土层锚杆施工步骤与工艺
锚杆围护结构的施工包括围护结构的施工和锚杆的施工。围护结构的施工与悬臂式围护结构的施工一样。着重介绍锚杆的施工。并以土层锚杆为主。
土层锚杆施工包括∶钻孔、拉杆制作与安装、灌浆、张拉锁定等工序。施工前需作必要的准备工作。
1.施工准备工作
（1）了解施工区土层分布及各土层的物理力学性能，以便实施锚杆的布置，选择钻孔方法;了解地下水赋存状况及其化学成份，以确定排水、截水措施、以及拉杆的防腐措施。
（2）查明施工区范围内地下埋设物的位置状况。预测锚杆施工对其影响的可能性与后果。
（3）锚杆长度超建筑红线，应征得有关部门和单位的批准、许可。
（4）请设计单位作技术咨询，以全面了解设计意图、编制施工组织设计。
2.钻孔
（1）旋转式钻机、冲击式钻机和旋转冲击式钻机均可用于土层锚杆的钻孔。具体选择何种钻机应根据钻孔孔径、孔深、土质及地下水情况而定。
国内目前使用的土层锚杆钻孔机具，一部分是土锚专用钻机，另一部分则是经适当改装的常规地质钻机和工程钻机。专用锚杆钻机可用于各种土层，非专用钻机若不能带套管钻进则只能用于不易塌孔的土层。
钻孔机具选定之后再根据土质条件选择造孔方法。常用的土锚造孔方法有∶螺旋钻孔于作业法∶
由钻机的回转机构带动螺旋钻杆。在一定钻压和钻削下。将切削下的松动土体顺螺杆排出孔外。这种造孔方法宜用于地下水位以上的粘土、粉质粘土、砂土等土层。
压水钻进成孔法∶
土层锚杆施工多用压水钻进成孔法。其优点是，把钻孔过程中的钻进、出碴、固壁、清孔等工序一次完成，可防止塌孔，不留残土，软、硬土都适用。
应当注意，土层锚杆钻孔要求孔壁平直，不得坍塌松动;不得使用膨润土循环泥浆护壁，以免在孔壁形成泥皮，降低土体对锚固体的摩阻力。
在砂性土地层，孔位处于地下水位以下钻孔时，由于静水压力较大，水及砂会从外套管与预留孔之间的空隙向外涌出，一方面造成继续钻进困难，另一方面水、砂土流失过多会造成地面沉降，从而造成危害。为此必须采取防止涌水涌砂措施。一般采用孔口止水装置，并采用快速钻进，快速接管，入岩后再冲洗。这样既保证成孔质量，又能解决钻进过程中涌水涌砂问题。同样在注浆时。也可采用高压稳压注浆法.用较稳定的高压水泥浆压住流砂和地下水。并在水泥浆中掺外加剂.使之速凝止水。拔外套管到最后二节时。可把压浆设备从高压快速挡改成低压慢速挡，并在浆液中改变外加剂，增大水泥浆稠度，待水泥浆把外套管与预留孔之空隙封死，并使水泥浆呈初凝状态后，再拔出外套管。
（2）钻孔的容许偏差
目前，国内对土层锚杆的钻孔容许偏差尚未作出统一规定。这里介绍英国对土层锚杆的有关规定供参考∶
1）孔位允许误差±75mm 之内;
2）孔径可以大于、但不得小于规定的直径;
3）钻孔倾角允许误差±2.5°之内，孔长允许误差小于孔长的1/30;4）下倾斜孔，允许超钻0.3～0.7m。
（3）扩孔方法
为了提高锚杆的抗拔能力，往往采用扩孔方法扩大钻孔端头。扩孔有四种方法;机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩孔、以及压浆扩孔。目前国内多用爆炸扩孔与压浆扩孔。扩孔锚杆的钻孔直径一般90～130mm，扩孔段直径一般为钻孔直径的 3~5倍。扩孔锚杆主要用于松软地层。
