張大偉

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

該發(fā)電站采用“上大壓小”的方式對(duì)兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組進(jìn)行了改造和擴(kuò)大建設(shè)，其選址于城市邊緣的老電廠區(qū)域內(nèi)，具體位置在濁漳河流域南側(cè)支流的東部第二級(jí)階地上。根據(jù)某市氣象站資料，某2×1000MW 電廠廠址土壤最大凍結(jié)深度為75cm。在計(jì)劃建設(shè)的廠房所在地，地下水源為地下孔隙潛水，而其補(bǔ)給則來(lái)自大氣降水的垂直滲透。在勘查區(qū)域內(nèi)，水位的深度通常在1.50～6.70m，相應(yīng)的標(biāo)高范圍為909.4～913.8m。

本工程為D 標(biāo)段2# 轉(zhuǎn)運(yùn)站，基坑尺寸32.90m×20.40m、基坑深度25.70m，設(shè)計(jì)基坑底標(biāo)高891.90m。2#轉(zhuǎn)運(yùn)站的西側(cè)基坑長(zhǎng)度為32.90m，其安全等級(jí)達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)是1.1?；又ёo(hù)采用排樁+錨索+1:0.75 放坡方式，腰梁為雙拼36a 槽鋼，長(zhǎng)度合計(jì)134.4m。具體指：排樁指的是混凝土灌注樁排樁，排樁上部采用四道雙拼槽鋼腰梁，坑壁采用壓力分散型錨索固定，共四道，組合支護(hù)。該支撐體系復(fù)雜，共設(shè)置20 根排樁灌注樁，采用旋挖成孔混凝土灌注樁，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)35.7m，樁徑1.2m，樁間距1.6m，C35 水下混凝土導(dǎo)管法灌注；基坑側(cè)壁植入44 根錨索，均為壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索形式，錨索長(zhǎng)度30m，錨固段長(zhǎng)度20m；錨孔直徑150mm，設(shè)置φ15.20 鋼絞線，各錨固段分別設(shè)置2 根、4 根、6 根無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線；注漿材料為不低于25MPa 水泥漿，錨索采用二次注漿法，第二次為劈裂注漿；設(shè)計(jì)錨固力450kN，豎向間距4m，橫向間距1.6m。通過(guò)以上的做法，來(lái)解決了超深基坑的支護(hù)難題，同時(shí)滿足基礎(chǔ)周圍施工安全要求。

1 結(jié)構(gòu)原理

使用多個(gè)承重面板及支撐板來(lái)構(gòu)建壓力分散型的錨索結(jié)構(gòu)，同時(shí)將無(wú)黏合鋼筋劃分為若干小組以與其相互連接。作為主導(dǎo)的聯(lián)接部件的是擠壓錨，需要對(duì)無(wú)黏合鋼筋進(jìn)行分類切割，并在其末端清理掉PE 保護(hù)層和防腐涂層之后裝配承重面板，然后利用擠壓設(shè)備制作出擠壓錨頭的部分?？偠灾?，通過(guò)使用拉桿螺釘將承重面板和支撐板鏈接在一起，并將擠壓錨頭牢固地固定住，從而構(gòu)成了一組錨頭。

無(wú)粘接鋼絞線作為壓力分散型錨索的主要框架，其中包含自由段和錨固段[1]。這種錨索時(shí)在不同長(zhǎng)度的無(wú)黏結(jié)鋼絞線末端連接到穩(wěn)定載體，然后通過(guò)注漿進(jìn)行固化并按照特定規(guī)則分配荷載。

相應(yīng)的鋼絞線模塊被張拉，其中錨孔深度的負(fù)載體將拉力轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?，這些壓力通過(guò)漿料傳遞到固定層，從而提供了穩(wěn)固能量。錨索的壓力分散型是按照設(shè)計(jì)負(fù)荷和錨固單位大小來(lái)確定不同負(fù)荷，并且按照一定順序?qū)ζ溥M(jìn)行逐級(jí)張拉。

2 排樁組合支護(hù)形式

旋挖成孔混凝土灌注樁樁徑1.2m，樁間距1.6m，樁長(zhǎng)34.7m，角部雙排樁樁長(zhǎng)35.7m，嵌固段均為15m，樁體強(qiáng)度C35。錨索位于排樁之間居中布置，腰梁采用雙拼36a 槽鋼，槽鋼支撐于樁體的預(yù)埋鋼板之上，鋼板背后空隙填塞C20 細(xì)石混凝土至飽滿。雙拼槽鋼之間通過(guò)頂部綴板和底部綴板連接，接長(zhǎng)通過(guò)連接鋼板焊接。

