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1工程概況與地質情況

某工程位于長沙市東塘核心商業區，地處鬧市中心，人流、車流均非常大。西緊臨城市主干道韶山路，北臨友誼商城，東臨32層高層居民區，南臨交通銀行，場地非常狹小。工程地下三層，地上二十八層。基坑最深處達18m，平面布置如圖1。場地分布巖層（自上而下）：雜填土，厚0-3.6m；粉質粘土，層厚2.1-10.5m；圓礫，主要成分為石英及硅質巖，粒徑一般1-3cm，最大12cm以上，分選性差，濕，密實，該層在場地分布連續，層厚3.2-8m，殘積粉質粘土，層厚1.3-4.8m；強風化粉砂質泥巖層厚1、2-5.2m；中風化粉砂質泥巖，層厚3.8-12.8m等。地下水類型及巖層富水性：地下水類型主要為賦存于圓礫中的松散巖類孔隙水，地下水主要受大氣降水及鄰區地下水補給，該含水層地下水水位變幅2-4m。

2基坑支護結構設計方案

工程根據地質勘察報告及項目所處位置施工場地狹小；基坑四周臨建筑和城市主道；地下光纖、電力、管網布置復雜、重要；地處繁華地段，人流、車流均非常大。支護方案需安全且便于施工，并減少擾民。針對上述制約條件，確保安全基坑設計采用了旋挖樁+旋噴樁止水+錨桿+面層掛網素噴混凝土，形成了一個共同作用復合型支護方式，工程施工完畢保證了基坑的穩定性。本文結合工程施工的難點對圓礫層厚、粒徑大且地下豐富，水位高，采用其它方式錨桿成孔后因塌孔嚴重，使支護錨索（桿）達不到設計要求的抗拔值，圓礫層摩阻力大，極限標準值達110kPa，鉆桿極易斷等，最終本程采用此跟管鉆進工法能有效解決上述困難。

3錨桿施工

3.1施工條件

結合本工程實際情況，錨桿施工前需對旋挖支護樁和旋噴止水樁及每排錨桿的區域的土方已挖至可更跟管鉆進作業平臺面。同時做好錨桿的圖紙審核，確保設計合理，尺寸無誤；現場布置合理，便道暢通，確保機械與人員作業安全。施工材料已進場，材料性能指標均已達到設計要求和符合國家標準或行業規范，并按要求進行復檢；

3.2施工準備

3.2.1施工作業開始之前，依據設計圖紙對邊坡進行錨桿孔位試放線與復測，以確定預應力錨索（桿）的位置符合設計；土方開挖的滿足跟管鉆機施工要求。并進行由監理和設計代表現場確定預應力錨索（桿）的基本試驗孔位，完成試驗報告提交有關監理工程師和設計代表，待試驗報告批準并經設計錨桿設計參數確認或調整后，方可進行預應力錨索（桿）工程施工作業。

3.2.2試驗孔自由段不注漿，錨固段與自由段之間設置止漿袋，錨固段外側應設排氣管，排氣管伸入錨固段內5~10cm，其注漿方法和充滿標準與工程孔相同。

3.3鉆孔方法

3.3.1跟管鉆進

3.3.1.1跟管鉆具在施工前應逐一檢查沖擊器、穩桿器、偏心鉆頭、中心鉆頭、套管、管靴，沖擊器應工作正常，并加注機油潤滑，偏心鉆頭應能靈活張開和收攏，張開時偏心錘頭應大于套管靴外徑，連接銷及鎖緊機構應牢固，鉆桿與沖擊器和沖擊器與偏心鉆具的連接應可靠。

3.3.1.2先用同徑常規鉆頭先造孔1m左右，給跟管鉆進提供定位和導向作用。

3.3.1.3開鉆前，將鉆具組裝好放入帶有套管靴的套管內，讓偏心錘頭伸出套管靴，正轉張開偏心錘頭進行鉆進。特別注意偏心跟管鉆進時，在確認鉆頭到達孔底后，先回轉，待正常后，再開風沖動鉆進。

3.3.1.4鉆進過程中，隨著鉆孔的延伸，邊加鉆桿邊加接套管。

3.3.1.5每鉆進0.3~0.5m應強風吹孔排粉一次，以保持孔內清潔。吹孔時，中心鉆具和上提動距離應嚴加控制（以能實現強風吹孔為限），禁止在鉆進過程中向上起拔中心鉆具或來回倒桿。