3.拉杆制作及其安装
国内土层锚杆用的拉杆，承载力较小的多用粗钢筋，承载力较大的多用钢绞线。
（1）拉杆的防腐处理
土层锚杆用的钢拉杆，加工前应首先清除铁锈与油脂。
在锚固段内的钢拉杆，靠孔内灌水泥浆或水泥砂浆，并留有足够厚度的保护层来防腐。在无腐蚀性物质环境中。这种保护层厚度不小于25mm;在有腐蚀性物质环境中，保护层厚度不小于30mm。
非锚固段内的钢拉杆，应根据不同情况采取相应的防腐措施∶在无腐蚀性土层中，只使用6个月以内的临时性锚杆，可不必作防腐处理，一次灌浆即可;使用期在6个月以上2年以内的。须经一般简单的防腐处理。如除锈后删 2~3道富锌漆或船底漆等耐湿、耐久的防锈漆;对使用2年以上的锚杆，则须作认真的防腐处理，如、除锈后涂防锈油膏，并套聚乙烯管。两端封闭，在锚固段与非锚固段交界处大约 20cm.范围内浇注热沥青，外包沥青纸以隔水。
（2）拉杆制作
钢筋拉杆由一根或数根粗钢筋组合而成，如果为数根粗钢筋，则应绑扎或电焊连成一体。
钢拉杆长度为设计长度加上张拉长度。
为了将拉杆安置在钻孔中心，并防止人孔时搅动孔壁，沿拉杆体全长每隔 1.5~2.5m 布设一个定位器。
粗钢筋拉杆若过长，为了安装方便可分段制作，并采用套筒机械连接法或双面搭接焊法连接。若采用双面搭接焊，则焊接长度不应小于8d（d 为钢筋直径）。
4.注浆
锚孔注浆是土层锚杆施工的重要工序之一。注浆的目的是形成锚固段，并防止钢拉杆腐蚀。此外，压力注浆还能改善锚杆周围土体的力学性能，使锚杆具有更大的承载能力。
锚杆注浆用水泥砂浆，宜用标号不低于425号的普通硅酸盐水泥，其细骨料、含泥量、有害物质含量等均应符合相应规范的要求。注浆常用水灰比0.4～0.45的水泥浆，或灰砂比1∶（1~1.2）、水灰比0.38~0.45的水泥砂浆，必要时可加入一定量的外加剂或掺和料，以改善其施工性能，以及与土体的粘接。锚杆注浆用水、水泥及其添加剂应注意氯化物与硫酸盐的含量，以防对钢拉杆的腐蚀。
注浆方法有一次注浆法和两次注浆法两种。
一次注浆法∶用泥浆泵通过一根注浆管自孔底起开始注浆，待浆液流出孔口时，将孔口封堵，继续以0.4~0.6MPa压力注浆，并稳压数分钟注浆结束。
两次注浆法∶锚孔内同时装入两根注浆管。注浆管可以用3/4in 镀锌铁管制成。两根注浆管分别用于一次注浆与二次注浆。一次注浆管的管底出口用黑胶布封住。以防沉放时管口进土。开始注浆时管底距孔底 50cm 左右。随一次浆注入。一次注浆管可逐步拔出。待一次浆量注完即予以回收。二次注浆用注浆管，管底出口封堵严密，从管端起向上沿锚固段全长每隔1～2m 作一段花管，花管孔眼 φ6～φ8，花管段用黑胶布封口。花管段长度及孔眼间距需要专门设计。一次注浆可注水泥浆或水泥砂浆，注浆压力0.3~0.5MPa。待一次浆初凝后，即可进行二次注浆。二次注浆压力 2MPa左右，要稳压 2min。二次注浆实为劈裂注浆。二次浆液冲破一次注浆体，沿锚固体与土的界面，向土体挤压劈裂扩散，使锚固体直径加大，径向压力也增大，周围一定范围内土体密度及抗剪强度均有不同程度增加。因此，二次注浆可显著提高土锚的承载能力。
