预应力锚杆柔性支护法是在锚杆、锚索、土钉支护的基础上发展起来的，是一种新颖有效的深基坑边坡支护方法，该方法在我国东北及其他地区有着广泛的使用，其技术核心已被批准为国家专利。

 

　　1预应力锚杆柔性支护的施工原理

 

　　此种支护结构形式，先把锚杆固定在滑移面以外的土质层里面，同时在锚杆上面还要施加预应力，提前做好承载结构，这个承载结构由工字钢、垫板以及其他锚具组成，同时要将滑移面上面不稳定结构固定住。岩体内部自由段可以根据实际需要进行伸缩变形，所以这个非稳定岩体就达到了约束锚固形式。预应力锚杆柔性支护法是通过预应力的施加，从而有效地控制了坑壁位移，增加了基坑稳定性，是一种主动支护形式，与预应力土钉作用原理十分相近。

 

 

　　2.1基坑开挖。基坑开挖深度与多种因素有关，包括锚杆之间的竖向间距、土体自稳高度以及钻机型号。根据工程经验，预应力锚杆开挖深度一般控制在2至3m，另外每层开挖位置应该控制在锚杆以下0.5至1m范围内，严禁超出此范围。

 

　　2.2设置预应力锚杆。锚杆设置分为几个步骤，分别是钻孔布置、锚杆制作以及安装、钻孔注浆环节。钻孔长度以及角度应该根据受力计算分析获得，还要通过合适的岩土介质方法进行成孔。孔内注浆可以利用常压注浆方式，应确保注浆口插入孔底，便于注浆密实，浆液应该先灌注孔底，再顺势灌注孔口，当浆体从孔口溢出时拔管。另外，还要避免自由段内锚杆与浆体粘结，以保证锚杆在施加预应力时能够自由伸缩。

 

　　2.3绑扎钢筋网。钢筋网绑扎不会对成孔、注浆以及锚杆安装造成任何影响，这些过程可以同时进行，钢筋网所使用的钢筋利用φ8钢筋，钢筋间间距为15cm。钢筋搭接长度应该符合规范要求，另外钢筋网的竖向筋应该留置搭接长度，下层结构开挖前就应该使钢筋上弯至坑壁，这样做的目的可以避免挖掘机破坏钢筋网。

 

　　2.4安装锚下承载结构。锚下承载结构安装应该先安装钢筋网，再放置已经制造好的承载结构，承载结构组成前面已经提到。当喷射完第一遍混凝土时，才可以安装锚下承载结构，浆体应该将型钢翼缘喷满，这样不仅可以提高锚下承载结构稳定性，还可以加强其刚度。

 

　　2.5喷射混凝土。喷射混凝土前应该做好混凝土标高的标识，同时可以利用高压风清扫喷射面。如果发现有较为明显的出水点，可以利用导管进行排水处理。混凝土喷射时应该保证喷射均匀、连续，喷射机工作风压要控制在合理范围内，喷射次数要保证在两次，时间间隔也要符合规范要求。水灰比要合理，混凝土表面要力求平整，锚下承载结构里槽钢两侧应喷至三分之二槽钢高，以便对槽钢提供侧向约束。

 

　　2.6锚杆预应力张拉。锚杆预应力张拉应该在浆体以及混凝土强度满足规范要求时，才可以开始张拉。张拉时严禁快速张拉，应该张拉均匀，避免张拉预应力过快损失。通过锚杆预应力张拉可以检验锚杆注浆效果是否符合要求。

 

　　2.7防排水措施。基坑安全可以通过防排水施工保证，经过大量工程数据分析，当工程场地经历大雨后基坑变形就比较明显，尤其当雨水浸入基坑壁厚变形更加明显。为了避免地表水对坑壁造成过大压力的影响，可以在基坑底部设置排水孔，及时把混凝土面层后面水排出，还可以排出基坑排水沟里面水。

 

 