3.3.1.6鉆進結束或需更換中心鉆具時，先將孔底殘渣吹盡，脫開中心鉆具的回轉動力，停止回轉，緩慢提升中心鉆具至偏心鉆頭后背與套管靴前端接觸為止，用管子鉗卡持鉆桿，作反時針方向回轉，同時緩慢試提中心鉆具，當中心鉆具可順利提升時，表明偏心鉆頭已順利收攏，這時可按照常規方法提升中心鉆具，直至全部提出中心鉆具。

3.3.1.7有時會因孔底殘留巖渣過多，偏心鉆頭回轉部分被巖渣卡住而影響偏心鉆頭的收攏。當試提幾次仍不能奏效時，應開動空壓機重新對鉆孔進行清洗，并使用潛孔錘作短時間工作，然后再進行試提，如此做法直至提出中心鉆具。

3.3.1.8跟管鉆進至需要深度后，即可將跟管鉆具提升出孔外。

3.4造孔

3.4.1錨桿測放根據設計圖將錨孔位置準確測放在坡面上。

3.4.2鉆機就位開挖土層鉆進施工平臺滿足承載要求，準確安裝固定鉆機。錨孔開鉆就位縱橫誤差≤±50mm，高程誤差≤±100mm，鉆孔傾角和方向符合設計要求，傾角誤差≤±1.0°，方位誤差≤±2.0°。

3.4.3鉆進方式錨孔鉆進應采用跟管鉆進，以防鉆孔施工惡化坡體地質條件，確保孔壁的粘結性能；根據鉆機使用性能和錨固地層條件嚴格控制鉆孔速度，以防鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。

3.4.4鉆進過程鉆進過程中應對每個孔的地層變化，鉆進狀態(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄。

3.4.5孔徑孔深鉆孔孔徑、孔深應滿足設計要求。為確保錨孔直徑，要求實際使用鉆頭直徑不得小于設計孔徑。為確保錨孔深度，要求實際鉆孔深度大于設計深度0.2m。錨桿孔徑、孔深等設計參數見下表：

3.4.6錨孔清理鉆進達到設計深度之后，必須穩鉆1~2分鐘，防止孔底尖滅，達不到設計孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯，必須清理干凈。鉆孔完成后，原則要求使用高壓空氣（風壓0.2~0.4Mpa）將孔內巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度。除相對堅硬完整之巖體錨固外，不宜采用高壓水沖洗。若遇錨孔中有承壓水流出，待水壓、水量變小后方可下安錨筋與注漿，必要時在周圍適當部位設置排水孔處理。

3.4.7錨孔檢驗錨孔成造結束后，須經現場監理檢驗合格后，方可進行下道工序。孔徑、孔深檢查一般采用設計孔徑鉆頭和標準鉆桿在現場監理旁站的條件下驗孔，要求驗孔過程中鉆頭平順推進，不產生沖擊或抖動，鉆具驗送長度滿足設計錨孔深度，退鉆要求順暢，用高壓風吹驗不存明顯飛賤塵碴及水體現象。同時要求復查錨孔孔位、傾角和方位，全部錨孔施工分項工作合格后，即可認為錨孔鉆造檢驗合格。（錨孔底部的偏斜應滿足設計要求，可用鉆孔測斜儀控制和檢測。）

3.5錨桿制作與安裝

3.5.1錨筋體材料錨索為低松弛綱絞線，其強度標準值為1860N/mm²。

3.5.2錨筋體組裝：錨筋體的組裝應遵守下列規定。①錨筋體組裝必須搭設組裝平臺，平臺高度不小于30cm。②錨桿組裝時，鋼筋應平直，除油、除銹處理合格。③錨索編束時，每根鋼絞線需順直、不扭不叉、排列均勻，嚴格依據設計尺寸下料。鋼絞線要求采用機械切割，嚴禁采用電弧切割，并經除油和除銹處理合格。鋼絞線按設計要求平直編排，沿錨索體軸線方向自由段每1.5m設置一個隔離支架，錨固段每1.0m設置一個隔離支架，并在錨固段兩隔離支架之間中部設一道緊箍環，采用16號鐵絲繞制，不得少于兩圈，保證錨索體保護層厚度不小于20mm。錨索編束（包括注漿管）應捆扎牢固。錨索體自由段應按設計要求采用塑料套管，與錨固段相交處的塑料管管口應密封并綁架。④錨索體完成隔離支架與緊箍環的組裝后，應在其底端接裝導向帽，以便下錨順利。導向帽尺寸應嚴格按設計要求制作，尺寸制作誤差≤±5mm，接裝定位誤差≤±20mm。導向帽宜采用鐵絲綁接牢固，不宜采用焊接。

