直列可回收式预应力锚索在昆明市深基坑中的应用

李 伟  王咸东  马举俊  姜秋红  孔令轩  刘 肖

（昆明军龙岩土工程有限公司）

概要：本文通过直列可回收式预应力锚索在昆明市区三个深基坑支护中的应用，总结了直列式可回收预应力锚索的适用范围、设计方法、施工工艺及常见技术、质量问题的处理方法、措施，旨在为类似工程的设计施工提供可借鉴的经验。

关键词：基坑、回收式、锚索、应用

1.前言

当前，随着我国城市化进程的持续推进，我国经济和城市建设迅猛发展，高层建筑不断涌现，深基坑支护越来越受到重视。目前，深基坑支护形式主要有土钉墙喷锚式支护、排桩锚索式支护、排桩内支撑式支护、地下连续墙支撑式支护、组合式支护等。由于与土钉墙喷锚式支护、排桩内支撑式支护、地下连续墙支撑式支护、组合式支护相比，排桩锚索式支护形式具有可用于深基坑、可最大程度应用基坑空间、基坑支护与主体结构施工干扰小、基坑土方开挖方便、造价相对较低等优势，因此锚索支护己成为高层建筑的基坑的一种重要支护手段，城市深基坑支护工程中尤其是排桩锚索支护体系的基坑支护工程中，经常要应用锚索作为支护结构的受力构件。

但是，由于（1）受毗邻基坑的周边建筑物基础、地下空间结构及周边管网布置等周边环境、场地等条件的限制；（2）常规锚索需穿越基坑征地“红线”以外的地下空间，易引起地下空间产权纠纷；（3）常规锚索与所建构筑物一起长期埋藏于地下、用后不可回收、浪费较大，且常规锚索易形成地下垃圾、造成地下环境污染并给周围地下空间的开发利用造成了极大的不利等因素，为临近建筑的地下空间后续开发留下了隐患，给这部分地下空间开发带来困难和建设费用的增加。故在实际工程中，普通锚索的使用正越来越受到限制，如上海、广东、武汉等地已禁止使用常规锚索，云南省昆明市住建局于2011年12月下发昆建通﹝2011﹞363号文件，明确提出在昆明市基坑工程中限制使用普通锚索。周边地下空间允许时，也必须使用可回收式锚索。

为此，各勘察设计院、施工单位已在工程实践中对各类回收锚索进行摸索和实践！

2.回收式锚索的类型及特点

可回收式锚索是指用于临时工程加固、支护的锚索，在工程完工后须进行回收。按照锚索施工使用经过特殊加工的张拉材料、注浆材料和承载体，当前用于昆明地区的回收锚索有以下三类：

（1） U型可回收锚索。采用一根无粘结钢绞线绕过U型端承板，弯曲成U型固定在承载体上，钢绞线与注浆体隔离，回收时分别对每一承载体的钢绞线进行回收，先拆除锚具内同一钢绞线的两端头夹片，对钢绞线的另一端用千斤顶施加预加力，将钢绞线的一端拉出的同时，另一端的钢绞线被拉入孔内，绕过U型承载体后被拉出空外。

其特点是：操作方便，质量优越，在工厂配装完成后，即可将制成品运送到施工现场使用；锚具完全防水，防腐，使用时间较长。但锚索拆除时，需要施加较大的抗拔力才能将锚索拆除，锚索端头为U型，针对索体直径较大的锚索，弯曲的钢绞线容易破坏而影响回收；且采用液压设备来移除钢绞线，很难在高空或狭小的空间内作业，回收难度大且回收费用高。

（2） 主、副工作索回收锚索（LTRA回收锚索）。由主、副工作索组成，主工作索承担工作拉力，副工作索仅为拆除主工作索而准备，主、副工作索之间及承载体之间靠一些套筒插销相互约束，当拆除时，先将副工作索用力拔出，解除主、副工作索套筒、插销承载体之间的相互约束，才能拔出工作锚索。

