摘要介绍了土层锚索在北京地铁八通线高碑店车站基坑施工中的应用实例。根据监测数据，简要分析锚干内力衰减的原因，提出了土层锚索施工过程中要注意的几个问题
关键词土层锚干基坑施工监测内力衰减应对措施
1 引言
土层锚索以其主动施加定量预应力，传递结构受的外力至滑动面内的稳定土体，调动土体的抗剪强度和自稳能力的独特效应，广泛应用在深基坑支护、土质边坡加固和滑坡整治等岩土领域。锚索作为在深基坑桩墙支护体系中提供水平支撑力的重要受拉杆件，与内支撑相比，具有许多明显的优点，如水平支撑力设计值的大小及作用点可根据需要随意调整；能与土方开挖平行施作；锚索作业完成后，可提供宽敞的工作面，有利于土方开挖及地下室建造，从而等大大缩短工期。以下简要介绍一下土层锚索在高碑店车站施工中的应用情况。 2 工程概况
2.1 地理位置及车站结构
车站位于高碑店桥以东100m，京通快速路南北车行道之间宽22m隔离带内。
本站为二层三跨侧式高架车站，现浇钢筋混凝土框架结构。车站建筑总长度为160.60m，总宽度为18.60m。车站为φ600桩基础，桩长20m～26m，共210根，车站与支护结构之间空隙用豆石混凝土回填。站台采用全开敞方式，站厅层下设两个地下通道，与京通快速路下预埋通道相接顺。
2.2 施工方法
车站基坑长160.6m，宽18.6m，快速路路基边坡开挖高度3.3～6.45m，现状地面以下开挖深度0～4.6m。基坑支护体系为钢筋混凝土灌注桩+土层锚索+钢筋混凝土环梁，护坡桩上方设防撞栏杆桩间采用150mm厚网喷砼支护。预留通道上方由于没有条件做桩，施工期间临时支护采用土钉墙，永久挡土结构
发电机空气冷却器1。
3 土层锚索施工
土层锚索的施工程序为：
图2 预应力土层锚索施工流程图
3.1 钻孔
采用回转式钻机压水钻进法成孔。钻孔前，由设计、监理、地质、施工单位视现场地质条件布设孔位，钻孔时应注意以下几个方面：
（1）钻机就位后，要按设计要求校正孔位的垂直、水平和角度偏差，并须垂直于挡土墙。
（2）孔壁要求平直，以便安放拉杆和注浆。
（3）为使锚固段发挥最大的锚固作用，孔壁不得坍塌和松动，否则会影响拉杆的安放和土层锚索的承载力。
（4）钻孔时禁止使用膨润土循环泥浆护壁（可采用套管跟进），以免在孔壁上形成泥皮，降低承载力。
（5）钻孔容许偏差：水平偏差50mm，垂直偏差20mm，角度偏差0.5°。
钻孔钻到锚固段时换上水力扩孔钻头，利用射水压力扩展孔径。
3.2 清孔
压水钻进法可把成孔过程中的钻进、出渣、清孔等工序一次完成。成孔时，先启动水泵，使压力水从钻杆中心流向孔底，在一定水头压力下，水流携带钻削下来的土屑从钻杆与孔壁间的孔隙处排出。钻进时要不断供水冲洗，始终保持孔口水位，每节钻杆钻进后，在接钻杆之前，一定要反复冲洗，制止直至溢出清水。待钻至规定深度后继续用水反复冲洗钻孔中泥砂，直至溢出清水为止，然后拔出钻杆。
3.3 安放拉杆
采用钢绞线拉杆，下料长度要准确，拉杆整理顺直。自由端套以聚丙乙烯防护套固定段的油脂要仔细加以清除以免影响与锚固体的粘接，除锈后要尽快放入钻孔并灌浆，以免生锈。
为将拉杆安放在钻孔的中心，防止自由段产生过大的挠度和插入钻孔时不搅动土壁，并保证拉杆有足够的水泥浆保护层，在拉杆的表面设置定位器。定位器间距在锚固段为2m左右，在自由段为4～5m，外径小于钻孔直径10mm。
3.4 灌浆
灌浆是土层锚索施工的一个重要工序，其作用为：形成锚固体，防止拉杆腐蚀，充填土层中的孔隙。
3.4.1 灌浆材料及配合比
灌浆的浆液采用水泥浆。水泥采用强度等级32.5的普通硅酸盐水泥。水泥浆采用灰砂比为1∶1.5（重量比），水灰比为0.5，并保持足够的流动性以便于泵送。
3.4.2 灌浆方法乙氧酰胺苯甲酯
采用一次灌浆法，用压浆泵将水泥浆由注浆管进行灌浆。灌浆时，将一根φ30mm左右的胶皮管作为导管，一端与压浆泵相连，另一端与拉杆同时送入孔底，注浆管端距孔底150mm。随着水泥砂浆的灌
入，逐步把灌浆管往外拔出，管口始终埋在砂浆中，直到孔口，把孔内的水和空气全部挤出孔外，以保证灌浆质量。
3.5 外锚头制作
