關(guān)鍵字：錨桿施工，鉆孔，注漿，錨鎖張拉
　　海南商業(yè)廣場(chǎng)基坑位于海口市中心區(qū)，東面有海臺(tái)大廈、四層辦公樓，西面臨南寶路，北面臨海秀路，南面較空。
　　基坑開挖深度10m，長(zhǎng)153m，寬77m。土層力學(xué)指標(biāo)如表1所示。
 
　　基坑護(hù)壁采用樁、錨結(jié)構(gòu)，旋噴樁封水。大體上分四個(gè)單元，設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。
 
　　基坑四周設(shè)有高壓旋噴止水樁，樁徑Φ650mm，樁長(zhǎng)13.5m。
　　錨索孔徑Φ130mm，角度20°，東面錨索距地面高度分別為3.1m，6.1m，4.1m，6.6m；南、西、北三面錨索距地面高度分別為3.1m，6.1m。
　　一、錨桿施工
　　1．錨桿施工流程
　　確定孔位→鉆孔就位→調(diào)整角度→鉆孔→清孔→安裝錨索→一次注漿→二次補(bǔ)漿→施工錨索腰梁→張拉→錨頭鎖定→割除錨頭多余鋼鉸線，對(duì)錨頭進(jìn)行保護(hù)。
　　2．確定孔位
　　鉆孔位置直接影響錨桿的安裝質(zhì)量和力學(xué)效果，因此，鉆孔前應(yīng)由技術(shù)人員按設(shè)計(jì)要求定出孔位，標(biāo)注醒目的標(biāo)志，不可由鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)目測(cè)定位。
　　3．調(diào)整鉆桿角度
　　鉆孔就位后，由機(jī)長(zhǎng)調(diào)整鉆桿鉆進(jìn)角度，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員用量角儀檢查合格后，才可正式開鉆。另外，要特別注意檢查鉆桿左右傾斜度。因本工程第一道錨桿均為一樁一錨，水平間距才1米，鉆孔過大的左右傾斜度會(huì)導(dǎo)致相鄰兩根錨桿錨固體的間距變小，出現(xiàn)應(yīng)力集中，影響錨固效果，入射角允許偏差±2°。
　　4．鉆孔
　　因本工程地質(zhì)較復(fù)雜，錨桿通過旋噴樁、粘土及砂土，通過旋噴樁、粘土層時(shí)容易堵管，而通過砂土?xí)r極容易塌孔。經(jīng)比較，采用等同錨桿直徑的套管跟進(jìn)，壓水鉆進(jìn)的方法鉆孔，鉆進(jìn)時(shí)壓力水從鉆管流向孔底，在一定水頭壓力下，水流攜帶鉆削下來的土屑排出孔外，鉆進(jìn)時(shí)要不斷供水沖洗，包括接長(zhǎng)鉆管和暫時(shí)停機(jī)，而且要始終保持孔口水位，若發(fā)現(xiàn)不能壓水進(jìn)去，說明已堵管，應(yīng)拔出鉆管，把粘土塞取出，再繼續(xù)鉆進(jìn)。待鉆進(jìn)至規(guī)定深度（鉆孔深度大于錨桿長(zhǎng)度0.5m），鉆機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并壓水沖洗殘留在孔中的土屑，直到流出的水不渾濁為止。此時(shí)應(yīng)安插錨索，并立即注漿。
　　5．錨索的制作與安裝
　�。�1）每根鋼鉸線的下料長(zhǎng)度＝錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度＋腰梁的寬度＋錨索張拉時(shí)端部最小長(zhǎng)度（與選用的千斤頂有關(guān)）。
　　本工程為：下料長(zhǎng)度＝錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度＋1.1m。
　�。�2）鋼鉸線自由段部分應(yīng)滿涂黃油，并套入塑料管，兩端綁牢，以保證自由段的鋼鉸線能伸縮自由。
　�。�3）捆扎鋼鉸線隔離架沿錨桿長(zhǎng)度方向每隔1.5m設(shè)置一個(gè)。
　�。�4）錨索的安插
　　錨索加工完成，經(jīng)檢查合格后，安裝前小心運(yùn)至孔口。入孔前將4"鍍鋅管（作注漿管）平行并入一起，然后將錨索與注漿管同步送入孔內(nèi)，直到孔口外端剩1.1m為止。如發(fā)現(xiàn)錨索安插人管內(nèi)困難，說明鉆管內(nèi)有粘土堵管，不要再繼續(xù)用力插入，使鋼鉸線與隔離架松散，而應(yīng)把鉆管拔出，清除出鉆孔內(nèi)的粘土，重新在厚位鉆孔到位。
　　6．注漿
　�。�1）本工程采用邊注漿邊拔管的注漿方法，拔管比注漿遲后不小于5m。
　　（2）采用425。普通硅酸鹽水泥配制水泥漿，水灰比控制在0.4～0.45，注漿壓力控制在0.4～0.6Mpa，直到孔口溢出漿。此時(shí)就把鉆管全部撥出，注漿管不拔。
　�。�3）接著用水泥袋濕粘土加鋼板封口，并嚴(yán)密堵實(shí)，以0.4～0.6Mpa穩(wěn)壓注漿5分鐘，才拔出注漿管。
