任拴院RenShuanyuan；姚建荣YaoJianrong；冯锐FengRui
（中铁电气化局西安铁路工程有限公司，西安721032，China）
摘要：介绍了拉力分散型锚索的构造受力特点，并结合工程实例，简述了该新型锚索在地铁不对称受力深基坑施工中的应用。
关键词：深基坑；预应力锚索；张拉；地铁
中图分类号：U231文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）01-0234-01
1发展概况
目前荷载分散型预应力锚索（包括拉力分散、压力分散、拉压分散型）在高大边坡、坝基及大型地下洞室围岩加固工程中得到了广泛应用，特别是在大型水利工程中已成功研制6000KN级YKD张拉千斤顶及相应的锚夹具，新型GYM系列锚索，完善了锚索深孔钻探技术及分组张拉预应力锚索技术。
2受力特点
普通拉力型锚索的束体是等长的，东直门站原设计的锚索为带扩大端头的预应力锚索，该类型的锚索荷载是依靠内锚段束体与浆体相接触界面上的剪应力（粘结应力）由内锚段上部向其底部传递。工作时在内锚段上部浆体中，拉应力集中，并沿深度方向衰减。
拉力分散型锚索又称为内锚段分层固结式锚索，是将预应力钢绞线分为数组，并被分层固结在锚孔不同深度处，同组的预应力钢绞线彼此等长，不同组的钢绞线不等长；然后将各组钢绞线末端按设计长度锚固在土体或岩体中。当孔内注浆后，预应力通过钢绞线与浆体粘结力传递给加固体，从而提供锚固力。
3工程实例
北京市轨道交通机场线东直门站D区为明挖五层三跨框架结构，基坑深度28m。基坑北侧为在建东华广场（基坑已开挖16m），南侧为交通主干道东直门外大街，西侧为既有城铁13号线站后折返线，施工环境复杂，施工风险极大。
基坑支护参数：围护桩采用C25钢筋砼灌注桩，直径1000mm，桩间距1500mm，嵌入深度8m。为有效解决深、大基坑不对称受力情况，基坑南侧采用拉力分散型预应力锚索。
4主要施工工艺
锚索基本施工工艺：施工准备→钻孔→锚索制作→穿索→注浆→张拉锁定。
4.1钻孔锚索施工紧接基坑土方开挖进行，基坑土方开挖采取分层开挖，当每层土方开挖至锚索孔位下0．5m左右高程时，平整开挖面后即移动钻机就位进行钻孔作业。该工程采用德国HD90锚杆钻机，钻机采用套管跟进水冲法作业工艺施工，机内配置高压泵及可冲击钻头，土壤在高压水冲击钻头及推进力的作用下冲散成孔，泥浆及水沿套筒周边涌出，反复冲击，形成扩大头锚杆，能更有力地保证锚索的支撑作用。
锚索钻孔直径150mm，锚索钻孔间距水平方向允许偏差为±10mm，垂直方向允许偏差为±50mm，钻孔倾斜允许偏差为3‰，孔深应超过锚索设计长度0．5～1．0m，终孔后清孔要彻底，并立即插入锚索灌注水泥浆。采用套管跟进水冲法作业的特点是施工时受地质变化影响较小，成孔速度快，一般土层成孔时间为2h(钻孔30m)，不足之处是施工时需水量大，须做好排水工作。
4.2锚索制作与下放锚索用4?准15.2钢绞线制作，每根钢铰线长度误差小于50mm，锚固段每隔2．0m设一个固定环，用绑扎丝绑扎牢固。锚索自由段套入塑料管保护，两端采用塑料胶带进行封口，防止漏入水泥浆。
4.3注浆为了提高锚索受力，一次注浆与二次注浆都使用纯水泥浆，水灰比为0．45~0.5，水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。锚索注浆分为一次注浆和二次劈裂注浆两个阶段。
一次注浆：由孔底开始注浆，当孔口冒出的水泥浆与新浆相同时，再继续注浆2分钟即可；拔出一节套管，在管内注满水泥浆，并在管口加盖高压注浆帽，继续注浆，管内水泥浆在高压作用下，向锚固端土壤扩散，渗透压缩周边土体，稳定2分钟后卸管，再拨出一节套管，并继续上述过程，直至拔管至自由段时停止二步注浆，继续拨管至完成。二次劈裂注浆：二次注浆为劈裂注浆，注浆压力一般为2．5～4．0MPa，其目的是再次向锚固区段注浆，浆液在高压下被压入孔内壁的土体中，使锚索能牢固地锚入岩层。压浆管为胶管，在制作钢绞线时绑扎在钢绞线中。施工中为了使二次注浆达到设计的效果，在一次注浆中必须使锚固段注浆饱满。
4.4张拉锁定荷载分散型锚杆的张拉锁定有两种方式，即等荷载张拉和等位移张拉。通常采取等荷载张拉。
锚固体的强度大于15MPa且达到设计强度70％时，可进行锚索张拉锁定。本明挖基坑锚索张拉的时间定为二次注浆后7天进行张拉。拉力分散型预应力锚索采用等荷载张拉，张拉前应进行10％预张拉，有效减缓张拉过程中的受力不均匀和预应力损失。当分级张拉至110％时卸荷锁定为设计预加力。
5锚索基本试验及抗拔力验收试验
对锚索进行基本试验和抗拔力试验，以确定锚索的极限承载力，掌握锚索体在不同凝固期(3天、7天、14天)抵抗破坏的安全程度，锚杆基本试验是锚杆性能的全面试验，目的是确定锚杆的极限承载力和锚杆参数的合理性，为锚杆设计、施工提供依据。锚杆基坑试验采用的地层条件、杆体材料和参数必须与工程锚杆相同，且试验数量不应少于3根，锚杆极限抗拉试验加载应采用分级循环加载。
6总结
为了掌握锚索在实际工作中的受力状态，并检验锚索的施工质量，东直门站地铁深基坑中在每排锚索中设置了三个锚索测力计。经过长时间的观测结果显示，锚索自施工至主体结构施工6个月中，锚索受力性能良好，蠕变量小，说明本次锚索施工是成功的，锚索施工质量达到了设计要求，保证了本深基坑工程施工的安全。
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