其特点是：此种锚索采用无粘结型钢绞线，锚固体受压，施工成本较低。但此种可拆除式锚索的缺点之一是承载体与锚固体注浆体横截面的净接触面积与锚固段的横截面面积之比，在同条件下与其他形式的锚索相比是最小的。即在同等条件下，与其他形式的锚索相比，此锚索承受的轴向拉力较小，采用大吨位锚索时常有所不足；其二是在下索过程中，回收索体易被无意拉出，锚索张拉时锚索处于回收状态而导致锚索失效；其三是回收索体较柔软，抗拉刚度较低，施工时回收索体易与受力锚索缠绕在一起，当锚索较长时，张拉力无法传递至孔底，无法拔出回收索体而导致锚索不能回收。

（3）直列可回收式锚索。直列可回收式锚索是由夹紧机构、保险调压机构、撞针拆分等机构所组成，钢绞线之间相互独立工作，平行直列分布，钢绞线可以是奇数根，也可以是偶数根，并且可以设计成多极荷载压力分散型锚索，适合大吨位拆卸锚索的设计。为我公司目前推广使用的发明专利技术。

3.直列回收式锚索的特点

通过大量的工程实践及锚索试验，在设计、施工过程中不断的总结经验，直列式回收式锚索有如下显著特点：

（1）组装简单方便且安全可靠；

（2）回收的钢绞线可重复使用；

（3）解除锁定后，回收力低，只靠一人力即可快速拆除；

（4）采用分散型受力体系，受力合理；

（5）操作空间小且采用千斤顶即可解除锁定机构，拆除成本低；

（6）回收速度快；

（7）回收率易达到100%；

（8）地层适应性强。

4.直列回收式预应力锚索施工

（1）锚索组装

锚索采用有粘结低松弛钢绞线，通常采用15.24mm 1860MPa级，钢绞线外包裹PVC塑料管，并密封完好。钢绞线按照设计长度+围檩宽度+千斤顶长度+锚具宽度+合理预留段进行下料，一般按设计长度+1.5m进行下料，在一头安装承压板。

（2）锚索成孔

锚索成孔采用全套管跟管钻进工艺，成孔直径一般为180mm，退钻杆前，应先注底浆。根据设计要求进行扩孔。锚索成孔若穿越粉土、粉砂层时，应将泥浆护壁的理念引入至锚索成孔中

（3）锚索入孔

钻杆退出后，自套管中将锚索滑入孔底。锚索入孔时，只需清退注浆管就可带动锚索向前滑动，注浆管在此有两个作用：一是起注浆作用，二是起推送锚索的作用。

（4）孔锚索注浆

退钻杆前，先进性一次底部注浆；锚索入孔就位后，开始注浆，注浆时可以边注浆边将注浆管缓慢的拔出，注浆管拔出至孔口2.0m位置时，封堵锚索孔，进行加压补浆，其作用为补充锚索底部水泥浆离析后空洞及进行锚索孔堵水处理。

（5）锚索张拉

注浆后10～14天开始张拉。直列回收式锚索采用压力分散型可回收预应力锚索，张拉前应根据设计文件要求进行差异荷载的计算，同时张拉之前应进行差异荷载的补偿。

（6）锚索回收

当地下室主体结构施工至±0.000后，达到主体结构的设计回填要求时，逐层回填土夹石或素混凝土至设计锚索标高以下300mm，开始回收预应力锚索，回收锚索时采用千斤顶先将外锚头卸除，然后人工锤击钢绞线外端部，促使内锚具系统中的可拆卸结构脱落后，采用人力将锚索回收。回收后的钢绞线一般可降低等级用于其他工程中。

5.应用实例

直列回收式锚索在昆明地区成功应用于昆明滇池路紧邻地铁5#线盾构隧道的“福海广场、旭东·尚景地下室基坑支护工程”，紧邻地铁3#线盾构隧道的“保利六合村基坑支护工程”；紧邻教场东路的“五华区‘沙沟埂、莲园村’改造建设项目三号地块支护工程”中。

实例一项目概况：福海广场、旭东·尚景地下室基坑支护工程，项目位于昆明市滇池路，拟建项目在滇池路与绿景大道交叉口，基坑实际开挖深度14.30m～14.60m，属滇池路典型软土片区深基坑支护工程，基坑垂直开挖线周长为402.9m，垂直开挖线内面积为21355.75㎡。