　�。�4）注漿量要大于其理論計(jì)算量的1.2倍。本工程所有錨桿的注漿量均大于1.25倍。
　　7．錨索張拉與鎖定
　�。�1）張拉前首先處理好腰梁表面錨索孔口使其平整，避免張拉應(yīng)力集中，加墊－200×200×8的鋼板，用60KN的拉力進(jìn)行預(yù)拉。
　�。�2）張拉時(shí)，錨固體的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到l5Mpa（以試塊試壓為依據(jù)）。
　　（3）考慮到設(shè)計(jì)要求張拉荷載要達(dá)到設(shè)計(jì)拉力，而鎖定荷載為設(shè)計(jì)拉力的85%，因此張拉時(shí)的錨頭處不放鎖片，張拉荷載達(dá)設(shè)計(jì)拉力后，卸荷到0，再錨頭安插鎖片，才張拉到鎖定荷載。
　�。�4）張拉過程中，按照設(shè)計(jì)要求張拉荷載分級(jí)及觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行，每級(jí)加荷等級(jí)觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，測(cè)讀錨頭位移不應(yīng)少于3次。當(dāng)張拉等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)拉力時(shí)，保持10分鐘（砂土）至15分鐘（粘性土，在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)測(cè)讀錨頭位移）3次，每次測(cè)讀位移值不大于1mm才算變位趨于穩(wěn)定，否則繼續(xù)觀察其變位趨于穩(wěn)定方可。
　�。�5）考慮到相鄰錨桿的水平間距才1m，錨桿張拉對(duì)鄰近錨桿有影響，因此本工程采用"跳張法"的張拉順序進(jìn)行張拉。
　　二、鉆桿施工引起地面塌陷的分析
　　第一排錨桿鉆孔時(shí)，出現(xiàn)有涌水、涌砂、孔口塌孔，引起地面塌陷。分析認(rèn)為，以下幾點(diǎn)是主要原因：
　�。�1）坑內(nèi)降水，坑外封水，使坑外水位明顯高于坑內(nèi)水位，坑外砂土本身飽和水易流動(dòng)所引起。在錨桿施工過程中，我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，曾要求建設(shè)方及監(jiān)理方同意在基坑南邊設(shè)置5個(gè)坑外降水井（因南邊距建筑物約有40m），不被采納。
　�。�2）第一排錨索孔口在人工填砂與淤泥質(zhì)粘土層交界面處，因人工填砂層，結(jié)構(gòu)松散，未完成自重固結(jié)，而且滯水，淤泥質(zhì)粘土透水性差，使其交界面水量較豐富，導(dǎo)致鉆孔時(shí)涌水、涌砂，孔口塌孔，給施工中造成一定的困難。碰到這個(gè)問題后，建議設(shè)計(jì)院把第一排錨索孔口標(biāo)高降低0.3m，設(shè)計(jì)院有關(guān)人員經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察后，采納我方意見。
　�。�3）邊注漿邊拔管的注漿工藝加劇了涌砂現(xiàn)象。從地層結(jié)構(gòu)可知，錨索孔均穿過粘土層，鉆孔時(shí)極容易被粘土塞堵管，為實(shí)現(xiàn)邊注漿邊拔管的注漿工藝，有時(shí)須把第一次鉆進(jìn)后將鉆管拔出處理掉鉆管內(nèi)的粘土塞，然后進(jìn)行二次鉆進(jìn)。兩次鉆進(jìn)使孔壁受到重復(fù)擾動(dòng)，增加了涌砂的機(jī)會(huì)。
　�。�4）錨索孔直徑較大（Φ130mm），在砂層中不易成孔，塌孔、涌砂也會(huì)引起地面塌陷。
　　三、對(duì)樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的討論
　　樁錨結(jié)構(gòu)中樁是抗彎構(gòu)件，錨索是抗拉構(gòu)件。樁是基坑開挖前設(shè)置的，錨索是在基坑開挖過程中設(shè)置的�；�坑是分層開挖形成的，隨著開挖的進(jìn)行，坑壁土體產(chǎn)生應(yīng)力重新分布，支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體相互作用，因此護(hù)壁設(shè)計(jì)必須考慮開挖過程、空間、時(shí)間效應(yīng)。
　　1．設(shè)置第一排錨索
　　要決定的問題主要有兩方面：錨索位置和錨索錨固力。錨索距地表高度應(yīng)大于Hc，小于Hk。這里Hc是土體自穩(wěn)高度，Hk是護(hù)壁樁極限抗彎高度。另外也應(yīng)考慮樁頂最大位移值及土層分布情況，盡可能把錨索孔口位置設(shè)在不易涌水、涌砂，孔口塌孔處。
