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1、可回收高压旋喷预应力锚索施工技术摘要：深基坑支护结构中若采用普通预应力锚索，则无法进行回收，且将在土 壤中留下大量障碍物，为后续施工留下很大的难度，影响相邻区域的地下开发， 特别是对未来城市地下空间施工造成极大隐患。结合江西省南昌正盛太古港商业 城深基坑支护的可回收式锚索应用技术研究，将钢绞线回收再利用，减少资源浪 费，降低施工成本，同时为这种绿色环保型新材料、新工艺的进一步推广提供经 验。关键词：基坑支护； 可回收式高压旋喷预应力锚索； 施工工艺； 新技术；1 锚索的发展历程锚索加固技术最早在1933 年由阿尔及利亚的工程师成功应用在水电工程的坝 体加固中，此后得到了迅速发展，现已广泛应用于
2、岩土工程的各个领域。我国锚 索加固技术始于1964 年在梅山水库右岸坝基加固中的应用，从70 年代开始该技 术在国防、水电、矿山等领域内逐步开始使用。80 年代以来，锚索加固技术大量 用于工程，并在试验设备和施工工艺等研究方面取得了较大的进展。锚索加固支护是建筑基坑的一种重要支护方式，多用于安全等级要求较高或 工程规模较大的基坑工程，常常不回收，造成严重的地下污染，并且留下的钢绞 线成为后续工程施工的地下障碍物。因此，我国众多的科研院所和施工单位对此 做了不少研究开发有关回收锚杆（索）的工作，并取得良好的经济和社会效益。 如原冶金部建筑研究总院主持研制的 U 形回收式锚杆；陕西华煤岩土工程技术
3、有 限公司研制生产的金属可回收锚杆；四川华蓥山广能集团绿水洞煤矿的“双锚头” 可回收锚杆；北京市第三城市建设工程公司的握线式可回收锚杆等。这些锚杆可 直接节省支护材料及费用，推动了回收式锚杆（索）在我国的研发和应用，创造 了较好的经济、社会、安全效益。锚索技术的出现是岩土工程技术发展史上的一 个里程碑，可回收锚索技术是在原锚索技术基础上的一大进步。本文介绍的可回 收式锚索技术，具有安全快速、工人劳动强度低、易回收、回收率高，被回收的 钢绞线能重复使用，能充分利用资源，高效环保等优点，弥补了早期可回收锚杆 （索）的不足。2 工程概况河南某项目地下4层，地上裙房4层，塔楼22层，建筑高度96.1m
4、,基坑面 积约11000 m?,周边延长共约410m。基坑普遍区域底板面标高为-18.900,基础 底板厚度普遍区域为800mm，基坑开挖深度12.5m、14.5m，基坑最深约19.5m。根据勘探报告显示，勘探深度85.0m范围内共揭露三套地层：全新统（Q4）: 依地质年代差异分为上、下两段：上段（Q4-3），为黄河冲积形成的黄褐灰褐 色的粉质粘土、细砂层，该段埋深约4.47米；下段（Q4-1），由浅黄褐黄色的 粉质粘土、粉土、砂土组成，其成因为冲洪积沉积物，埋深约36.02m。第四系上 更新统（Q3）地层：其成因为冲积相，岩性由褐黄黄褐色的粉质粘土、粉土组 成。埋深约67.0m。第四系中更新
5、统（Q2）地层：其成因为冲洪积相，岩性由褐 黄色粉质粘土、细砂土组成， 85.0m 深度内未穿透。根据土质情况，本项目锚 索设计参数如下：3 锚固原理本工程在普通预应力锚索施工的基础上，设计制作一套U型承载体锚具，并将预应力无粘结钢绞线绕过端部承载体并与锚具绑扎固定，无粘结预应力钢绞线 外胶皮与内钢绞线间黄油润滑，同时钢绞线外胶皮使得钢绞线与灌浆料有效隔离， 处于无粘结状态，然后根据设计要求进行注浆、张拉、锚固，使基坑在整个施工 过程中处于安全状态，待基坑内建筑结构施工至锚索所在标高时，使用穿心式液 压千斤顶对锚索单根钢绞线进行张拉，使钢绞线与胶皮剥离抽出，达到锚索回收 的目的。可回收锚索结构
6、图如图1 所示。图 1 可回收预应力锚索结构图4 施工工艺流程及操作要点4.1 施工工艺流程可回收式预应力锚索的施工工艺流程如下：测量放线T钻机就位T校正孔位、 调整角度T咼压旋喷钻进（锚索随钻头到位）T养护T腰梁施工T张拉锁定T释 放锚索张拉力T回收钢绞线T施工完成。4.2 操作要点4.2.1 可回收式锚索施工前准备工作1）机具准备：钻机采用HD-90型高压旋喷锚索钻机，注浆泵采用HB80-D型 注浆泵，张拉采用100 t液压千斤顶配备精密压力表。2）锚索进场后检查锚索类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。3）根据勘察报告，摸清工程区域地质、水文情况，同时查明锚索长度范围内 地下管线等障碍
