摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建設(shè)行業(yè)的日新月異，本文主要闡述了建筑工程中深基坑工程錨桿應(yīng)用的相關(guān)問(wèn)題探討，同時(shí)介紹錨桿加固深基坑擋土樁的結(jié)構(gòu)原理、施工方法及工藝技術(shù)，證明了深基坑支護(hù)起到至關(guān)重要的作用。以供參考！
1工程概況
某綜合樓占地面積2000m2，南側(cè)距開挖的基坑邊緣約20.0m；西側(cè)為樓高9層，距開挖基坑邊緣約8.0m，暴露在開挖后基坑坑壁上的擋土樁側(cè)高分別為7.0～10.0m、10.0～13.0m。擋土樁未錨固前，西側(cè)和南側(cè)距基坑邊緣4.0m處均有不同開裂的裂隙，裂隙寬約為3.0～8.0mm，大雨、暴雨期間裂隙增寬至8～15mm之間。
1.1基坑工程地質(zhì)條件
1.2作業(yè)場(chǎng)地條件
作業(yè)場(chǎng)地地面平坦，地面出露均為粉質(zhì)粘土層，因施工面均為基坑壁上的擋土樁，故均屬高空作業(yè)。施工期間為3～5月雨季，常降暴雨，使基坑底面呈爛泥狀。
2地面裂隙產(chǎn)生的機(jī)理分析
2.1地表裂隙產(chǎn)生原因
由于無(wú)排水明渠，致使地表水滲入擋土樁墻體邊緣，施工期間正值雨季，坡體土壤均處飽水狀態(tài)，造成：①粘性土層遇水膨脹；②水分在裂隙面及土粒表面形成潤(rùn)滑劑，內(nèi)摩擦角減少；③薄膜水變厚，增加了自由水，使土顆粒間電子減弱，粘聚力c值急劇下降；④土體浸水后，孔隙水壓力增加，土的重力也增加，下滑力增大；⑤由于擋土樁為短期支護(hù)，安全系數(shù)考慮偏小。鑒于以上原因，致使地表產(chǎn)生裂隙，特別在暴雨期間，對(duì)毗鄰的樓房地基隨時(shí)可能造成滑坡的危險(xiǎn)。
3工藝原理與設(shè)計(jì)
3.1工藝原理
由于深基坑的開挖，使其基坑內(nèi)外巖、土作用力從新分布，同時(shí)深基坑的開挖也造成擋土樁存在較大的臨空面，使深基坑有傾向于臨空面的滑移和傾覆的危險(xiǎn)，給基坑內(nèi)的基礎(chǔ)施工造成極大的安全隱患。為根本解決上述問(wèn)題，本次工藝的步驟是：先制做錨桿，再制做錨梁，并將錨梁的主筋與擋土樁的主筋連接起來(lái)，預(yù)埋鋼管作為錨孔，錨梁制做完成后，再用制作好的錨桿與錨梁錨固，形成錨梁、錨桿及擋土樁組成的整體超靜定結(jié)構(gòu)。錨桿直接改變了滑體的應(yīng)力狀態(tài)和滑動(dòng)穩(wěn)定條件，使不穩(wěn)定滑體處于較高圍壓的三向應(yīng)力狀態(tài)，使其巖、土強(qiáng)度和變形特性比單軸壓力及低圍壓條件下大大增強(qiáng)，明顯的改善了深基坑塹坡巖土的受力狀態(tài)，從而提高了巖土整體的穩(wěn)固性。
3.2施工工藝流程[2]
3.3錨桿設(shè)計(jì)
錨桿主要依據(jù)工程地質(zhì)資料，國(guó)家現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范[1，3-5]、作業(yè)場(chǎng)地的施工條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)計(jì)算，該工程需施工二排錨桿，共計(jì)62支，第一排錨桿距基坑地面3.50m，第二排錨桿距基坑地面6.50m?；游鱾?cè)與緊鄰西側(cè)的南側(cè)某段需設(shè)置二排錨桿，南側(cè)的其它位置設(shè)置一排錨桿。施工時(shí)先進(jìn)行試驗(yàn)，其實(shí)際錨固長(zhǎng)度根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并要逐根編號(hào)。錨桿的自由段應(yīng)與土體分離，使非錨固段的錨桿能在孔內(nèi)自由伸縮，待張拉后二次注漿。
