1.1预应力锚杆支护的概念和特点

 

　　预应力锚杆包括锚头、止浆塞、垫板和螺母，所谓的预应力锚杆，就是指用于预应力拉张的专门器材，锚杆的拉力利用垫板的作用在基础上，再给锚杆施加一定的拉力，能够加强锚固。而预应力锚杆在深基坑中支护就是为了防止深基坑周围的土层坍塌，即在深基坑周围的土层内部植入有抗拔作用和长度有效锚固的锚杆，经过对锚杆拉张后再给其施加一定的拉力，加强锚固体的抗压承重能力，能够提高建筑物的稳定度，从而起到支护深基坑的作用[1]。应用到深基坑支护中的预应力锚杆，具有方便施工、缩短施工时间、减少施工费用等优点。

 

　　1.2预应力锚杆支护的作用

 

　　预应力锚杆应用到深基坑中，一是能够给深基坑提供一定的支护抗力，保证土层三轴应力状态的稳定；二是可以提高地基和土层结构的变形能力；三是合理的布置锚杆，有利于巩固地层的稳定。

 

 

　　2.1预应力锚杆设计的计算

 

　　在锚杆的应用过程中，对锚杆起着决定性作用的是锚杆的预应力值，因为锚杆的预应力值不但要考虑到锚杆的安全性和经济支出，更主要的是锚杆的预应力对地层和结构的变形能力的控制产生了巨大的影响。故此，锚杆的预应力值计算一定要满足深基坑支护结构的稳定度，在计算预应力值时，需要根据静力确定在深基坑稳定度固定的情况下，分析深基坑各个支护构件的参数和其他各种拉张力的大小。例如，柱桩能承受的土压力、土钉的抗拔力等，在预应力锚杆的支护体系中，锚杆的预应力值应有支护结构各个部位可以承受的土压力，乘以预应力锚杆的安全系数。预应力锚杆的参数由预应力值和土层的参数决定，预应力锚杆的参数包括锚杆的长度、锚杆自由段的长度、预应力筋的数量、锚杆拉张力的倾斜度等[2]。计算时先确定满足深基坑稳定的参数，再进行整体的稳定计算。

 

　　2.2预应力锚杆支护的设计原则

 

　　预应力锚杆的支护施工设计有一定的原则，设计时，要根据施工工程的土岩和地形勘察之后在进行相对应的设计。设计要遵循一定的原则，首先是进行锚杆的锚固土层的参数预算，再决定适合立锚杆的锚固点；其次是根据土层力学的公式，确定预应力锚杆的参数。每一个参数的测量和每个数值的计算必须精确，以保证预应力锚杆支护的安全，同时也可以节约不必要的支出，降低成本，更重要的是，只有保证这些参数的准确，才能有效的预应力锚杆才能起到支护深基坑的作用。

 

　　2.3实例工程概况

 

　　本工程建筑物有地上25层，地下1层，建筑物总高度为78米，地下层面积为8520平方米，该工程基地靠近交通要道，四周交通要道离地基的平均距离为20米，基坑的平均深度是10米，最深基坑的深度是15米。

 

　　本工程的地基基坑及周围的土质为粉状粘土，多为硬塑土，局部土质可塑性较强，属于中等可压缩性土，地基的地下水质为潜水，水位稳定在-1到-3.5米之间。该工程的深基坑支护形式预应力锚杆支护形式[3]。

 

 

　　预应力锚杆支护的施工程序大致分为四个部分，分别是钻孔、安装锚杆体、拉张固定。

 

　　3.1钻孔

 

　　首先是钻孔，钻孔工序主要是为了防止施工过程中可能出现的水土流失，钻孔过程中要把钻进、除渣、固定坑壁、清理钻孔等一次性完成，这样一方面避免增加钻孔工序，另一方面还可以防止塌孔、不留渣土。在钻孔过程中，要防止钻进的过程中不塌孔，要在基坑的砂层范围内安装护壁套管；其次为了彻底清除渣土，在钻进过程中要持续供水冲洗；钻孔的深度要比锚杆设计的长度多0.5到1米；对于深基坑外围的水位，要控制在锚杆空口以下，以此防止流沙出现在深基坑内。

 

　　3.2锚杆体的制作和安装

 

　　清空后，再安装锚杆体。锚杆体的制作钢管和钢筋要根据地基结构来选择，两个支护架之间的间距要保证在1.5米的距离之上，注浆管的安装离孔底50毫米远，锚固段的花管要进行包裹，自由端的钢绞线需要涂上润滑油，在套管与锚固段的交界处要用止浆器堵好，防止浆液流入自由段。

 

　　3.3灌注水泥浆

 

　　安装好锚杆体之后，再在注浆管中注入水泥浆，灌注水泥浆的工序要进行两次，分别是一次注浆和二次注浆[4]。

 

　　3.4预应力锚杆的张拉和固定

 

　　固定预应力锚杆，要先在锚杆上安装张拉工具，为保证钢绞线的受力稳定度，张拉力在锚固体与台座的硂强度超过一定高度是时，要保证孔口对齐、承压牢固、倾斜角保证垂直，时拉张应力的方向与钢绞线保持一致。锁定张拉力的时候，必须保证张拉力再承荷至少15分钟之后才能卸载负荷。

 

 

　　4.1支护结构的选择

 

　　4.2深基坑支护的沉降点

 

　　根据检测结果表明，锚杆支护的工程对深基坑产生作用之后，该地基在整个工程施工期间，周围的交通道路等建筑设施没有发生沉降位移，也没有产生裂缝和倾斜，保证了深基坑结构的安全，从而得出这次的预应力锚杆深基坑支护的施工是有效的。

 

　　综上所述，预应力锚杆对深基坑的支护具有重要意义，预应力锚杆在很大程度上加强了深基坑的支护，不过，在预应力锚杆的施工过程中，要对基地进行勘测，考虑到基地周围的环境，同时在锚杆的设计过程中要遵循设计工艺原则，只有针对每层工艺进行确认，才能保证预应力锚杆在深基坑支护中得到有效的应用。