预应力锚索由于能够主动对土体提供较大的支护能力，从而能够有效地提高土体的抗剪强度，使其锚固区内的土体形成压力区，抑制土体位移，从而达到围护基坑稳定，有效的保证了深基坑的安全性，是一种很好的把结构工程、环境工程等相关工程结合起来的成熟的先进的经验和技术。但是锚索易受地层情况、材料强度、张拉机具和施工工艺等因素影响，出现锚固力不足而导致基坑变形。因此施工过程中保证锚索的正确施工达到设计锚固力对基坑的安全影响较大。

1 工程概况

中华液晶城项目地处广州市荔湾区大坦沙地区，地下2层，地上21层，总建筑面积约17万m2，钢筋混凝土-剪力墙框架结构。本工程基坑开挖深度8.2m，支护安全等级为二级，安全使用年限为1年。基坑支护采用地下连续墙+1道锚索+上部2m放坡喷锚支护形式，地连墙顶设置一道800×800冠梁（兼做腰梁），冠梁位置设置一道预应力锚索。预应力锚索采用3×7Φ5钢绞线，成孔为150，长度L=24-35.5m，自由段7.5-8.5m，设计拉力为280-360kN。考虑边桩桩承台的开挖比基坑底加深约0.6m，要求对应承台位的预应力锚索加长2.5m，预应力值提高50kN。出土口位置槽段预应力锚索加长3.0m，预应力值提高30kN。本工程锚索全部在砂层中成孔，要求全程采用套管跟进施工。

本工程砂层厚，最厚处超过17m，锚索锚固段基本全部处于砂层中，成孔难度大；基坑西南面存在较厚呈流塑状淤泥层，该区域段锚索抗拔力基本为零，甚至可以说连该区域以上的锚固段其抗拔力都大大减少，导致整根锚索锚固段不够，达不到设计拉力。

2 预应力锚索施工

预应力锚索加固基坑时，一端锚固于稳定的岩层内，以提高锚固力，另一端通过锚头部分固定于基坑坑壁，通过对锚索施加预应力，对基坑坑壁产生一个主动应力，从而提高基坑的整体稳定性，而预应力锚索则通过二次注浆可以有效加强索体的强度。预应力锚索由索内锚固段、张拉段和索头三部分组成。

2.1 工艺流程

深基坑桩锚支护体系预应力锚索主要施工工艺流程见图1所示。

2.2 主要工序施工方法及技术要求

2.2.1 钻孔和清孔。

用锚杆钻机长螺旋钻或环状钻头的钻具钻进成孔，钻进前钻机安装应做到“正、平、稳、固”。钻孔采用清水钻孔，套管跟进成孔工艺，倾角15°，采用“隔一打一”跳打法施工。锚杆钻机在钻进过程中应用清水循环清孔，不得使用循环泥浆清孔。当土层易塌附时，应加快成孔速度，必要时下入套管护壁。钻孔深度直径应达到设计要求和有关技术要求。

钻孔完毕后，应做好成孔施工记录，当孔内有外流水时应疏导外排，当有掉落松土情况时应立即采取加固措施处理。

2.2.2 锚索制作。

首先进行锚索的下料，锚索下料长度L按下式计算：

L=l+a+b+0.3。

其中，L—锚索下料长度，m；l—锚索设计长度，m；a—外锚头厚度，m；b—锚具总长（包括钢垫板、螺母、张力机），m。

下料时，钢绞线的切割宜用砂轮切割机，勿用电焊或气割，以免钢丝受热损伤而降低其抗拉强度。单根锚索钢绞线不宜用接头，如确实需用接头则必须用挤压式或套管式接头并且应错开2.0m以上；多根钢绞线间隔架按间距1.5m～2.0m分开，并用绑丝绑牢；钢绞线表面不应有污物、铁锈或其他有害物质；钢绞线端部宜套入正锥形导线管内。一二次注浆管、自由端等一并在地上绑扎好，自由端用塑料管包裹，与锚固接触处的塑料管应密封好以防注浆时浆液渗入自由段，注浆管亦应外露0.5m～0.8m，二次注浆管锚固段按间距1.0m～2.0m钻15mm～18mm孔眼，并用防水胶布（包括底部）封住。