7、物，评估锚索施工对相邻建筑的影响。对操作人员进行安全技术 培训，使其掌握操作要领。4.2.2 测量放线及引孔 用仪器测量出需要压入多功能钻机的位置，并在管桩上做标记，确保压入钢锚管在一条水平直线上。在每个钻孔灌注桩之间用取芯机取出直径彷200mm的孔 洞，深度约800mm，作为锚杆桩的导向定位孔。4.2.3 钻机就位 本工程采用的钻机为履带式多功能钻机。将钻机行驶至施工区域，并按设计要求的角度调整钻机。4.2.4 钻孔因本工程施工区域内地质较为复杂，故采用 2 种钻头应急。钻孔是锚索施工 中控制工期的关键工序。采用高压旋喷钻进，扩孔的高压喷射压力应 20-30Mpa 喷嘴移动速度 20-30c
8、m/min 左右。扩头段的旋喷搅拌的进退次数比桩身增加二次 扩孔压力30-35Mpa左右，喷嘴移动速度10-20cm/min左右，钻孔深度要超出锚 索设计长度0.5 m左右。若遇到障碍物无法继续钻进，需换合金钻头冲孔清障。4.2.5 锚索安装1）锚索制作准备。本工程可回收式预应力锚索由厂家在工厂加工。承载板与 无粘结钢绞线一定要绑扎固定牢靠。2）锚索随钻头就位入孔。人工将已制作好的锚索抬至孔位，通过钻头顶进， 钻进过程中需注意钻进速率及压力，避免弯曲或阻滞导致锚索无法按设计要求就 位。4.2.6 注浆注浆材料选用水灰比0.7的纯水泥浆，水泥采用强度等级为PO42.5，并加入适量的水玻璃，其掺入
9、量按室内试验确定，宜取1%。4.2.7 养护锚索施工完成后，需进行适当养护，在锚固体强度达到 15MPa 并在压顶梁和 锚固体达到设计强度的 80%后方可进行张拉锁定。4.2.8 腰梁施工本工程腰梁设计为钢筋混凝土腰梁。锚索腰梁施工工艺为测量放线T开挖底 模面T绑扎腰梁钢筋T立模板T混凝土浇筑T拆模养护。5 锚索保护工程结构及构件使用寿命取决于腐蚀、疲劳、磨损这 3 个因素，对于锚索而 言关键为腐蚀，主要为电化学反应引起。由于本工程从盾构隧道施工至轨道施工 在同一竖井实施，需约3 年时间，且金属构件所处的环境，如细菌、氧气、湿度 等的变化，将加速其腐蚀。可回收锚索在设计上充分考虑了这一因素，即
10、在套管 内注入特定的防护液体，但露出部分如锚头及锚索在一段时间后也会出现锈蚀或 现象，一旦形成则不但影响锚索的回收，还会影响锚索的重复使用，不利于项目 成本控制，而且在基坑开挖中如缺乏对锚索的保护，则会造成锚索损伤，同时由 于施工中质量控制不足，造成部分套管外露，雨水易从锚头与套管间的空隙渗透 入套管内。为确保锚索的防腐蚀性能，锚索外露部分应涂刷油漆加以保护。6 可回收锚索的回收施工要点 可回收锚索能否按预期目标顺利完成，在整改施工过程中，其主要技术要点有以下方面：在锚索施工中，钻孔后的孔洞清洗须注意，确保孔内不能存在泥浆，特别 在泥土中的施工。回填注浆施工是关键工序，主要是水泥浆液绝不能漏入
11、锚索保护套内，否 则会造成锚索固结，影响锚索的顺利回收。锚索施工后必须采取严格的保护措施，否则会影响锚索的回收及其重复利 用。根据锚索设计使用的束数，其锚头垫块、锚头、回收夹具与穿心式油压千 斤顶必须相互配套。锚索夹片在设计上须考虑回收时的拔出施工要求，即在端部须留有凹槽及 回收使用的锁件。7 结语传统预应力锚索施工完成后，钢绞线无法回收，会在地下留下大量建筑垃圾， 造成环境的污染及资源的浪费，并给后续项目施工造成很大障碍，严重影响城市 规划建设的可持续发展。本文设计的可回收预应力锚索，制作、回收工艺简单， 适用性和可操作性强，并且回收率高，在本工程中取得了显著的应用效果，对回 收后的材料进行估算，本工程共节约材料费6 万余元。通过对回收过程中及回收 后的基坑变形观测，数据表明基坑围护桩体水平位移在设计允许的范围内。参考文献：1 罗来兵，童寅，叶子剑，等.可回收锚杆在深基坑工程中的应用J.市政技术, 2016， 6（34）：146-149.2 郭彦朋，李世民，李洪鑫.可回收锚索的发展现状及展望J.四川建筑科学研 究， 2015， 2（41）：136-140.3 李兆平，黄明利，王建，等.地铁深基坑采用可回收锚索支护方案优化设计J.地下空间与工程学报，2012，8（1）： 154-160.