3.4錨桿、錨梁制作設(shè)計(jì)要求及抗拔試驗(yàn)[3，4]
(1)錨桿鉆孔定位、制安、注漿設(shè)計(jì)要求：①鉆孔孔徑150mm，傾角30°，孔中心偏差不得超過(guò)1/50，錨桿鉆孔設(shè)計(jì)深度為進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗巖3.0m，設(shè)計(jì)深度暫定為30m，最終深度應(yīng)根據(jù)錨桿試驗(yàn)樁試驗(yàn)值進(jìn)行修正。②錨桿材料、制安、灌漿：鋼鉸線規(guī)格為mm(7<5mm)[5]；灌漿為M25水泥砂漿，壓力為0.3～0.5MPa；錨桿制安是將錨桿安置于鉆孔中心，并在錨桿插入時(shí)不擦傷孔壁，在錨桿上設(shè)置定位器，間隔錨固段2000mm；非錨固段4000mm。錨固段與自由段分界位置設(shè)置止?jié){器，以防止水泥砂漿進(jìn)入自由段，使錨固段水泥砂漿飽滿結(jié)實(shí)[1，4]。
(2)錨梁制安：主筋為8<20mmⅡ級(jí)螺紋
鋼筋；箍筋為<8mm圓鋼，間隔100mm；鑿開擋土樁后錨梁主筋與擋土樁主筋聯(lián)結(jié)。
(3)第一排、二排錨桿自由段長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)f=6m、4.5m。錨固段實(shí)際長(zhǎng)度需經(jīng)試驗(yàn)錨桿[1，3]確定，錨固段長(zhǎng)度La設(shè)計(jì)與施工值見表
2。錨桿的張拉鎖定值。
4錨桿、錨梁施工操作程序
4.1錨桿場(chǎng)地布設(shè)
(1)鉆孔作業(yè)面布設(shè)：沿?fù)跬翗蹲呦颍谠O(shè)備安裝范圍內(nèi)鋪設(shè)2000mm×200mm×200mm型號(hào)枕木，間距為1m，枕木上鋪設(shè)鋼軌，將鉆機(jī)及灌漿平臺(tái)架設(shè)在鋼軌上，若鉆孔位置較高，可搭設(shè)鋼支架，搭設(shè)高度為滿足鉆孔和灌漿施工，組成可移動(dòng)平臺(tái)。
(2)灌漿作業(yè)面布設(shè)：灌漿設(shè)備及鉆孔輔助設(shè)備均設(shè)置在地面上，并用錨釘進(jìn)行錨固。
(3)錨梁作業(yè)面布設(shè)：由于基坑高度7～13m，因此需沿?fù)跬翗蹲呦蚣茉O(shè)鋼制腳手架，架設(shè)高度9m。
(4)錨桿、錨梁、料場(chǎng)場(chǎng)地布置、及場(chǎng)地排水系統(tǒng)：水泥、砂子、碎石、鋼筋、鋼絞線等材料堆放在基坑范圍6m之外地表上，盡量避免將材料的荷載傳遞到擋土樁上；錨桿、錨梁作業(yè)場(chǎng)地盡量與料場(chǎng)相毗鄰；由于錨桿鉆孔過(guò)程中，易產(chǎn)生流泥、流砂，因而為確保安全施工，可在基坑內(nèi)根據(jù)排水量的大小，設(shè)置集水坑和排水溝。
4.2錨桿鉆孔工藝[1，4]