目前国内有些地方与单位，已大胆采用高压旋喷技术于锚杆注浆。亦即，对锚固段端部或全段实施高压旋喷，使该段形成锚杆扩大头，从而增加锚固力。使用此种方法必须注意，高压旋喷形成的扩大头体系水泥土体。水泥土体固结龄期及其强度，因土层的不同差别很大，粘性土中的水泥土体固结龄期长而强度低，需仔细测定。此外还应测定与验算拉杆与水泥土间的粘结力。对于工期要求紧的工程应慎用本法。
此外，国内已引进一种"双层管双栓塞注浆法"用于锚杆两次注浆。这种注浆法是通过采用一种特制的注浆管来进行的。该注浆管由外管与内管两部分组成。外管侧壁每隔一定
间距开有若干小孔，开孔处外侧用橡胶圈盖住，小孔是注浆液通往管外的出口，而橡胶圈则起逆止阀的作用。外管外侧与锚孔孔壁之间通过一次注浆，由水泥浆充填封闭密实。内管底端设两个与外管相匹配的栓塞，内管在两栓塞之间设有出浆孔。二次注浆浆液经内管于两栓塞间的出浆孔注人外管，再经外管侧壁小孔注入土体。由于浆液受两栓塞的限制，只能从两栓塞间的外管侧壁小孔流出，因此，使出口浆液保持高压状态。在高压下浆液劈裂外管外侧水泥浆结石体及土体，扩散渗透形成直径较大的扩体。由于内管可带动两栓塞沿外管轴上下活动，因此，依次按一定间隔拔动内管，可依次逐段进行二次高压注浆，而形成一连串大小不等不规则的扩体。这样可显著提高土层锚杆的承载能力。
5.张拉和锁定
土层锚杆灌浆后，预应力锚杆还需张拉锁定。张拉锁定作业在锚固体及台座的混凝土强度达 15MPa以上时进行。在正式张拉前，应取设计拉力值的0.1～0.2倍预拉一次，使其各部位接触紧密、杆体完全平直。对永久性锚杆，钢拉杆的张拉控制应力不应超过拉杆材料强度标准值 fptk的 0.6倍∶对临时性锚杆。不应超过 0.65倍。钢拉杆张拉至设计拉力的1.1～1.2倍，并维持10min（在砂土中）、或 15min（在粘土中），然后卸载至锁定荷载予以锁定。
6.与坑壁位移有关的若干土锚施工因素
（1）时空效应
力学分析及工程实践均表明锚杆施工与基坑坑壁位移具之间。存在一定程度的"时空效应"。依据这种"时空效应"概念，合理组织基坑开挖与锚杆施工的时空顺序，可有效控制坑壁的位移量。即;应使未施工锚杆的基坑壁面暴露时间短、暴露面积小，而锚杆的施工速度应尽可能快。
工程实践显示，采用大面积开挖至同一深度再施工锚杆的做法，将使基坑壁出现较大位移。这是因为这种开挖支护的方式使大面积坑壁长时间暴露，在锚杆约束未形成前，大部分坑壁必然产生较大的位移增量。较好的做法应该是∶采用分层、分台阶、分段开挖，开挖一段到位立即施工锚杆，尽可能做到锚杆施工紧跟开挖工作面。如此。可使未施工锚杆的已暴解坑壁面积最小、暴露时间最短，从而取得坑壁位移最小的较佳效果。
2）水的影响
土层锚杆的锚固体多埋设于粘土或粉质粘土中。这些土质的特点是，浸水后土体的强度及变形等力学特性急剧劣化。导致基坑壁变形增加。大量工程实践证明，在大、暴雨后基坑都出现一次明显的变形增幅。这种现象在锚杆围护的情况下尤为明显。为了使这种影响尽量减小，应做好坑外地面的排水。包括做好基坑周边地面的隔水层和设置周边顺畅的排水系统。坑外地面排水，也是减小锚杆围护结构变形的有效措施之一。
上述与基坑壁位移有关的锚杆施工因素，应在锚杆施工组织设计中予以充分考虑，并作出周密安排。
