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摘要：土层锚杆不仅用于临时支护结构，而且在永久性建筑工程中也得到广泛的应用，是基坑支护工程的一种重要形式。本文首先阐述了土层锚杆的特性和锚杆的组成及构造，其次，就土层锚杆施工技术进行了深入的探讨，提出了自己的建议和看法，具有一定的参考价值。
关键词：土层锚杆；施工技术；基础工程
Abstract: the paper deals not only for temporary support structure, and in permanent building engineering also get extensive application of foundation pit engineering is an important form of. This article elaborates the characteristics of soil anchor bolts and the composition and structure, secondly, the construction technology of soil thoroughly discussed, the author puts forward his own Suggestions and views, to have the certain reference value.
Keywords: soil anchor; Construction technology; Foundation engineering
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1. 前言
随着我国城市建设的加快，土地资源需求日益紧缩，为了充分利用土地使用面积，建筑基础向地下纵深发展，于是进入深基坑作业施工。但在深基坑开挖和护坡工程中，土层边坡的支护作为深基坑施工的关键问题，它不仅会影响周围建筑物和行人、车辆行驶等安全，而且还会危及施工作业人员的生命。为此，在开挖基坑时，为稳定土层边坡采取土层锚杆技术。
2. 土层锚杆的特性
土层锚杆是在岩石锚杆的基础上发展起来的，它一种新型的受拉杆件，一端与支护结构等连接，另一端锚固在土体中，将支护结构和其他结构所承受的荷载（侧向的土压力、水压力以及水上浮力和风力带来的倾覆力等）通过拉杆传递到处于稳定土层中的锚固体上，再由锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中去。土層锚杆技术已能施工长达50m的锚杆，在粘性土中最大锚固力可达2500KN，被锚固的支护结构高度达40m。随着我国建筑业的发展，各项建设领域深基础工程日益增多。尤其是深基础邻近有建筑物和构筑物、地下管线时，深基坑难以放坡开挖，或基坑宽度较大、较深，对支护结构采用内支撑的方法不经济或不具可操作性。在这种情况下采用土层锚杆支承支护结构，维护深基坑的稳定，对简化支撑、改善施工条件和加快施工进度能起很大的作用。在高层建筑等深基础工程施工中应用日渐增多，并取得实效。
土层锚杆是先在土层中斜向成孔,待埋入锚杆(锚索)后灌注水泥浆(或水泥砂浆),依靠锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的摩擦力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。它具有以下几个方面的优点:1)施工作业不需要太大的场地,适用于各种地形;2)施工工序简单,技术含量较其他结构简单,工人易于操作;3)工期比较短;4)由锚杆代替内支撑,降低工程造价;5)锚杆的设计拉力可通过抗拔试验确定,安全度较高;6)可对锚杆施加预应力,控制后期侧向位移。
3.锚杆的组成及构造
（1）锚头
锚头是构筑物与拉杆的连接部分,为了保证能够安全地将来自构筑物的拉力传递给拉杆,一方面必须保证构件本身要有足够的强度,另一方面又必须保证将集中的力分散开,传递给不同的锚杆。为此,锚杆头部可分为台座、承压板和紧固器3部分。
（2）拉杆
拉杆依靠抗拔力承受作用于支护结构上的侧向压力,是锚杆的中心受拉部分。它的全长应包括有效锚固长度部分和非锚固长度部分。
（3）锚固体