　　3.1锚杆注浆采用二次压力注浆工艺，注浆应采用水泥浆，水灰比为0.4-0.45，注浆固结体强度不低于20MPa。

 

　　3.2锚杆倾斜角度为15°-25°，锚杆的锚固段应设置在强度高的土层内。

 

　　3.3锚杆的自由段长度不小于5m，且应穿过潜在滑移面并进入稳定土层不小于1.5m，土层中的锚固段长度不小于6m。

 

　　3.4当锚杆固结体强度达到设计强度75%后，方可进行锚杆的张拉。

 

　　3.5锚杆的锁定应考虑张拉过程中预应力损失，锁定时的锚杆拉力值为锁定值得1.1倍-1.15倍。

 

 

　　预应力锚杆柔性支护法适用于下列土层：（1）无不良方向性和低强度结构的残积土和风化岩。（2）粉质粘土和不易于产生蠕变的低塑性黏土类的硬黏土。（3）天然胶结砂或密实砂和具有一定粘结力的砾石。（4）天然含水量至少为5%的均匀中、细砂。

 

 

　　5.1与传统刚性支护方法比较，其主要优点。（1）造价低。主要体现在两方面：第一适用材料（包括混凝土、钢材）较少，材料用量远低于桩锚支护及地下连续墙支护；第二土石方开挖和回填工程量少。根据调研，预应力锚杆柔性支护法工程造价仅为桩锚支护的1/3—1/2。（2）工期快。传统的桩锚支护需要在基坑开挖前进行混凝土桩或连续墙施工，而预应力锚杆柔性支护为边开挖边支护，使土石方开挖和支护大体同步进行，因而工期大为缩短。预应力锚杆施工不同于传统的桩锚支护结构，它可以在支护的同时开挖边坡，这样不仅可以。（3）施工占地小。预应力锚杆支护方式占用空间小，便于利用在基坑紧贴建筑物或者施工空间较小的工程区域，另外当地下管网较密集时也可以使用预应力锚杆。（4）施工简单。预应力锚杆支护体系利用到的施工机具较为简单，成本也比较低，比如钻孔机、注浆机以及小型电焊机，这些小工具不用为了工程单独配置，对周围环境影响也小，可以说在节省工程成本的同时，也更加做到绿色环保施工。（5）安全性好。锚杆均设计有预应力，张拉过程也是对每一根锚杆施工质量的检验，一旦发现有问题可及时进行补救，避免潜在隐患；另一方面，在使用期间，由于锚杆数量众多，单根承受的荷载相对较小，即使个别失效对整体影响也不大。

 

　　5.2于土钉支护比较，其主要优点。（1）基坑变形小。土钉支护结构形式属于被动受力模型体系，坑壁位移与开挖深度大小有着直接的关系，通过施加预应力可以使土体产生压力，降低了土体剪切变形，锚固段砂浆的锚固体与岩土之间的剪切变形以及锚杆变形也随之应力增加而变化，所以预应力锚杆支护体系可以减少土体变形。（2）施工工期短。由于预应力锚杆柔性支护中单根锚杆承载力要大于土钉受力，所以锚杆间距比土钉间距大，当基坑深度相同时，锚杆层数可以少于土钉层数，同时分层循环施工次数也比较少，浆体达到规范强度的时间也比较少，这样就可以加快施工进度。（3）支护基坑的深度大。由于预应力的存在，预应力锚杆柔性支护法的坑壁位移比土钉支护的位移量要小的多，采用这种方法的基坑可以做得更深一些。由于预应力改变了土体单元的受力状态，延缓了土体单元发生剪切破坏或主拉应力破坏的过程，提高了坑壁的稳定性。因此，预应力锚杆支护基坑的深度要大一些。

 

　　6结语

 

　　目前城市深基坑支护方法很多，其中预应力锚杆柔性支护法以其特点在我国被广泛采用，该方法通过对锚杆张拉产生预应力，对潜在滑移面进行有效的加固，限制了坑壁位移，在造价、工期方面都比传统的桩锚支护有更好的效果。