韩国某深基坑支护工程可拆式锚索类型选择研究

 赵业保，叶  军，薛永彬

 （中国建筑第八工程局有限公司海外事业部，上海  200135）

[摘要]韩国海云台LCT综合体项目深基坑支护工程，具有基坑开挖深、开挖体量大、断面分散、场地狭小、地下水位高和环境保护严格的特点，为保证深基坑支护的整体安全性与可靠性，工程采用地下连续墙与可拆除式锚索作为主要的支护体系。从试验施工、经济性分析、现场施工状况等角度对2类锚索进行了分析比较，阐述了锚索选型的要点，明确了本工程施工用锚索的类别，为锚索的合理选型积累了经验。

[关键词]深基坑；支护；锚索；选型

[中图分类号]TU753 [文章编号]1002-8498(2016)11-0098-04

1工程概况

 海云台LCT综合体项目是中资企业进入韩国市场以来承建的最大项目，项目靠近海岸与交通主道，地处繁华商业区、高层住宅区和著名旅游区，集豪华酒店、酒店公寓、综合商场、游乐场和住宅于一体，总建筑面积约86万m2，由3栋塔楼及裙楼组成，其中地下5层，裙楼7层，主塔楼101层，高411. 6m．总开挖面积44 848m2，开挖深度达19.3~29. 2m。基坑开挖过程中，需严格控制施工对周边环境的影响。

 对工程场地进行钻孔勘探，得到土层分布情况（见表1），其中钻孔水位达地下- 1.35~

- 12. 90m，主要存在于崩积层及风化土层，地下水位较高。

 基于实际工程条件，选用止水帷幕、地下连续墙及可拆式锚索作为主要支护体系，在应对上述要求的同时，确保土方开挖及结构施工具有足够的作业空间。本项目锚索支护工程包含锚索4 881根，累计成孔深度104 161m，使用水泥超过3 934t，锚索支护工程是本项目施工过程中的一个关键分项工程，锚索施工位置平面布置及施工区域如图1所示。

2锚索类型及选型思路

 以锚索施工区段A-A为例，自上而下，在第1层及第2层位置处设计采用扩张型可拆除式锚索，在第3~11层采用一般型可拆除式锚索。其锚索施工断面如图2所示。

 设计指定IDEA-GR锚索作为施工用锚索，IDEA-GR是一种可拆式压力型锚索，含扩张型和一般型2种形式，该类锚索拆除作业简易快速，防腐蚀性好，通过扩张楔块的胀大，极大地增大承载体的承载面面积，适用于土质条件较差、土体摩擦力较低的情况。

 根据韩国施工规范的要求，锚索工程施工应选用设计指定锚索或者同等条件及以上材料的锚索。经调研后发现，韩国市场中SW-RCD型锚索广泛运用于工程现场，且工程成本较低，该锚索是一种可拆式拉力分散型锚索，拆除作业操作简单，防腐蚀性好，适用于土质较差、摩擦力较小的情况，如不稳定的黏土层等。

 由于本工程体量较大，在满足设计要求的条件下，合理优化锚索选型，选择较廉价的产品替代设计指定产品能够有效节约工程成本。在锚索施工前期，按照设计要求在B-B区域分别选用IDEA-GR型锚索和SW-RCD型锚索进行试验施工，为整个工程的锚索选型提供决策依据。

3锚索的试验施工

 通过试验验证不同锚索产品在现有工程地质条件下是否满足设计要求，同时进一步掌握不同产品锚索的力学性能及施工状况，以便施工选用更加经济的锚索（见图3）。

 在B-B区域第1层进行锚索试验施工，随机选取6孔，其中IDEA-GR及SW-RCD各3孔。按照“定孔编号→钻孔→锚索安放→注浆→养护”的施工流程依次完成6孔锚索施工，做好试验准备。试验施工6孔锚索参数如表2所示，锚索设计张拉力为220kN，设计荷载为180kN。