锚固体是锚杆尾端的锚固部分,通过锚固体与土之间的相互作用,将力传递给稳定地层,它所提供的锚固力是保证支护结构稳定———边坡稳定的关键。
4. 土层锚杆施工技术
（1）施工前的准备
施工前的准备包括施工前的调查和施工组织设计。施工前调查包括：收集场地岩土报告，锚杆支护设计方案；分析地下水性质、埋深，预测降水效果及对锚杆施工的影响；地下障碍物的核实；了解作业限制、环保规则、地方法规；了解施工空间、各种设备、工程道路情况，了解现场各工种配合要求。施工组织设计，也就是开工前，详细制定施工组织设计，确定施工方法、施工程序、使用机械设备、工程进度、质量控制和安全管理等事项、内容包括：工程概况：工程名称、地点、工期要求、工程量、目的；岩土勘察报告中地层、地下水位简介；锚杆设计简介；施工机械设备，临时设施，施工材料；作业程序，各工种人员配备；施工管理，质量、进度控制，施工适用的规范、标准；安全、文明施工措施；应支付的工程验收技术资料。
（2）钻孔
钻孔前的准备工作包括：首先是钻孔机具的选择必须满足土层锚杆的钻孔要求，坚硬粘土和不易塌孔的土层，可以选用地质钻机、螺旋钻机和土锚专用机；饱和粘性土与易塌孔的土层，宜选用带护壁套管的土锚杆专用钻机。其次，钻孔前，还要正确定出孔位，其水平向误差１００ｍｍ，垂直向误差５０ｍｍ，倾角误差值为２．０°；最后安放杆体前，湿式钻孔应用水冲洗，直至孔口留出清水为止。
钻孔的施工方法有两种，一是清水循环钻进成孔法。这种方法在实际工程中运用最广，软硬土层都能适用，但需要有配套的排水循环系统。有些施工单位为了方便，在现场只设置排水系统，没有设置重复利用水系统装置。在软黏土成孔时，如果不用跟管钻进，应在钻孔孔口处放入１ｍ－２ｍ的护壁套管，以保证孔口处土层不坍塌。二是螺旋钻孔干作业法。该法适用于无地下水条件的黏土、粉质黏土、密实性和稳定性都较好的砂土等地层。
（3）压力灌浆
压力灌浆是土层锚杆施工中的一个重要工序。施工时，应将有关数据记录下来，以备将来查用。灌浆的作用是：1）形成锚固段，将锚杆锚固在土层中；2）防止钢拉杆腐蚀；3）充填土层中的孔隙和裂缝。
灌浆方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种。一次灌浆法只用一根灌浆管，利用2DN-15／40型等泥浆泵进行灌浆，灌浆管端距孔底20 cm左右，待浆液流出孔口时，用水泥袋纸等捣塞入孔口，并用湿粘土封堵孔口，严密捣实，再以2～4 MPa的压力进行补灌，要稳压数分钟灌浆才告结束。
二次灌浆法要用两根灌浆管(直径3／4in镀锌铁管)，第一次灌浆用灌浆管的管端距离锚杆末端50 mm左右，管底出口处用黑胶布等封住，以防沉放时土进入管口。第二次灌浆用灌浆管的管端距离锚杆末端1 000 mm左右，管底出口处亦用黑胶布封位，且从管端500 m处开始向上每隔2 m左右作出lm长的花管，花管的孔眼为Φ8 mm，花管做几段视锚固段长度而定。
（4）张拉锚固
土层锚杆灌浆后，待锚固体强度达到80%设计强度以上，便可对锚杆进行张拉。张拉前先在支护结构上装围擦。张拉所用设备与预应力结构张拉所用设备相同。预加应力的锚杆，要正确估算预应力损失。由于土层锚杆与一般预应力结构不同，预应力损失的因素除了通常发生的外，还包括相邻锚杆施工引起的预应力损失、支护结构变形引起的预应力损失、以及土体蠕变引起的预应力损失。锚杆锁定后，若发现有明显预应力损失时.应进行补偿张拉。
5.结语
土层锚杆的运用最重要的是要决定好它的适用范围,不仅能满足使用功能要求,也能给建设单位节约大笔工程造价。在工程中也发生过许多事故:比如锚杆在施加预应力时即被拉出,施工过程发生坍塌锚杆外露,后期使用时发现锚杆产生过大变形等,所以在今后的工程中,我们还需总结更多的技术和施工经验,将风险减到最小,防止造成重大的安全事故,带来巨大的经济损失。
参考文献：
[1] 陈良宝. 土层锚杆的施工技术[J]. 现代商贸工业, 2010,(21)
[2] 容燕萍. 高层建筑土层锚杆施工技术的探讨[J]. 现代装饰(理论), 2011,(08)
[3] 王建军. 锚索支护在井巷支护中的应用[J]. 矿业安全与环保 , 2003,(S1)：152-155.
[4] 侯琴, 康立勋, 张召千. 锚索支护在巷道补强中的应用[J]. 太原理工大学学报 , 2004,(06) ：144-146.