　　2．錨索自由段和錨固段的作法來源于極限平衡理論。錨索在滑動(dòng)面以內(nèi)部分稱自由段，滑動(dòng)面以外部分稱錨固段。自由段的作用是傳遞預(yù)應(yīng)力，錨固段的作用是承擔(dān)預(yù)應(yīng)力。近年來基坑邊坡穩(wěn)定分析多采用朗肯力學(xué)模型，其滑動(dòng)面與水平夾角β＝45°＋Φ/2。對(duì)于海南商業(yè)廣場(chǎng)基坑Φ角取加權(quán)平均值求得β＝51°，由此求得東、南、西、北四面錨索自由段長(zhǎng)度列于表3。假定Φ=0，按圓弧滑動(dòng)面求得的自由段長(zhǎng)度也列于表3。從表3可以看出：自由段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)值比朗肯值大5－7.5m，比圓弧面值大3.5－6.5m。
　　從造價(jià)上講，自由段過長(zhǎng)是多余的浪費(fèi)。從技術(shù)上講咱由段過長(zhǎng)反而增加護(hù)壁樁樁頂位移。
 
　　3．鎖定荷載的確定
　　原設(shè)計(jì)規(guī)定：錨索預(yù)應(yīng)力張拉到設(shè)計(jì)值后，在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)觀察錨固位移趨于穩(wěn)定時(shí)，可鎖定。下面經(jīng)南面（2號(hào)樁）第一排錨索為例進(jìn)行分析。自由段長(zhǎng)9m，錨固力P＝287.3kn，安全系數(shù)1.5，錨索鋼鉸線拙模量E＝l.94×102KN/mm2，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860KNmm2，截面面積S＝140mm2×3。
　　計(jì)算分析：
　　若錨索張拉鎖定后下層土開挖引起外錨頭產(chǎn)生2cm水平位移，由上述數(shù)據(jù)求得錨頭水平位移使錨索產(chǎn)生的附加應(yīng)力為：
 
　　結(jié)論：一排錨索鎖定荷載達(dá)到設(shè)計(jì)值是不科學(xué)的。應(yīng)考慮到開挖時(shí)土體應(yīng)力釋放引變形而導(dǎo)致的附加應(yīng)力，一排錨索鎖定荷載為設(shè)計(jì)值的85%左右較為合理。我們建議，設(shè)計(jì)院采納。
　　4．錨索孔直徑的選擇
　　近年來�？谑┕さ腻^索孔徑都為Ф1l0mm，唯獨(dú)海南商業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)成Ф130mm-Ф150mm。同在海秀路上相距200－400m遠(yuǎn)的綠島大廈基坑錨索、新世紀(jì)大廈基坑錨索均設(shè)計(jì)面Ф110的孔徑都已成功（三個(gè)基坑的地質(zhì)條件相似，開挖深度接近，錨固力屬于同一量級(jí)）。
　　會(huì)審圖紙時(shí)我們?cè)�提出：孔徑采用�?30mm－Ф150mm，在砂層不易成孔，會(huì)導(dǎo)致塌孔，涌砂引起地面塌陷。當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)院沒有聽取這種意見，后來在施工中發(fā)現(xiàn)有多個(gè)鉆孔涌砂后，才把Ф150mm孔徑改為Ф130mm實(shí)踐證明砂層中確實(shí)不易成孔，塌孔涌砂嚴(yán)重引起地面下沉、塌陷。土體被擾動(dòng)后較大范圍土體應(yīng)力重新分布從而增大了土體位移。
　　以上事實(shí)說明，當(dāng)錨固力不太大時(shí)應(yīng)盡量避免采用大孔徑錨桿。
　　本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿有752根，總長(zhǎng)15023m，抽查42根錨桿進(jìn)行抗拔力檢驗(yàn)，全部合格。
　　在預(yù)應(yīng)力張拉中發(fā)現(xiàn)有兩根錨桿抗拔力達(dá)不到設(shè)計(jì)拉力值，合格率達(dá)99.7%。
　　經(jīng)過幾個(gè)月的地下室施工，現(xiàn)已完成二層地下室主體工程，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，護(hù)壁樁頂最大水平位移為65mm，附近建筑物未發(fā)現(xiàn)有變形成裂縫。只是基坑四周附近地面有下沉、塌陷。
　　我們認(rèn)為在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，能按CSC工法的方法與思想來進(jìn)行，即把設(shè)計(jì)與施工綜合成一個(gè)整體來考慮，會(huì)取得更好的效果。