3.5.3隔離支架：隔離支架采用塑料成品支架。

3.5.4塑料套管：塑料套管的材質、規格和型號應滿足設計要求。套管盡量避免剪斷和接頭，如有接頭應綁接牢固并作密封處理，確保不產生拉脫和破損現象。

3.5.5注漿管：注漿管需滿足設計要求，具有足夠強度，保證在注漿施工過程中注漿順利，不堵塞、爆管或破損拉斷。一次注漿管捆扎在錨筋體中軸部位，注漿管頭部距錨筋體末端宜為50~100mm。若采用二次注漿，須另置注漿管。二次補充注漿管捆扎在防腐塑料套管外側。

3.5.6錨筋體長度：嚴格依據設計要求制作，錨固段長度制作允許誤差為±50mm，自由段長度除滿足設計要求外，應充分考慮張拉設備和施工工藝要求，一般預留超長1.0~1.5m。

3.5.7錨筋體安裝：錨筋體入放錨孔前，應檢查錨筋體制作質量，確保錨筋體組裝滿足設計要求，并經現場監理工程師認可。

3.6注漿施工

錨孔鉆造完成后，應及時安裝錨固體并進行錨孔注漿，不得超過24小時。

3.6.1注漿設備：注漿設備應根據設計要求采用的注漿材料、注漿方式和注漿壓力，并結合實際錨固地層情況，綜合確定選用相應注漿設備。

3.6.2注漿材料：注漿材料依據設計圖紙要求確定。錨桿注漿采用M25水泥砂漿。外加劑的品種和摻量應由試驗確定，漿體配制由試驗確定，灰砂比宜為0.8~1.5，水灰比宜為0.38~0.5。

3.6.3原材料要求：水泥使用普通硅酸鹽水泥，細骨料應選用粒徑小于2mm的中細砂；

3.6.4注漿準備：注漿準備工作除嚴格認真備制原材料配比和必要設備外，在注漿作業開始和中途停止較長時間再作業時，宜用水或水泥漿潤滑注漿泵及注漿管路。

3.6.5注漿漿液：注漿漿液應嚴格按照配合比攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應在初凝前應完，并嚴防石塊、雜物混入漿液。注漿漿體強度不應低于20MPa。

3.6.6注漿結束：錨孔灌漿作業一般宜為孔底返漿方式注漿，直至錨孔孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時，方可停止注漿。注漿結束后，應將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈。

3.6.7注漿記錄與試驗：注漿作業過程應做好注漿記錄。同時，每批次注漿都應進行漿體強度試驗，且不得小于兩組，保證滿足設計漿體強度要求。

3.6.8一次常壓注漿：一次常壓注漿分為錨固段注漿和全段一次性注漿兩種注漿方式，本工程采用全段一次性注漿。

3.7張拉鎖定與封錨

3.7.1張拉鎖定設備：錨筋的張拉必須采用專用設備，并在張拉作業前對張拉機具設備進行標定，錨筋鎖定工作應采用符合技術要求的機具。對錨桿的張拉鎖定，根據設計要求，亦可使用簡易張拉方式和相應鎖定器具。

3.7.2錨筋張拉：錨筋張拉應遵守下列規定。①錨斜托臺座的承壓面應平整，并與錨筋的軸線方向垂直。②錨具安裝應與錨墊板和千斤頂密貼對中，千斤頂軸線與錨孔及錨筋體軸線在一條直線上，不得彎壓或偏折錨頭，確保承載均勻同軸，必要時用鋼質墊片調整滿足。③錨固體與臺座砼強度均達到設計強度的75%以上時，方可進行張拉。（如為抽驗錨孔，應在達到設計強度的條件下，待驗收試驗結束后進行）④錨筋張拉應按一定程序進行，錨筋張拉順序，還應考慮鄰近錨孔的相互影響。⑤錨筋正式張拉之前，應取0.1~0.2倍設計張拉力值對錨筋進行1~2次預張拉，確保錨固體各部分接觸密貼，錨筋體順布平直。⑥永久錨筋張拉控制應力不應超過其極限應力值的0.6倍，臨時錨筋張拉控制應力不應超過其極限應力值的0.65倍。