[5] 刘金湖, 李福林. 锚杆支护巷道端头支护[J]. 煤矿安全 , 2009,(09):136-139.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：土层锚杆；施工技术；基础工程
Abstract: the paper deals not only for temporary support structure, and in permanent building engineering also get extensive application of foundation pit engineering is an important form of. This article elaborates the characteristics of soil anchor bolts and the composition and structure, secondly, the construction technology of soil thoroughly discussed, the author puts forward his own Suggestions and views, to have the certain reference value.
Keywords: soil anchor; Construction technology; Foundation engineering
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1. 前言
随着我国城市建设的加快，土地资源需求日益紧缩，为了充分利用土地使用面积，建筑基础向地下纵深发展，于是进入深基坑作业施工。但在深基坑开挖和护坡工程中，土层边坡的支护作为深基坑施工的关键问题，它不仅会影响周围建筑物和行人、车辆行驶等安全，而且还会危及施工作业人员的生命。为此，在开挖基坑时，为稳定土层边坡采取土层锚杆技术。
2. 土层锚杆的特性
土层锚杆是在岩石锚杆的基础上发展起来的，它一种新型的受拉杆件，一端与支护结构等连接，另一端锚固在土体中，将支护结构和其他结构所承受的荷载（侧向的土压力、水压力以及水上浮力和风力带来的倾覆力等）通过拉杆传递到处于稳定土层中的锚固体上，再由锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中去。土層锚杆技术已能施工长达50m的锚杆，在粘性土中最大锚固力可达2500KN，被锚固的支护结构高度达40m。随着我国建筑业的发展，各项建设领域深基础工程日益增多。尤其是深基础邻近有建筑物和构筑物、地下管线时，深基坑难以放坡开挖，或基坑宽度较大、较深，对支护结构采用内支撑的方法不经济或不具可操作性。在这种情况下采用土层锚杆支承支护结构，维护深基坑的稳定，对简化支撑、改善施工条件和加快施工进度能起很大的作用。在高层建筑等深基础工程施工中应用日渐增多，并取得实效。
土层锚杆是先在土层中斜向成孔,待埋入锚杆(锚索)后灌注水泥浆(或水泥砂浆),依靠锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的摩擦力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。它具有以下几个方面的优点:1)施工作业不需要太大的场地,适用于各种地形;2)施工工序简单,技术含量较其他结构简单,工人易于操作;3)工期比较短;4)由锚杆代替内支撑,降低工程造价;5)锚杆的设计拉力可通过抗拔试验确定,安全度较高;6)可对锚杆施加预应力,控制后期侧向位移。
3.锚杆的组成及构造
（1）锚头
锚头是构筑物与拉杆的连接部分,为了保证能够安全地将来自构筑物的拉力传递给拉杆,一方面必须保证构件本身要有足够的强度,另一方面又必须保证将集中的力分散开,传递给不同的锚杆。为此,锚杆头部可分为台座、承压板和紧固器3部分。
（2）拉杆
拉杆依靠抗拔力承受作用于支护结构上的侧向压力,是锚杆的中心受拉部分。它的全长应包括有效锚固长度部分和非锚固长度部分。
（3）锚固体
锚固体是锚杆尾端的锚固部分,通过锚固体与土之间的相互作用,将力传递给稳定地层,它所提供的锚固力是保证支护结构稳定———边坡稳定的关键。
4. 土层锚杆施工技术
（1）施工前的准备
