赖东盛
中铁一局集团有限公司广州分公司广东广州510000
摘要：随着城市的发展，深基坑开挖日益增多，各种深基坑支护技术日趋成熟，预应力锚索在工程中的应用越来越多。本文结合珠江三角洲城际轨道交通广佛环线东平新城车站深基坑工程实例，主要对深基坑预应力锚索施工质量控制进行了探讨，可为类似工程提供参考。
关键词：预应力锚索；深基坑支护；质量控制
1.工程概况
1.1布置形式
本工程为珠江三角洲城际轨道交通广佛环线的东平新城车站，车站DK18+462～DK18+755段基坑西端及北侧采用地下连续墙+围护桩+锚索的支护型式，坑外采用水泥搅拌桩进行加固。锚索从上到下共设置8道，长15.5米～46.5米，水平间距1.6米，竖向间距2.5米，倾角35度。
1.2水文地质
锚索施工范围内自上而下依次穿越的地层为：人工填土层、淤泥质土层、砂层、粉质黏土层及砂岩层。其锚固端均伸入至弱风化砂岩<7-3>层中。
本场地地下水位埋深0.2～2.2m，主要含水层为粉砂<3-1>、细砂<3-2>、中砂<3-3>层中，水位年变化幅度为0.5～2.5m
2.确保施工质量的必要性
1）本工程为广东省重点工程，政府关注度及业主对质量的要求高，集团公司及分公司对本工程的施工也非常重视。
2）本工程为超大超深地下支护工程，且为单边支护，基坑安全取决于锚索的施工质量，不允许存在质量隐患。
3）车站北侧是佛山传媒集团大楼，基坑周边相关监测项目要求高，且社会影响大。
4）减少锚索补拉处理、降低成本费用，贯彻落实公司精细化管理的要求。
因此，提高预应力锚索的施工质量势在必行。
3、锚索施工工艺优化
锚索施工原设计一次注浆采用水泥砂浆，二次注浆采用纯水泥浆，而锚索孔径为150mm，最大孔深达到46.5m，注浆管直径仅20mm，采用水泥砂浆的注浆工艺难以实施。现场也使用水泥砂浆进行了试注浆，但由于孔深及管径太小，导致浆体难以注入，并且注浆过程中还经常爆管。因此项目部决定改变注浆工艺，一次、二次注浆均采用纯水泥浆进行，并根据水文地质情况选取了具有代表性的几点进行预应力锚索试验。
3.1试验情况
试验方法和步骤参照《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22-2005的有关内容及要求进行。结合工程实际情况，选取第一层46.5m及45.2m两种类型的锚索。锚索承拉构件均为3Φs15.2mm的高强的松弛钢绞线，每种类型锚索布置3根，共试验6根锚索。长度46.5m一组编号为：MS1、MS2、MS3，长度45.2m一组编号为：MS4、MS5、MS6。锚索结构见下图：
锚索施工参数表
3.2试验结果分析
浆体强度达到要求后，对试验的6根锚索进行了循环加载基本试验，最大承载力取钢绞线极限抗拔承载力标准值的0.9倍，即698KN（设计轴力232.2KN）。根据试验数据显示6根锚索的抗拔力及伸长量均满足规范要求，其抗拔力及锚头位移关系如下图：
锚索基本实验抗拔力Q与位移S关系图
经设计同意，我们将水泥砂浆注浆工艺优化为纯水泥浆注浆工艺，并以此试验施工参数指导后续锚索施工。
4、现场施工存在的质量缺陷及防治对策
通过对车站第一、第二层已施工完成的锚索410根进行了全面深入调查，调查结果显示，一次合格的锚索为299根，一次合格率为73%，存在的质量缺陷情况如下表：
锚索施工质量缺陷调查表
从排序图可以看出，锚头位移超标及锚索倾角偏差过大占质量缺陷的80%以上，是影响锚索质量的主要因素。
4.1要因确认
要因确认表
经过分析、讨论以及现场调查，确定了主要原因：
1、技术交底脱离现场；
2、材料加工工艺不当；
3、张拉设备灵敏度低；
4、锚固体系为夹片自锚体系。
4.2防治对策
对策表
4.3、对策实施
实施一、针对技术交底脱离现场的原因
通过对现场存在问题进行调查分析，地连墙表面不平整造成开孔设备安装固定困难，且钻孔过程经常松动，开孔角度偏差大；锚索直径比孔径小得多，锚索自然垂落靠孔下侧。针对这两个问题，结合现场实际情况我们对交底进行了优化：一是根据锚索倾角35度，采用钢板加工制作设备支座的三角垫块，将地连墙基面凿平后垫块与开孔设备一起安装固定，既方便又能保证开孔角度。二是锚索注浆完成后及时对锚索进行悬吊使得锚索居于孔位中心。
锚索悬吊居中
实施二、针对材料加工工艺不当的原因
第一批承压钢板采用的是气割加工工艺，加工的钢板周边及开孔周边都遗留有焊渣，钢板表面不平整，造成锚索预应力损失。通过将气割加工工艺改为机械切割工艺的措施，解决了孔周边及钢板周边不平整的问题，保证了开孔内壁表面光滑，同时承压钢板能与锚索腰梁紧密相贴。
机械切割加工钢板
实施三、针对张拉设备灵敏度低的原因
分级张拉预应力值主要靠油压表读数控制，油压表灵敏度低会影响分级应力的精确度从而影响锚索预应力值。更换新油压表，并请具有相应资质的标定单位对整套张拉设备重新标定，更换和标定后的张拉系统效果良好。
标定证书
实施四、针对锚固体系为夹片自锚体系的原因
1、超张拉措施
根据设计要求，预应力锚索锁定值为设计轴力标准值的0.8倍，对于3孔锚索的最大设计轴力标准值为321.79KN，而根据试验可知3孔锚索可张拉至698KN的极限拉力而不破坏，因此锚索完全可以适当超张拉而不影响其受力体系。经过讨论分析，我们决定锚索张拉锁定值调整为设计轴力标准值，即超张拉20%，这样就有20%应力损失作为缓冲，从而提高锚索一次张拉合格率。
2、二次张拉措施
第一次张拉不安装锚具和夹片，先按设计要求分五级张拉，五级张拉完成后再卸载把锚具和夹片装上，然后重新张拉至设计轴力值进行锁定，这样可以有效降低锚索的蠕变量，减少预应力损失。
3、压浆扩孔
注浆分两次进行，一次注浆溢满后，待浆体初凝（约2个小时），然后进行二次高压注浆，二次注浆压力必须达到2.5MPa以上，使浆液充分补充浆体与土体间的空隙，扩大与岩土间的接触面，从而提高锚索的锚固力。
通过逐一落实以上对策的各项措施，对后续的第三、第四层施工完成的405根锚索进行了调查，其中一次合格的锚索有377根，一次合格率93.1%，达到了预期要求。
同时还在一定程度上节约了锚索施工成本，一次合格率提高后，降低了补张拉的锚索出现的机率，进而节省生产成本。
全方位对锚索施工质量进行控制，维护了基坑的整体稳定性及周边建筑物的安全，赢得了业主及同行的好评，保障了公司的声誉，树立良好的企业形象。
5、结束语
预应力锚索施工是一个复杂的施工过程，技术要求较高。在施工过程中要加强技术管理，提高工人素质，对于可能出现的质量问题，应该要有充分的认识，并采取相应的预防和处理措施，然后总结经验，加强对质量通病的防范，才能缩短工期、降低工程造价、有效保证工程质量。
参考文献：
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