3.7.3錨筋張拉程序：①錨筋張拉宜采用超張拉，超張拉力值為設計拉力值的1.1~1.2倍。錨筋張拉力值宜分兩次張拉作業施加，第一次張拉作業力值為設計張拉力值的一半，第二次張拉作業直至超張拉力值。每次張拉宜分為5~6級進行，除第一次張拉需要穩定30分鐘外，其余每級持荷穩定時間為5分鐘，并分別記錄每級荷載對應錨筋體的伸長量，并做好記錄。張拉時錨筋體受力要均勻，發現異常情況應分析原因，并及時處理解決。若為壓力分散型預應力錨索或荷載分散型預應力錨索，應按照設計張拉要求對各單元錨索分別進行張拉，當各單元錨索在同等荷載條件下因自由段長度不等而引起的彈性伸長差得以補償后，再同時張拉各單元錨索。②對同一結構單元上的錨筋張拉原則要求同步進行，確保結構受力均勻，避免局部變化和相互影響。如果因施工設備和結構條件限制，亦應結合上述兩次張拉作業，根據結構單元受力特點與規律，按照合理的方式進行循環張拉。

3.7.4錨筋鎖定：錨筋張拉至設定最大張拉荷載值后，應持荷穩定10~15分鐘，然后卸荷進行鎖定作業。鎖定使用錨具和夾片應符合技術標準與質量要求。若發現有明顯預應力損失，應及時進行補償張拉。

3.7.5錨孔封錨：安裝槽鋼、進行封錨如圖2所示。

4施工質量

4.1開工前應對錨索（桿）進行性能試驗（破壞性抗拔試驗），以確定錨索（桿）的極限承載力，檢驗錨索（桿）在超過設計拉力并接近極限拉力條件下的工作性能和安全程度，以便在正式使用前調整錨索（桿）結構參數或改進錨索（桿）的制作工藝，保證施工質量；

4.2進場的鋼絞線（鋼筋）必須驗明其產地、生產日期、出產日期、型號規格、并核實生產廠家的資質證書及其各項力學性能指標，同時必須進行抽樣檢驗，確保其各項參數達到錨固施工要求；

4.3錨索體鋼絞線表面應沒有損傷、沒有銹蝕；

4.4按設計要求選擇水泥漿體材料，并對進場水泥復查力學性能；

4.5錨孔檢驗標準（如表1）：錨孔檢驗標準。

4.6錨索張拉前應對張拉設備進行鑒定，張拉過程中應仔細觀察錨索應力的變化，如發現明顯的松弛，應分析原因并采取相應措施；

4.7壓漿過程中應詳細的記錄水泥漿用量，一般實際用量應高于計算用量的20%，孔口應流出灰漿。如用漿量太大，應做好記錄，根據實際情況，判別是否由巖層裂隙或空洞造成；

5安全措施

5.1供鉆孔、放索、張拉操作的腳手架平臺，必須牢固可靠，按要求鋪設腳手板，懸掛安全網，并經檢查驗收后方可使用。

5.2跟管鉆進過程中，必須嚴格遵守鉆孔操作手冊，避免機械傷害。

5.3錨索吊裝、下索的作業區，嚴禁其它工種立體交叉作業。

5.4下錨及張拉施工必須符合有關安全操作規程。

5.5張拉操作人員未經考核不得上崗，張拉時必須按規定的操作程序進行，嚴禁違章操作。

5.6各類錨具在張拉和錨固過程中，不得敲擊或猛烈震動，嚴防錨具失效而飛出傷人。

5.7張拉時，在千斤頂出力方向的作業區內，嚴禁人員進入。

5.8為保證安全，錨索運輸、下錨及張拉工作一般安排在白天施工。

6結語

通過跟管鉆進工藝能有效的將深厚圓礫層的粒徑大，摩阻力大鉆成困難，地下水水位高且豐富，礫層無粘結力錨桿成孔后因塌孔嚴重，使支護錨索（桿）達不到設計要求的抗拔值的諸多不利問題均可解決。

作者：劉高強 單位：湖南省沙坪建筑有限公司