施工前的准备包括施工前的调查和施工组织设计。施工前调查包括：收集场地岩土报告，锚杆支护设计方案；分析地下水性质、埋深，预测降水效果及对锚杆施工的影响；地下障碍物的核实；了解作业限制、环保规则、地方法规；了解施工空间、各种设备、工程道路情况，了解现场各工种配合要求。施工组织设计，也就是开工前，详细制定施工组织设计，确定施工方法、施工程序、使用机械设备、工程进度、质量控制和安全管理等事项、内容包括：工程概况：工程名称、地点、工期要求、工程量、目的；岩土勘察报告中地层、地下水位简介；锚杆设计简介；施工机械设备，临时设施，施工材料；作业程序，各工种人员配备；施工管理，质量、进度控制，施工适用的规范、标准；安全、文明施工措施；应支付的工程验收技术资料。
（2）钻孔
钻孔前的准备工作包括：首先是钻孔机具的选择必须满足土层锚杆的钻孔要求，坚硬粘土和不易塌孔的土层，可以选用地质钻机、螺旋钻机和土锚专用机；饱和粘性土与易塌孔的土层，宜选用带护壁套管的土锚杆专用钻机。其次，钻孔前，还要正确定出孔位，其水平向误差１００ｍｍ，垂直向误差５０ｍｍ，倾角误差值为２．０°；最后安放杆体前，湿式钻孔应用水冲洗，直至孔口留出清水为止。
钻孔的施工方法有两种，一是清水循环钻进成孔法。这种方法在实际工程中运用最广，软硬土层都能适用，但需要有配套的排水循环系统。有些施工单位为了方便，在现场只设置排水系统，没有设置重复利用水系统装置。在软黏土成孔时，如果不用跟管钻进，应在钻孔孔口处放入１ｍ－２ｍ的护壁套管，以保证孔口处土层不坍塌。二是螺旋钻孔干作业法。该法适用于无地下水条件的黏土、粉质黏土、密实性和稳定性都较好的砂土等地层。
（3）压力灌浆
压力灌浆是土层锚杆施工中的一个重要工序。施工时，应将有关数据记录下来，以备将来查用。灌浆的作用是：1）形成锚固段，将锚杆锚固在土层中；2）防止钢拉杆腐蚀；3）充填土层中的孔隙和裂缝。
灌浆方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种。一次灌浆法只用一根灌浆管，利用2DN-15／40型等泥浆泵进行灌浆，灌浆管端距孔底20 cm左右，待浆液流出孔口时，用水泥袋纸等捣塞入孔口，并用湿粘土封堵孔口，严密捣实，再以2～4 MPa的压力进行补灌，要稳压数分钟灌浆才告结束。
二次灌浆法要用两根灌浆管(直径3／4in镀锌铁管)，第一次灌浆用灌浆管的管端距离锚杆末端50 mm左右，管底出口处用黑胶布等封住，以防沉放时土进入管口。第二次灌浆用灌浆管的管端距离锚杆末端1 000 mm左右，管底出口处亦用黑胶布封位，且从管端500 m处开始向上每隔2 m左右作出lm长的花管，花管的孔眼为Φ8 mm，花管做几段视锚固段长度而定。
（4）张拉锚固
土层锚杆灌浆后，待锚固体强度达到80%设计强度以上，便可对锚杆进行张拉。张拉前先在支护结构上装围擦。张拉所用设备与预应力结构张拉所用设备相同。预加应力的锚杆，要正确估算预应力损失。由于土层锚杆与一般预应力结构不同，预应力损失的因素除了通常发生的外，还包括相邻锚杆施工引起的预应力损失、支护结构变形引起的预应力损失、以及土体蠕变引起的预应力损失。锚杆锁定后，若发现有明显预应力损失时.应进行补偿张拉。
5.结语
土层锚杆的运用最重要的是要决定好它的适用范围,不仅能满足使用功能要求,也能给建设单位节约大笔工程造价。在工程中也发生过许多事故:比如锚杆在施加预应力时即被拉出,施工过程发生坍塌锚杆外露,后期使用时发现锚杆产生过大变形等,所以在今后的工程中,我们还需总结更多的技术和施工经验,将风险减到最小,防止造成重大的安全事故,带来巨大的经济损失。
参考文献：
[1] 陈良宝. 土层锚杆的施工技术[J]. 现代商贸工业, 2010,(21)
[2] 容燕萍. 高层建筑土层锚杆施工技术的探讨[J]. 现代装饰(理论), 2011,(08)
[3] 王建军. 锚索支护在井巷支护中的应用[J]. 矿业安全与环保 , 2003,(S1)：152-155.
[4] 侯琴, 康立勋, 张召千. 锚索支护在巷道补强中的应用[J]. 太原理工大学学报 , 2004,(06) ：144-146.
[5] 刘金湖, 李福林. 锚杆支护巷道端头支护[J]. 煤矿安全 , 2009,(09):136-139.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。