3.1拉拔试验设备（见表3）

3.2试验加载

 拉拔试验采用循环荷载分级加载，在加载过程中，初始荷载取60kN，以使承载体、锚索及千斤顶紧固，根据设计张拉力的大小，荷载均增，采用3个循环加载，锚索拉拔试验循环加载数据如表4所示。

3.3试验结果

 对6孔锚索进行拉拔试验分级循环加载，通过千分表读取并记录各阶段锚索伸长量，得到试验锚索弹性位移曲线如图4所示，试验结果如表5所示。从图4中可以看出，试验荷载从60kN开始，截至220kN为止，弹性位移在理论最大弹性变化量曲线与理论最小弹性变化量曲线范围波动，无较大跳跃，且处于摩擦力损失曲线之内。针对试验锚索的拉拔试验结果，得到分析与结论如下。

 1)在拉拔试验过程中，试验加载至分级荷载值时，持续加载10min，测得各阶段(110，170，220kN)持续加载前后的锚索位移变化值（△=X10-X1），该数值应满足规范要求△≤1mm。从拉拔试验结果统计表中可看出，试验锚索的10min蠕变量均远小于1mm，满足规范对蠕变值的要求。

 2) IDEA-GR型与SW-RCD型锚索在试验荷载220kN作用下，弹性伸长量曲线无较大跳跃，且最大弹性伸长量在理论最大伸长量与理论最小伸长量范围内，说明试验锚索在拉拔试验过程中仍未达到实际最大荷载，锚索的容许张拉力在220kN以上，大于设计轴力与设计张拉力的值。

 3)经试验施工确认SW-RCD型锚索是与设计指定的IDEA-GR型锚索同等性能的产品，在本工程地质条件下可用于替代IDEA-CR型锚索。

4  锚索价格对比

 结合韩国市场锚索施工的实际情况，分别采用上述两种锚索作为锚索支护工程的主要材料时，造价差异较大，对比如表6所示。从表6分析数据中可以看出，IDEA-GR型锚索相对于SW-RCD型锚索成本较高，以本项目为例，在满足设计要求的前提下，若全部选用SW-RCD型锚索将为本项目节约工程成本> 273万元。从节约工程造价的角度，工程拟选用SW-RCD型锚索作为施工锚索。

5  锚索施工状况

 在锚索施工初期，在进行1层区域锚索施工时，分别采用IDEA-GR型锚索与SW-RCD型锚索试验施工。在对某区域的22孔IDEA-GR型锚索进行张拉作业时，出现钢绞线被拉出，无法满足设计要求而需整改重新施工的情况。针对该问题可能产生原因进行分析：①浆体强度未达到设计张拉的要求；②钢绞线质量不合格；③锚索组装过程中出现偏差，钢绞线与锚头处的紧固楔块未能有效联动。

 结合锚索进场资料及工程施工资料发现，本批次浆体在养护(> 3d)后均已达到张拉试验所规定的21MPa强度要求，同时钢绞线未出现断裂等不合格情况，浆体强度及钢绞线质量均满足要求，初步判断造成钢绞线被拉出的原因是该批次锚索组装质量不合格。

6  结语

 1) SW-RCD型锚索与设计指定的IDEA-GR型锚索具备同等力学性能，在本工程地质条件下可用于替代IDEA-GR型锚索；该锚索相对于IDEA-GR型锚索工程成本较低，以本项目为例，在满足设计要求的前提下，若全部选用SW-RCD型锚索将节约成本> 273万元。

 2)从经济上和施工表现上，本工程施工选用SW-RCD型锚索作为施工锚索；从改良锚索构造的角度，建议加强扩张锚头结构的优化，同时加强锚索锚头的质量检验。

 3) SW-RCD型锚索制作工艺相对成熟，产品质量容易保障，现有的施工状况说明其相对于IDEA-GR型锚索能够更好地杜绝缺陷。