场地位于昆明滇池盆地中部，为冲湖积平原地貌。基坑开挖影响范围内主要土层为表层人工杂填土，其下为第四系冲洪积粘土层、第四系湖沼相泥炭质土层、粘土层、粉土层。地下水主要为第四系孔隙水，主要赋存于粉土层中。基坑东侧紧邻滇池路地铁5#规划线盾构区间，地铁5#线详细规划控制边线与地下-2、-3层地下室轮廓线基本重合，基坑支护结构锚索超出地铁5#线详细规划控制边线约30.0m，超出红线约12.8m。根据昆明轨道交通有限公司及昆明市住建局下发的昆建通【2011】363号文件，若采用桩锚支护方案，则必须采用回收锚索。

基坑支护方案采用“地下-1层基坑底标高以上部分采用Φ800@1100（1300）灌注桩+锚固段扩孔至250mm、压力分散型、二次劈裂注浆直列回收式预应力锚索+地下-2、3层基坑采用Φ800（1000）@1100（1300）灌注桩+锚固段扩孔至250mm、压力分散型、二次劈裂注浆直列回收式预应力锚索支护方案”。

实例二项目概况：保利六合村基坑支护工程，项目位于昆明市赵家堆人民西路与翠羽路交汇处东南侧，属昆明市西山区棕树营街道办事处管辖。基坑开挖深度为14.3～15.3m之间。基坑开挖周长约873m，基坑面积约3.7万m²。基坑北侧紧邻昆明市主干道人民西路，距基坑边15～19m，道路下面为正在施工的地铁3号盾构隧道。

    拟建项目处于古滇池湖湘盆地南部地带，地基土中沉积了厚大的软土层，基坑开挖影响范围内的主要土层为表层人工杂填土层，其下为第四系冲洪积粉质粘土层。冲湖积粘土层、粉土层。地下水为第四系微承压性孔隙型潜水，主要赋存于粉土层中。

    经过多次与昆明轨道交通有限公司沟通后，同意采用外穿锚索，但锚索端头须错开盾构隧道外边线以外5.0m，且必须采用可回收式预应力锚索。

    基坑靠近人民西路一侧，1-1、2-2剖面支护方案采用“上部放坡开挖+下部Φ800@1100长螺旋钻孔混凝土灌注桩+内锚段扩孔压力分散型可回收锚索”；采用直列回收式锚索，不但有效解决了影响市政设施建设问题，而且较内支撑支护方案，节省了成本、缩短施工工期。

实例三项目概况：五华区“沙沟埂、莲园村”改造三号地块支护工程，项目位于昆明市区，小菜园立交桥西北方向，学府路北侧，学云路西侧，紧邻教场东路，为沙沟埂、莲园村村庄拆旧建新场地。基坑深度为8.01～11.36m，基坑垂直开挖线总周长约为350.76m，垂直开挖线内面积5601.36m²。

基坑开挖线距离用地红线1.3～7.3m，若采用桩锚支护方案，则锚索将外穿用地红线。根据昆建通【2011】363号文件规定，须采用可回收式预应力锚索。

场地位于滇池盆地中部，地貌上属于冲、湖积层，基坑开挖影响范围内的主要土层为表层人工填土层，其下为第四系冲、洪积粘土层、粉质粘土层、圆砾层、砾砂层。地下水类型为孔隙型潜水，主要赋存于圆砾层，砾砂层中。

     支护方案采用：“Φ600（500）@800（900）长螺旋混凝土灌注桩+成孔直径200mm可回收式压力分散型锚索”桩锚方案；采用直列回收式锚索，不但有效解决了影响市政设施建设问题及有效的取得周边业主单位的同意，而且较内支撑支护方案，节省了成本、缩短施工工期。

6.结语

直列回收式锚索在长期的设计、施工中不断总结经验，技术越来越成熟，因在锚索回收的整个过程非常简单，无需动用大型设备，锚索回收率易达到100%而被广泛应用于昆明市深基坑支护工程中。