拉力分散型預應力錨索在深基坑施工中的應用工學論文
摘要：介紹了拉力分散型錨索的構造受力特點，并結合工程實例，簡述了該新型錨索在地鐵不對稱受力深基坑施工中的應用。
關鍵詞：深基坑；預應力錨索；張拉；地鐵
1發展概況
目前荷載分散型預應力錨索（包括拉力分散、壓力分散、拉壓分散型）在高大邊坡、壩基及大型地下洞室圍巖加固工程中得到了廣泛應用，特別是在大型水利工程中已成功研制6000KN級YKD張拉千斤頂及相應的錨夾具，新型GYM系列錨索，完善了錨索深孔鉆探技術及分組張拉預應力錨索技術。
2受力特點
普通拉力型錨索的束體是等長的，東直門站原設計的錨索為帶擴大端頭的預應力錨索，該類型的錨索荷載是依靠內錨段束體與漿體相接觸界面上的剪應力（粘結應力）由內錨段上部向其底部傳遞。工作時在內錨段上部漿體中，拉應力集中，并沿深度方向衰減。
拉力分散型錨索又稱為內錨段分層固結式錨索，是將預應力鋼絞線分為數組，并被分層固結在錨孔不同深度處，同組的預應力鋼絞線彼此等長，不同組的鋼絞線不等長；然后將各組鋼絞線末端按設計長度錨固在土體或巖體中。當孔內注漿后，預應力通過鋼絞線與漿體粘結力傳遞給加固體，從而提供錨固力。
3工程實例
北京市軌道交通機場線東直門站D區為明挖五層三跨框架結構，基坑深度28m。基坑北側為在建東華廣場（基坑已開挖16m），南側為交通主干道東直門外大街，西側為既有城鐵13號線站后折返線，施工環境復雜，施工風險極大。
基坑支護參數：圍護樁采用C25鋼筋砼灌注樁，直徑1000mm，樁間距1500mm，嵌入深度8m。為有效解決深、大基坑不對稱受力情況，基坑南側采用拉力分散型預應力錨索。
4主要施工工藝
錨索基本施工工藝：施工準備→鉆孔→錨索制作→穿索→注漿→張拉鎖定。
4.1鉆孔錨索施工緊接基坑土方開挖進行，基坑土方開挖采取分層開挖，當每層土方開挖至錨索孔位下0．5m左右高程時，平整開挖面后即移動鉆機就位進行鉆孔作業。該工程采用德國HD90錨桿鉆機，鉆機采用套管跟進水沖法作業工藝施工，機內配置高壓泵及可沖擊鉆頭，土壤在高壓水沖擊鉆頭及推進力的作用下沖散成孔，泥漿及水沿套筒周邊涌出，反復沖擊，形成擴大頭錨桿，能更有力地保證錨索的支撐作用。
錨索鉆孔直徑150mm，錨索鉆孔間距水平方向允許偏差為±10mm，垂直方向允許偏差為±50mm，鉆孔傾斜允許偏差為3‰，孔深應超過錨索設計長度0．5～1．0m，終孔后清孔要徹底，并立即插入錨索灌注水泥漿。采用套管跟進水沖法作業的特點是施工時受地質變化影響較小，成孔速度快，一般土層成孔時間為2h(鉆孔30m)，不足之處是施工時需水量大，須做好排水工作。
4.2錨索制作與下放錨索用4?準15.2鋼絞線制作，每根鋼鉸線長度誤差小于50mm，錨固段每隔2．0m設一個固定環，用綁扎絲綁扎牢固。錨索自由段套入塑料管保護，兩端采用塑料膠帶進行封口，防止漏入水泥漿。
4.3注漿為了提高錨索受力，一次注漿與二次注漿都使用純水泥漿，水灰比為0．45~0.5，水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥。錨索注漿分為一次注漿和二次劈裂注漿兩個階段。
一次注漿：由孔底開始注漿，當孔口冒出的'水泥漿與新漿相同時，再繼續注漿2分鐘即可；拔出一節套管，在管內注滿水泥漿，并在管口加蓋高壓注漿帽，繼續注漿，管內水泥漿在高壓作用下，向錨固端土壤擴散，滲透壓縮周邊土體，穩定2分鐘后卸管，再撥出一節套管，并繼續上述過程，直至拔管至自由段時停止二步注漿，繼續撥管至完成。二次劈裂注漿：二次注漿為劈裂注漿，注漿壓力一般為2．5～4．0MPa，其目的是再次向錨固區段注漿，漿液在高壓下被壓入孔內壁的土體中，使錨索能牢固地錨入巖層。壓漿管為膠管，在制作鋼絞線時綁扎在鋼絞線中。施工中為了使二次注漿達到設計的效果，在一次注漿中必須使錨固段注漿飽滿。
4.4張拉鎖定荷載分散型錨桿的張拉鎖定有兩種方式，即等荷載張拉和等位移張拉。通常采取等荷載張拉。
錨固體的強度大于15MPa且達到設計強度70％時，可進行錨索張拉鎖定。本明挖基坑錨索張拉的時間定為二次注漿后7天進行張拉。拉力分散型預應力錨索采用等荷載張拉，張拉前應進行10％預張拉，有效減緩張拉過程中的受力不均勻和預應力損失。當分級張拉至110％時卸荷鎖定為設計預加力。
5錨索基本試驗及抗拔力驗收試驗
對錨索進行基本試驗和抗拔力試驗，以確定錨索的極限承載力，掌握錨索體在不同凝固期(3天、7天、14天)抵抗破壞的安全程度，錨桿基本試驗是錨桿性能的全面試驗，目的是確定錨桿的極限承載力和錨桿參數的合理性，為錨桿設計、施工提供依據。錨桿基坑試驗采用的地層條件、桿體材料和參數必須與工程錨桿相同，且試驗數量不應少于3根，錨桿極限抗拉試驗加載應采用分級循環加載。
6總結
為了掌握錨索在實際工作中的受力狀態，并檢驗錨索的施工質量，東直門站地鐵深基坑中在每排錨索中設置了三個錨索測力計。經過長時間的觀測結果顯示，錨索自施工至主體結構施工6個月中，錨索受力性能良好，蠕變量小，說明本次錨索施工是成功的，錨索施工質量達到了設計要求，保證了本深基坑工程施工的安全。
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