　　 該場區(qū)為城市鬧市區(qū)，施工期間不允許中斷現(xiàn)有交通。因此，本基坑為一級基坑，開挖時不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)體系本身的失效破壞以及周邊土體出現(xiàn)較大變形。
　　深基坑支護(hù)方案的選擇
　　 根據(jù)工程現(xiàn)場情況對現(xiàn)有常用的幾種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行排除選擇。首先是放坡，由于工程場地現(xiàn)有建筑物、構(gòu)筑物密集且基坑等級要求較高，因此放坡方法在此不宜單獨或結(jié)合其它方法采用；第二是水泥土墻，基坑開挖深度較深且等級為一級，對基坑變形要求控制嚴(yán)格，且該地區(qū)地下水豐富、水位較高，因此這種方法不適用；第三是地下連續(xù)墻，該種支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠，且通過采用具有防滲功能的混凝土本身兼具止水功能，但是該種支護(hù)方法造價較高，且需要較高的施工技術(shù)和管理水平；第四種是排樁結(jié)構(gòu)，當(dāng)開口段開挖深度較淺時可以采用懸臂式排樁，基坑變形等指標(biāo)滿足規(guī)范要求；第五種是排樁+錨桿（或內(nèi)撐）組合結(jié)構(gòu)，當(dāng)閉口段基坑開挖深度較深時可以采用排樁與內(nèi)撐或錨桿結(jié)合的辦法，既適應(yīng)了該工程場地狹小的特點，又能夠嚴(yán)格控制周邊土體的水平位移、承受場區(qū)一部份水浮力作用，同時易于施工管理、節(jié)約工程造價。通過以上的判斷分析，基坑深度小于3.5m時采用排樁外圍水泥土止水帷幕，基坑深度大于3.5m配合使用內(nèi)撐或錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。
　　深基坑撐桿與錨桿的應(yīng)用比較分析
　　 一級基坑深度11m、寬度31.6m，根據(jù)國家及地方規(guī)定其最大水平位移控制值為30mm?；谝陨舷嗤膰o(hù)結(jié)構(gòu)、采用相同的場地地質(zhì)條件和計算參數(shù)、考慮地面超載20kPa，采用各自方案的最不利荷載工況，針對撐桿方案和預(yù)應(yīng)力錨桿方案進(jìn)行各自的優(yōu)化比選，最終確定各自方案如下：
　　 撐桿方案：橫撐采用￠600x12mm鋼管、水平間距6m 、豎向間距4m（豎直方向布置3道）；由于基坑較寬，為保證橫撐穩(wěn)定在寬度方向設(shè)立兩道豎撐，豎撐采用￠600x12mm鋼管并插入底板以下5m；同時在垂直橫撐和豎撐方向設(shè)置型鋼聯(lián)系桿。
　　 預(yù)應(yīng)力錨桿方案：采用雙排（豎直方向）7￠5的強度等級1570Mpa的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨桿水平間距1.5m、豎直間距3.5m，錨桿自由段長度5m、錨固段長度10m。

　　經(jīng)濟性能比較：撐桿法大部分桿件按照租賃考慮。設(shè)鋼管租賃費用16元/噸/天，以12m基坑節(jié)段70噸鋼材用量、工期一個月，需費用約35萬；而錨桿法預(yù)應(yīng)力鋼鉸線約375元/m，12m基坑節(jié)段共需1100m，費用約40萬，且必要時錨桿也可以回收重新再利用。
　　 由此最終采用了排樁外加水泥土樁并且配合使用預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)方法。通過施工階段觀察與監(jiān)測，支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠，且對基坑周邊建筑物、構(gòu)筑物影響小滿足規(guī)范要求，取得了良好的使用效果。實踐證明，預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)的應(yīng)用安全可靠、切實可行，確保該隧道工程如期通車，獲得更大的經(jīng)濟與社會效益。
　　預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)設(shè)計、施工等注意事項
　　 設(shè)計方面：
　　 預(yù)應(yīng)力錨桿宜選用鋼絞線、高強鋼絲或高強螺紋鋼筋，當(dāng)預(yù)應(yīng)力值較小或錨桿長度小于20m時，也可采用HPB335或HRB400鋼筋；水泥應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥，必要時可采用抗硫酸鹽水泥，不得使用高鋁水泥；細(xì)骨料應(yīng)選用粒徑小于2mm的中細(xì)砂；水質(zhì)不得使用污水或PH值小于4的酸性水；塑料套管材料應(yīng)具有足夠強度，具有抗水性和化學(xué)穩(wěn)定性，與水泥砂漿和防腐劑接觸無不良反應(yīng)；隔離架應(yīng)由鋼、塑料或其它對桿體無害的材料制作，不得使用木質(zhì)隔離架。
　　 錨桿布置時，上下排錨桿垂直間距不小于2.0m，水平間距不小于1.5m；錨桿的傾斜角度宜為10～30°；錨桿的預(yù)加力宜取錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值的0.6~0.8倍。
　　 施工方面：
　　 預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)按照施工工藝基本可以分為鉆孔、錨桿桿體組裝與安放、注漿、張拉與鎖定等，各流程操作必須符合設(shè)計要求及《土層錨桿設(shè)計與施工規(guī)范》（CECS22：90）。且在錨桿施工前，宜取兩根錨桿進(jìn)行試驗作業(yè)以考核施工工藝和施工設(shè)備的適應(yīng)性。
　　 鉆孔過程中，應(yīng)防止埋鉆、卡鉆等各種孔內(nèi)事故。鉆孔完畢后，用清水把孔底沉渣沖洗干凈，直至孔口返出清水。
　　 錨桿桿體的組裝與安放過程中若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌，應(yīng)重新透孔、清孔，直至能順利送入錨桿為止。
　　 注漿：由于不得對錨桿自由段的變形產(chǎn)生任何限制因此自由段不可灌漿。
　　 張拉與鎖定： 錨桿張拉前至少先施加一級荷載（1/10錨拉力），使各部緊固伏貼和桿體完全平直，保證張拉數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
　　小結(jié)
　　 預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)方法有其特定的適用范圍，對地質(zhì)條件，周邊環(huán)境要求較高，但其使用設(shè)備較少、工期短以及信息化設(shè)計施工，易于動態(tài)管理，保證支護(hù)的安全。
　　我們相信：通過不斷的總結(jié)，將使預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用更成熟、更經(jīng)濟實用，將極大的提高市場競爭力。