预应力锚杆在深基坑支护中应用

浅谈预应力锚杆在深基坑支护中的应用

摘要：本文通过探究深基坑支护工程的具体实例，从预应力锚杆支护的概念和特点、预应力锚杆支护设计的原则出发，分析预应力锚杆在深基坑支护中的施工工艺，探讨预应力锚杆在深基坑支护中的所起到的作用和意义。

关键词：预应力锚杆；深基坑支护；工程施工

1.预应力锚杆的概述

1.1预应力锚杆支护的概念和特点

预应力锚杆包括锚头、止浆塞、垫板和螺母，所谓的预应力锚杆，就是指用于预应力拉张的专门器材，锚杆的拉力利用垫板的作用在基础上，再给锚杆施加一定的拉力，能够加强锚固。而预应力锚杆在深基坑中支护就是为了防止深基坑周围的土层坍塌，即在深基坑周围的土层内部植入有抗拔作用和长度有效锚固的锚杆，经过对锚杆拉张后再给其施加一定的拉力，加强锚固体的抗压承重能力，能够提高建筑物的稳定度，从而起到支护深基坑的作用[1]。应用到深基坑支护中的预应力锚杆，具有方便施工、缩短施工时间、减少施工费用等优点。

1.2预应力锚杆支护的作用

预应力锚杆应用到深基坑中，一是能够给深基坑提供一定的支护抗力，保证土层三轴应力状态的稳定；二是可以提高地基和土层结构的变形能力；三是合理的布置锚杆，有利于巩固地层的稳定。2.预应力锚杆支护的设计

2.1预应力锚杆设计的计算

在锚杆的应用过程中，对锚杆起着决定性作用的是锚杆的预应力值，因为锚杆的预应力值不但要考虑到锚杆的安全性和经济支出，更主要的是锚杆的预应力对地层和结构的变形能力的控制产生了

巨大的影响。故此，锚杆的预应力值计算一定要满足深基坑支护结构的稳定度，在计算预应力值时，需要根据静力确定在深基坑稳定度固定的情况下，分析深基坑各个支护构件的参数和其他各种拉张力的大小。例如，柱桩能承受的土压力、土钉的抗拔力等，在预应力锚杆的支护体系中，锚杆的预应力值应有支护结构各个部位可以承受的土压力，乘以预应力锚杆的安全系数。预应力锚杆的参数由预应力值和土层的参数决定，预应力锚杆的参数包括锚杆的长度、锚杆自由段的长度、预应力筋的数量、锚杆拉张力的倾斜度等[2]。计算时先确定满足深基坑稳定的参数，再进行整体的稳定计算。2.2预应力锚杆支护的设计原则

预应力锚杆的支护施工设计有一定的原则，设计时，要根据施工工程的土岩和地形勘察之后在进行相对应的设计。设计要遵循一定的原则，首先是进行锚杆的锚固土层的参数预算，再决定适合立锚杆的锚固点；其次是根据土层力学的公式，确定预应力锚杆的参数。每一个参数的测量和每个数值的计算必须精确，以保证预应力锚杆支护的安全，同时也可以节约不必要的支出，降低成本，更重要的是，只有保证这些参数的准确，才能有效的预应力锚杆才能起到支护深基坑的作用。

2.3实例工程概况

本工程建筑物有地上25层，地下1层，建筑物总高度为78米，地下层面积为8520平方米，该工程基地靠近交通要道，四周交通要道离地基的平均距离为20米，基坑的平均深度是10米，最深基坑的深度是15米。

本工程的地基基坑及周围的土质为粉状粘土，多为硬塑土，局部土质可塑性较强，属于中等可压缩性土，地基的地下水质为潜水，水位稳定在-1到-3.5米之间。该工程的深基坑支护形式预应力锚杆支护形式[3]。

3.预应力锚杆支护的施工工序

预应力锚杆支护的施工程序大致分为四个部分，分别是钻孔、安装锚杆体、拉张固定。

3.1钻孔

首先是钻孔，钻孔工序主要是为了防止施工过程中可能出现的水土流失，钻孔过程中要把钻进、除渣、固定坑壁、清理钻孔等一次性完成，这样一方面避免增加钻孔工序，另一方面还可以防止塌孔、不留渣土。在钻孔过程中，要防止钻进的过程中不塌孔，要在基坑的砂层范围内安装护壁套管；其次为了彻底清除渣土，在钻进过程中要持续供水冲洗；钻孔的深度要比锚杆设计的长度多0.5到1米；对于深基坑外围的水位，要控制在锚杆空口以下，以此防止流沙出现在深基坑内。

3.2锚杆体的制作和安装

清空后，再安装锚杆体。锚杆体的制作钢管和钢筋要根据地基结构来选择，两个支护架之间的间距要保证在1.5米的距离之上，注浆管的安装离孔底50毫米远，锚固段的花管要进行包裹，自由端的钢绞线需要涂上润滑油，在套管与锚固段的交界处要用止浆器堵好，防止浆液流入自由段。

3.3灌注水泥浆

安装好锚杆体之后，再在注浆管中注入水泥浆，灌注水泥浆的工序要进行两次，分别是一次注浆和二次注浆[4]。

3.4预应力锚杆的张拉和固定

固定预应力锚杆，要先在锚杆上安装张拉工具，为保证钢绞线的受力稳定度，张拉力在锚固体与台座的硂强度超过一定高度是时，要保证孔口对齐、承压牢固、倾斜角保证垂直，时拉张应力的方向与钢绞线保持一致。锁定张拉力的时候，必须保证张拉力再承荷至少15分钟之后才能卸载负荷。

4.深基坑支护工程设计

4.1支护结构的选择

4.2深基坑支护的沉降点

根据检测结果表明，锚杆支护的工程对深基坑产生作用之后，该地基在整个工程施工期间，周围的交通道路等建筑设施没有发生沉降位移，也没有产生裂缝和倾斜，保证了深基坑结构的安全，从而得出这次的预应力锚杆深基坑支护的施工是有效的。

5.结语

综上所述，预应力锚杆对深基坑的支护具有重要意义，预应力锚杆在很大程度上加强了深基坑的支护，不过，在预应力锚杆的施工过程中，要对基地进行勘测，考虑到基地周围的环境，同时在锚杆的设计过程中要遵循设计工艺原则，只有针对每层工艺进行确认，才能保证预应力锚杆在深基坑支护中得到有效的应用。

参考文献：

[1]建筑施工手册（第二版）[m].北京.中国建筑工业出版社.2009

[2]江正荣，朱国梁.简明施工计算手册（第二版）[m].北京.中国建筑工业出版社.2008

[3]叶书麟，韩杰.地基处理与托换技术（第二版）[m].北京.中国建筑工业出版社.2010

[4]苏自约.锚固技术在岩土工程中的应用[m].北京.人民交通出版社.2009