外锚头在张拉时会造成锚下混凝土应力集中，要求混凝土抗压强度>20MPa。浇筑混凝土时一定要振捣密实，草袋覆盖洒水养护至张拉龄期。
3.6 张拉及超张拉
土层锚索灌浆养护7～8天后，待锚固体强度大于15Mpa并不小于设计强度的75％，在承载力确认以后，在支护结构上安装围檩，进行预应力张拉。张拉的设备与预应力结构相同，预应力值为设计锚固力的75％～80％。张拉过程中应注意以下事项：
（1）张拉采用隔二拉一。
（2）锚索正式张拉前，应取设计拉力的10％～20％，并对锚索预张拉1～2次。
（3）锚索正式张拉宜分级加载，每级加载后应稳载3min，并记录伸长值。
（4）逐级加载直至设计锚固力的80％，最后一级荷载应稳载5min，并记录伸长值。
（5）当拉杆预应力没有明显衰减时，可锁定拉杆。
在设计张拉完成一段时间后，视拉杆预应力衰减情况，对个别锚索适当超张拉。
4 锚索内力监测及分析
为了测试锚索的锚固强度是否达到规范的要求，以确保锚索安装质量，并了解基坑开挖过程中锚索
CH3(CH2)6COOH根据量测数据，基坑开挖阶段，由于基坑地层平衡力系发生变化，锚索内力值有不同程度的增加，随着时间的推移，锚索的初始预应力有所降低。结合现场情况综合分析，认为造成锚索内力衰减的原因主要由以下两个因素构成：
（1）钢材的松弛
泄漏率长期受荷的钢材预应力松弛损失量通常为5％～10％，根据对各类钢材进行的试验发现，受荷100h 后的松弛损失约为受荷1h所发生损失的两倍；约为1000h后应力损失的80％。
钢材的应力松弛与张拉荷载大小密切有关，当施加的应力大于钢材强度的50％时，应力松弛就会明显加大，并随荷载的增大而增大。
（2）地层的徐变
地层在锚索拉力作用下的徐变，是由于岩土体在受荷影响区域内的应力作用下产生的塑性压缩或破坏造成的。对于预应力锚索，徐变主要发生在应力集中区，即靠近自由段的锚固段区域及锚头以下的锚固结构表面处。实测结果表明：变形缝钢筋
跳线帽a．在外力作用下锚索预应力变化趋势与锚固地层的徐变趋向是基本一致的。无论是砂质还是粘性土中的锚索，在锁定后的5天内，一般都呈现预应力值的明显降低，约在一个月后趋于稳定。
b．锚索锁定后的预应力损失一般在15％以内，预应力损失量的大小与张拉荷载高低有密切关系。张拉荷载高，预应力损失量大，反之亦然。
c．基坑锚索下部土层开挖对锚索预应力变化，视基坑土质和支挡结构的刚度而异。对于土质较好且刚度较大的围护结构，基坑深层土体的开挖对锚索内力影响较小。
针对以上原因，可通过采用适宜的荷载比（锚索锁定荷载与极限荷载力之比）β值，有效控制锚索预应力损失。此外，采用再次或多次补偿张拉对减少锚索预应力损失有明显效果。在初次对锚索加荷后的一般时间内，受荷土体的塑性压缩变形已基本完成，土体的固结度有明显提高。再次加荷，由土体压缩产生的徐变会减小，因而锚索预应力损失也明显减小。
5 结束语
土层锚索与灌注桩组合式支护技术，在北京地铁八通线高碑店车站基坑施工中得到成功运用。组合式支护结构有足够的支护强度荷抵御基坑变形的能力，确保了基坑两侧高速路的正常运行。应用该支护技术时应注意以下几点：
（1）预应力土层锚索对施工工艺和质量要求很高，因此，施工前要编制合理的施工组织方案，注意甄选高素质的施工队伍，加强施工管理，对各个工序严格把关。
（2）在预应力锚索施工过程中要注意记录钻孔过程中揭露的地层情况，发现地层与地质勘探报告有明显差别时，应向设计院及时反映以修改设计。
（3）在锚索张拉锁定后，不可避免会有一定程度的内力衰减，要根据实际情况具体分析原因，针对性的对施工工艺或设计参数进行调整。
（4）施工过程中必须严密监控基坑变形及锚索内力变化，进行动态跟踪观测，用信息反馈法指导施工，及时调整设计参数，求得最佳效果。
参考文献：
1、兵器工业出版社，黄运飞《深基坑工程实用技术》
2、中国建筑工业出版社，夏明耀曾进伦《地下工程设计施工手册》
3、中国计划出版社，徐伟等《土木工程施工手册》
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