2.2.3 锚索的安装。

锚索的安装在清孔后进行，注浆管与锚索同时放入孔内，注浆管头部距孔底100mm，锚杆体放入孔内深度不应小于设计长度的95%，如有排气管则锚索放入孔中后应检查该管是否通畅。锚索应达到预定位置，否则重新清孔和安装。锚索安装后不得作为它物地锚，不得随意敲击和悬挂重物等。由于在锚索自由段涂黄油，并用塑料薄膜包裹，可以保证注浆材料不致对其产生约束，确保钢绞线安放时顺利进入孔内的设计深度。

2.2.4 锚索注浆。

杆体注浆水泥用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.45～0.50，适当加入早强剂。水泥应有出厂材质证明书，不可受潮、结块、过期；水泥浆应严格按规定计量拌和均匀，随用随搅，防止石块、杂物混入浆液中，水泥浆搅拌时间应不小于3min，确保搅拌均匀，浆液搅拌后须过8mm×8mm筛网方可入孔内。

自由段用套管隔离后，锚固段和自由段内同步灌浆。一次注浆采用0.5MPa～0.6MPa端部常压注浆，边注浆边缓慢匀速向外抽出注浆管，抽管不可过快，应确保注浆管端口始终埋在注浆面内1.0m以上。由于一次注浆充满后，因套管拔除，浆液会下降，要及时补充注满。

在一次注浆锚固体强度达到5MPa后，按设计要求进行二次高压注浆工艺。在实际操作中因水泥品种生产厂家不同，龄期长短会有所差别，初次进行二次注浆可按间隔8h控制，经现场试注后，确定一个合理的间隔时间后进行。

二次注浆必须用钢管，丝扣连接，二次注浆管上的注浆孔必须用防水胶带缠封牢，以确保达到封水作用，制作好的钢绞线和注浆管在置入孔中前要做闭水试验，确认不漏水方可置入孔中。二次注浆管注浆压力3.0MPa ～5.0MPa，如果二次压浆孔口冒浆或坑体周围土壁冒浆时应停止，必要时采用间歇压浆。二次注浆成功的标准为：一是孔口不冒浆。二是二次注浆初始瞬间压力为5MPa左右，正常注浆压力为3MPa～5MPa，且能打开浆孔，注浆量达到70kg/m。每个锚索孔第一次注浆后应认真做好记录，确定何时进行二次注浆，同时每班交接时要向下一班组交底。

2.2.5 腰梁制安。

腰梁采用两根25厚b号型槽钢，腰梁安装前要把两桩间用C20混凝土补平，使腰梁均匀受力。

2.2.6 预应力锚索的张力锁定。

预应力锚索张拉应在腰梁混凝土浇捣7d后进行，且锚体强度应达到15MPa以上。锚索张拉前，应对张拉设备、压力表、张力机进行标定；锚索承压垫应平整，并与锚索轴线垂直，千斤顶就位时需注意工具锚、锚环与锚垫板在同一中心线上。张拉前，应取0.1～0.2倍设计轴向拉力值对锚索预拉1～2次，使钢绞线拉紧，各接触部位接触紧密、杆体平直。

张拉锚索应按一定的程序进行，张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响，锚索间距小于1.5m时，须考虑群锚效应，采取“隔一拉一”的张拉方式锁定。锚索张拉到1.1倍锚索设计轴向拉力值时，保持5min～15min，然后卸载至锁定荷载按设计要求进行锁定。张拉荷载采用双重控制，以压力表读数为主，伸长值为辅进行复核。锚索锁定后，若发现有明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。

正式张拉前，要做三根非破坏性抗拉拔试验，按照试验值的75%张拉锁定，如果锚杆试验抗拉拔力大于设计值，锁定值相应提高，但最大锁定值不超过抗拉拔力设计值的125%。

2.2.7 封锚。

张拉完成后，从锚具量起预留50mm～100mm钢绞线，多余的用切割机截去。钢绞线不宜留得太短，以防其滑入孔中而失效。之后用防锈涂料仔细粉刷外露钢构件，最后浇筑C20混凝土封闭锚头。

3.结束语

实践证明预应力锚索加钻孔灌注桩的支护形式在深基坑中的应用是非常成功的，但要确保安全。施工中需采用正确的施工工艺和方法，各项关键工序卡控必须到位，各道锚索必须达到设计锚固力，且要加强施工过程中的监测和信息反馈，出现问题及时解决才行。