單根錨索張拉鎖定通過(guò)承壓板和錨具鎖定于腰梁外側(cè)，而腰梁則支撐于兩側(cè)的樁體上，形成一個(gè)單跨簡(jiǎn)支梁。腰梁連接為整體連續(xù)布置，于灌注樁排樁組合，形成多跨連續(xù)梁。錨索產(chǎn)生的集中力分別作用于腰梁跨中，腰梁傳遞至支撐點(diǎn)的樁體上，通過(guò)這樣的組合支護(hù)，滿足了深基坑的設(shè)計(jì)要求。

3 壓力分散型錨索施工技術(shù)的先進(jìn)性

選用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行深基坑支護(hù)方式，這種方法利用承載板和擠壓頭，主要讓錨固漿體受到加壓；隨著承載板總量的增大，內(nèi)錨段的應(yīng)力集中情況和峰值得以減緩并下降。此外，它還能充分利用地層潛在的負(fù)荷能力，從而提升錨固力[2]。

排樁組合支護(hù)，更利于受力的傳遞，該組合支護(hù)形式更適用于一類基坑的支護(hù)，更大區(qū)間的滿足抗力要求，施工便捷。同時(shí)采用混凝土灌注樁排樁支護(hù)，滿足樁體嵌固深度和基坑內(nèi)外側(cè)最大彎矩要求。

壓力分散式錨桿具備較強(qiáng)的防腐特性和錨固能力，作業(yè)時(shí)，鋼絲繩用量少，且構(gòu)造簡(jiǎn)單，使錨固區(qū)域和錨固力明顯提升，從而擴(kuò)展使用領(lǐng)域，降低了破裂巖體對(duì)鉆孔作業(yè)需求，大幅度削減了在建地區(qū)的挖掘與修整工程，使得施工步驟更加簡(jiǎn)便、易行，地震抵抗效果良好。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

壓力分散型錨索體制作工藝流程：施工準(zhǔn)備→機(jī)械就位→孔位放線→孔位校正→成孔→清孔→植入錨桿→準(zhǔn)備注漿漿液→一次注漿→二次注漿→腰梁制安→錨桿張拉鎖定→封錨。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 放線定孔位

在坑內(nèi)的土層表面上采用水準(zhǔn)儀定出孔位位置、間距，做好標(biāo)記。

4.2.2 鉆機(jī)成孔

用專用錨桿鉆機(jī)，對(duì)準(zhǔn)已放好的孔位，鉆成正確的設(shè)計(jì)孔深、孔直徑，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方可后續(xù)施工。

4.2.3 鉆孔

采用套管鉆進(jìn)。錨桿鉆孔的深度設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)大于等于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度且小于等于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度500mm；水平方向的孔距誤差不大于50mm；垂直方向的孔距誤差不大于100mm；鉆孔角度偏差不應(yīng)大于2°。

4.2.4 擴(kuò)孔

利用10～20 個(gè)大氣壓高壓泵的壓力作用，從鉆頭的底部和側(cè)邊供應(yīng)注漿漿液，在高壓旋轉(zhuǎn)鉆頭的噴射過(guò)程中，作用在周邊土體和砂層上，使?jié){液滲入土中，充滿孔隙與土結(jié)成共同作用的塊體，提高土體強(qiáng)度。

高壓旋噴鉆頭和側(cè)翼噴嘴在動(dòng)力推動(dòng)下，逐漸向前推進(jìn)，直至形成圖紙規(guī)定的深度和直徑，即獲得形成的錨桿孔。

擴(kuò)孔步驟：①擴(kuò)孔時(shí)，高壓噴射壓力控制在大于20MPa 范圍內(nèi)，一般為20～40MPa；噴嘴移動(dòng)速度為0～20r/min。②高壓噴射注漿的水泥宜采用P.O 42.5 級(jí)，水灰比宜為0.5，水泥摻量宜為25%～40%。③連接高壓注漿泵和鉆機(jī)的輸送高壓噴射液體的高壓管長(zhǎng)度小于等于50m。④采用二次噴漿擴(kuò)孔時(shí)，應(yīng)自上而下，然后自下而上兩遍。⑤高壓旋轉(zhuǎn)鉆頭（噴頭）應(yīng)均勻旋轉(zhuǎn)，均勻提升或下沉，由上而下或由下而上進(jìn)行高壓噴射擴(kuò)孔，噴射管分段提升或下沉的搭接長(zhǎng)度大于100mm。⑥在高壓噴射擴(kuò)孔過(guò)程中出現(xiàn)壓力不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)查找原因，以便找到解決方法。⑦如實(shí)記錄好各項(xiàng)記錄，反映實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀。

