预应力土层锚杆与支护质量通病预防

预应力土层锚杆与支护质量通病预防

预应力土层锚杆是一种新型受拉杆件，它的一端与挡土桩、墙联结，另一端锚固在地基的土层中，以承受桩、墙的土压力、水压力等水平荷载，利用地层的锚固力维持桩、墙的稳定。为不致使桩、墙的位移太大，锚杆在安装后即在锚杆顶部预加应力以使减少变形。

锚杆的有效锚固长度先由计算得出，然后在工程场地作实地试验得出极限摩阻力后最后确定。

多层锚杆的施工程序为：挖土至第一层锚杆位置下0．5m，制作第一层锚杆并预加应力，然后再挖土到第二层锚杆位置下0．5m，作第二层锚杆，如此类推。所有用多层锚杆或多层支撑的基坑支护工程都不能一次挖土到基坑底面。

一、锚杆被拔出，桩折断，排桩倒塌

1．现象

当挖土到基坑底，发现桩顶部挡土小墙倾侧甚多，顶部地面裂缝并延伸至围墙，旋即排桩倒塌，上部土体滑动，下水道塌陷，水涌入基坑，有的塌至街道，第一层锚杆从土中完全拔出，护坡桩折成三段，折点分别在二、三层锚杆处、折点处混凝土破碎，钢筋弯曲，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开裂。

2．原因分析

(1)从事故现象看：第一层锚杆被拔出足以说明锚固长度显然不够，开始产生桩顶的大量位移和裂缝并延伸，足以说明其前兆。当第一层锚杆的有效锚固长度不能胜任桩受的水平推力时，锚杆被拔出，此时桩受的水平推力集中到第二层锚杆支点，桩受到过大的不能胜任的弯矩而折断，而锚头拉脱、腰梁扭断、裂开是受到复杂的招矩拉力所致，直至整排桩被巨大力所推倒。

(2)从事故发生后核算中发现，原计算错误在于第一层锚杆间距为2m一根，第二层锚杆间距为1．5m一根，但计算桩受水平力系按单位长度(1m)计算，因此出现第一层锚团长度差1倍的误差。作为设计计算者必须记住由于一时的疏忽而造成严重的后果。

3．防治措施

(1)锚团长度的计算应反复核算，避免错误。

(2)在工程现场必须作测试，以发现计算上可能出现的错误。

(3)从事故发生的情况看，第一层锚杆的锚团长度非常关键。因此认为多层锚杆支护体系的第一层锚扦锚因力特别重要，设计施工者应特别重视。

二、锚杆不起作用，桩折断，支护结构倒塌

1．现象

基坑较深，采用∮1．0m灌注桩、两层锚杆支护。基坑挖到设计标高后不久，发现局部破坏，先是锚杆端部脱落，横梁掉下，桩间土开裂，继而裂缝增大，桩顶地面较远处发生裂缝，最后，桩断、支护结构倒塌，邻近自来水管断裂，基坑受泡，再次塌方，基坑内一片汪洋。

2．原因分析

锚杆端部脱落，说明预应力张拉后锚头没有错固住，横梁掉下说明这一排锚杆在桩端没有受力，也就是锚杆不起拉结作用，使1m的大直径桩变成悬臂桩，受力后倾侧，桩间土开裂，位移大时桩顶地面开裂并发展较远，最后桩因受弯矩太大而折断。

3．防治措施

(1)预应力施工应由有经验技工操作，如无经验，应经过培训并由有经验工人予以指导。当锚头锚住后还应检查横梁(一般为工字钢)是否受力。当发现横梁脱落，应立即停止挖土，研究原因，采取措施，如工地未能采取措施，则倒塌不可避免。

(2)基坑开挖时应作排桩的位移监测，随时可以发现桩有无大的位移，发现后应研究原因，采取措施。

三、支护结构倒塌

1．现象

基坑深16m，密排大直径∮1．0m灌注桩，一层锚杆，地面距护坡桩边缘建双层工棚及移动式办公室。施工期间支护桩突然断裂，排桩倒塌，工棚滑入坑内，造成重大事故。

2．原因分析

(1)基坑边缘搭建工棚是重大违规事件，事故原因分析系地面超载，原设计未曾考虑这项外加荷载。

(2)基坑深16m，按该工程地质情况，一层锚杆的方案不安全，再加上超载，导致事故发生。

3．防治措施

(1)支护方案决不能在基坑边建设工棚，也不能在坑边堆放如钢筋类重物，必须堆重物或行驶塔吊、汽车吊时，应计算地面超载，以保证安全。

(2)如能在基坑底上5m左右增加一层锚杆，则可增加安全，但也应将超载计算进去，计算锚杆锚固长度，灌注桩配筋、入土长度等。

四、锚杆倾角小，锚固力差

1．现象

锚杆设汁要求极限承载人为500kN，工程现场试验，倾角15o(与水平面的夹角)极限承载力仅为400kN，同样长度改变倾角为25 o后，极限承载力为600kN，满足设计要求。

2．原因分析

锚杆的承载力与土体的极限摩阻力有关，一般情况下，上层土质较下层土质差，在同样锚固长度情况下，倾角小时锚固体深入较好土体长度少，如上述试验，锚杆锚团长30m，倾角15 o时，在淤泥质粘土中约为15m，在粉质粘土中约为15m；而改为25 o时，锚固段在淤泥质粘土中约为3m，粉质粘土中约为14m，在粉砂中约为13m，不同土质的极限摩阻力差别很大。

3．预防措施

(1)正式施工锚杆前必须作锚杆基本试验，得出倾角、锚团长度关系，提供设计研究决定。

(2)倾角必须适宜，按规范规定：倾角为15o～25o，不大于45o。选择合适角度及合适极限承载力是必要的。

五、锚县夹片滑脱，失去锚固作用

1．现象

锚具在张拉锚固后不久，失起作用，即钢绞线在锚杆桩测试时不起拉结作用。

2．原因分析

(1)经锚具、夹片等检验发现夹片硬度不足HRC=40，不符合规范规定。

(2)当锚杆受力时，夹片对钢绞线因硬度不足而滑脱，预应力锚固后经不起受力而滑脱。

3．防治措施

(1)夹片应采用表面渗碳工艺，提高硬度，使硬度HRC=50o～55o。

(2)钱杆施工完后应重新检查锚头有无松动、脱落，必要时重新将锚头张拉一下。

(3)工厂交付锚具、夹片时应作详细检查验收，施工单位对锚具质量应切实负起责任。

六、锚杆与地下连续墙预留孔漏水涌砂

1．现象

基坑工程在做第二层锚杆施工时，墙外水压力较大，水及砂从预留孔与锚杆钻杆外套管间流入基坑内，施工人员经验不足时，会将钻杆拔出造成坑内大量涌水涌砂，造成附近变电室房屋开裂等事故。

2．原因分析

(1)采用地下连续墙及锚杆支护的工程，一般在地下连续墙施工时，应在墙内一定位置预留孔洞，以便锚杆施工时穿过。锚杆外套管与地下墙预埋管之间的空隙造成水流通道，粉砂在水压力作用下涌入坑内。

(2)拔出钻杆导致大量流砂从∮203孔中流入坑内，造成地面塌陷、房屋开裂。

3．防治措施

(1)在孔口设橡皮垫圈，以阻止砂与水涌人坑内。

(2)在钻杆钻进时，保持钻头与外套管有一定距离，停钻时缩回外套管内，避免水从套管内进人基坑。

(3)灌注砂浆时保持砂浆压力(0．4～0．6MPa)。

(4)拔管时留下最后两节外套管，待水泥初凝后拔出。