4.2.5 錨索組裝

（1）鋼絞線按照?qǐng)D紙尺寸要求采用切割機(jī)下料，每股長(zhǎng)度誤差≤50mm，鋼絞線按規(guī)律平直安放，間隔1.0～1.5m 設(shè)置定位器，錨索自由段[3]按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理。

（2）注漿管應(yīng)放置在定位器正中，與錨索體綁扎牢固。注漿管距孔底的距離≤300mm。

（3）錨索的制作基于設(shè)計(jì)構(gòu)造，使用隔離架作為集束。①每一根鋼絞線都以錨索孔底部作為對(duì)齊的標(biāo)準(zhǔn)。②按照規(guī)定，錨索注漿管應(yīng)被插入索體中。從孔底的進(jìn)漿管出口至錨索端部的間距不能超過(guò)200mm。保證注漿管暢通無(wú)阻，而且管路系統(tǒng)的抗壓值不得低于工程設(shè)計(jì)灌漿壓力的1.5 倍。③隔離架被用來(lái)將錨索鋼絞線與注漿管分隔開，各個(gè)隔離架的鋼絞線孔和注漿管孔應(yīng)保持一致。通常，這些隔離架之間的距離在1.5～2.0m。④在作業(yè)時(shí)，索具需要保證鋼絞線的排列順暢且無(wú)扭曲。將鋼絞線和注漿管等捆綁成一束，并用12#鐵絲進(jìn)行束線環(huán)的綁扎，每隔1.5～2.0m 一道。兩個(gè)隔離架應(yīng)該被束線環(huán)牢固地綁定，鋼絞線應(yīng)與隔離架緊密綁定。⑤按照規(guī)定，導(dǎo)向帽是由鋼管制造的，并且與錨索體保持著穩(wěn)固和可靠的連接。⑥排列組裝好的錨索，擴(kuò)孔停止后拔出鉆桿立即放入套管、擴(kuò)孔內(nèi)，安放時(shí)，防止桿體錨索變形，并確保錨索處于鉆孔中心位置，插入孔內(nèi)深度不小于設(shè)計(jì)深度。

4.2.6 錨索注漿及二次劈裂

注漿材料為水泥漿，通常采用P.O 42.5 的硅酸鹽混凝土，水灰比為0.55～0.60。在完成一次性注漿時(shí)，一旦水泥漿液從孔口泄漏，應(yīng)立即暫停施工，并且當(dāng)液面下降時(shí)需要從孔口補(bǔ)充。對(duì)于錨索二次注漿[4]，其水灰比設(shè)定為0.55，同時(shí)，終止注漿所需的壓力不能低于1.5MPa。

對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋的填充：初次施加的時(shí)候應(yīng)該把所有的材料都放入其中，然后用最大值不超過(guò)500MPa，一次注漿完成后1h 內(nèi)，進(jìn)行補(bǔ)漿，保證漿體飽滿。注漿管材質(zhì)為直徑4 分塑料管，注漿管上采用φ12 鉆頭開注漿孔，間距250mm，開孔后用膠帶或橡皮膜封堵。

作業(yè)前，首先保證輸入壓縮空氣以確保管道通暢無(wú)阻。接著，將漿料由注漿管輸送到孔洞中，并密切關(guān)注其排放和排出的情況。為了加速已進(jìn)入的漿料的硬化速度及提升強(qiáng)度，利用屏漿技術(shù)，只有當(dāng)流出的漿料密度與其輸入的漿料密度一致時(shí)，才可以實(shí)施屏漿操作。屏漿時(shí)的壓力設(shè)定在0.3～0.4MPa，如果吸漿速率低于1L/min，那么只需要屏漿約20～30min 就可以完成。

4.2.7 二次劈裂注漿

二次注漿管已經(jīng)在錨索體制作時(shí)提前插入了承載板、隔離架的中心孔，注漿管頭部距離孔底60cm 左右。二次劈裂注漿在一次注漿完成8h 后進(jìn)行，二次注漿壓力為1.5MPa。為保證送漿管與二次注漿管連接處不因壓力過(guò)大而崩開，采用在連接處外側(cè)增加套管的方法，并用螺絲緊固。調(diào)整水灰比為0.6，同時(shí)孔口處繼續(xù)塞滿水泥袋密封，保證劈裂效果形成球狀體。

4.2.8 張拉與鎖定

壓力分散型錨索張拉應(yīng)在同批次錨索驗(yàn)收合格后且承載構(gòu)件注漿體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行，應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定分級(jí)張拉；鎖定48h 內(nèi)，應(yīng)力損失超過(guò)10%時(shí)應(yīng)補(bǔ)償張拉[5]；錨索張拉順序采用隔一拉一；錨索正式張拉前，按其20%的設(shè)計(jì)張拉荷載，預(yù)張拉1～2 次，使其與錨具接觸緊密，鋼絞線平直完好。

4.2.9 注意事項(xiàng)

（1）質(zhì)量問(wèn)題。①注漿時(shí)應(yīng)派人時(shí)刻注意壓力表，防止壓力過(guò)高發(fā)生堵管，如發(fā)生堵塞，立即開展排查。②發(fā)生漿液涌出或流出時(shí)，采用堵塞串孔注漿或多臺(tái)泵注漿。③注漿完成后，及時(shí)清洗機(jī)具。

（2）安全問(wèn)題。①注漿管在未打開風(fēng)閥前，不可搬動(dòng)，關(guān)閉密封蓋，防止高壓噴出物傷人；注漿管放置時(shí)應(yīng)面對(duì)空曠場(chǎng)所。②張拉過(guò)程中，應(yīng)確保在周邊安全的無(wú)人的區(qū)域施工，防止管路、油泵等發(fā)生意外，謹(jǐn)防爆裂、燃燒等現(xiàn)象。③施工人員要戴安全帽、掛安全帶，臺(tái)座四周和張拉平臺(tái)外側(cè)設(shè)設(shè)置安全網(wǎng)。

（3）綠色施工問(wèn)題。①材料運(yùn)輸中采用棚布遮蓋，所經(jīng)過(guò)的施工場(chǎng)地道路經(jīng)常灑水。②鉆孔注漿排出的廢水、廢漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾池，沉淀后再利用，并將沉渣運(yùn)至指定的棄渣場(chǎng)所堆放。

5 項(xiàng)目實(shí)施效果及推廣前景

該方法較其他支護(hù)形式，縮短了施工工期、施工費(fèi)用低，施工方便簡(jiǎn)單。利用混凝土灌注樁排樁支撐結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到樁體固定深度及基坑內(nèi)外的最大彎曲需求；使用錨索聯(lián)合保護(hù)措施，以預(yù)應(yīng)力錨索為基礎(chǔ)，錨點(diǎn)能獨(dú)自調(diào)整承擔(dān)錨定部分的負(fù)載能力，并用二次注漿，確保錨索在高濕環(huán)境下符合錨固力要求?，F(xiàn)階段，錨頭整裝單元的制造過(guò)程中的零部件精確一致，能夠保障錨索構(gòu)造的質(zhì)量，所以此種防護(hù)方式潛力巨大，不僅能大幅度降低人工成本，加速工程進(jìn)度，而且會(huì)產(chǎn)生顯著的預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)收益。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此種錨索的支護(hù)，依賴于對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力的過(guò)程，利用錨具將其固定在腰梁之上，并使其受力值從腰梁傳導(dǎo)至被牢固地插入的地樁主體部分，從而產(chǎn)生向下的反作用力以穩(wěn)住滑動(dòng)的土壤。使用壓力分散型的預(yù)應(yīng)力錨索來(lái)應(yīng)對(duì)深基坑中的這類土壤環(huán)境，使得錨固區(qū)域的長(zhǎng)度可以達(dá)到20m，深層土壤得到了穩(wěn)定的支撐，符合深基坑防護(hù)的需求。而壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索使用的無(wú)黏附性的鋼絲繩，所以施工起來(lái)更為簡(jiǎn)單，無(wú)須防腐處理，并且其儲(chǔ)存期也遠(yuǎn)超過(guò)有黏附性的鋼絲繩。經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)測(cè)試與驗(yàn)收檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)壓力分散型錨索的總體移動(dòng)距離要比常規(guī)拉力型錨索更接近物理學(xué)延伸值。該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，具有巨大的潛在價(jià)值。值得大面積推廣應(yīng)用。該支護(hù)方式在生產(chǎn)中取得良好成效。