(1)鉆孔定位：鉆孔定位于兩擋土樁之間，根據(jù)該樓樁基位置測(cè)出鉆孔方位，鉆孔終孔后，埋設(shè)<150mm×1400mm鋼管，進(jìn)行錨桿定位。
(2)鉆孔結(jié)構(gòu)：全部錨桿孔徑均為<150mm，并一徑鉆至孔底，傾角30°，個(gè)別錨桿為避免碰建筑物樁基，鉆孔方位和傾角均要進(jìn)行一定調(diào)整，錨桿傾角一般調(diào)在25～35°范圍之內(nèi)，避免錨桿出現(xiàn)交叉和互碰現(xiàn)象。
(3)鉆進(jìn)方法：采用<150mm合金鉆頭，正循環(huán)鉆進(jìn)的方法。
(4)鉆進(jìn)工藝參數(shù)：根據(jù)鉆探試驗(yàn)，確定工藝參數(shù)見表4。
(5)護(hù)壁堵漏技術(shù)措施：由于土層含砂量大，鉆孔過(guò)程中，土層經(jīng)加水?dāng)噭?dòng)，呈流塑狀態(tài)、流砂狀，易垮孔、埋鉆。對(duì)于含碎石較多的雜填土，采用套管護(hù)壁，對(duì)于粘性土層，鉆進(jìn)過(guò)程采用泥漿護(hù)壁技術(shù)，經(jīng)試驗(yàn)，采用泥漿比重為1.10～1.20，粘度22～23s，失水量小于10ml/30min。
(6)清孔：終孔后，用泥漿循環(huán)清孔，直到泥漿含泥量小于3%才能提鉆。
5.錨桿總成制安
5.1錨桿材質(zhì)
鋼鉸線均為5.2錨索裁剪
每根錨索均要根據(jù)試驗(yàn)錨桿調(diào)整后的錨桿長(zhǎng)度進(jìn)行裁剪。
5.3錨索聯(lián)結(jié)
(1)錨索用三環(huán)及四環(huán)定位器聯(lián)結(jié)，其間距錨固段為2000mm，非錨固段為4000mm，在中間預(yù)留一環(huán)口做為灌漿通道，錨桿底端距孔底小于或等于0.20m。
(2)用細(xì)鐵線將灌漿膠管和錨索捆扎在一起，其松緊程度要求既要防止膠管在安裝錨桿時(shí)松脫，又要便于灌漿結(jié)束后起拔膠管，灌漿膠管底端距錨索底端0.20m左右。
(3)洗孔：錨桿安裝完畢后，利用ZVB-4噴漿泵和灌漿管送清水洗孔，以去除孔壁泥皮，直到孔口返出清水以后，方可進(jìn)行灌漿。
6灌漿工藝
6.1灌漿材料
采用425#普硅免檢水泥，中粗砂，拌漿用水一般可用城市自來(lái)水，若用地下水或用其它天然水必須要進(jìn)行水質(zhì)全分析試驗(yàn)，確保采用的水質(zhì)對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。
6.2砂漿拌制[4]
(1)砂漿配合比：根據(jù)M25水泥砂漿設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，在施工前進(jìn)行配合比試驗(yàn)，確定水泥砂漿配合比為：水∶水泥∶砂=0.5∶1∶1。
(2)砂漿攪拌制作：嚴(yán)格按砂漿配合比計(jì)量入盤，用重量比進(jìn)料，每盤進(jìn)料：水50kg、水泥100kg、砂100kg，用攪拌機(jī)拌制，攪拌時(shí)間大于180s。
6.3灌漿[4]
(1)利用ZVB-4型泵送漿，灌漿管和回漿管采用1.25寸高壓風(fēng)管，外徑47mm，內(nèi)徑約32mm。
(2)錨固段灌漿：灌漿壓力控制在0.3～0.5MPa，孔隙擴(kuò)充率控制在12%～20%，終灌后，拔出灌漿管，水泥砂漿初凝后，在孔內(nèi)插入灌漿管4～5m，用清水將孔內(nèi)砂漿替代出來(lái)，以保證錨桿自由段長(zhǎng)度。
(3)自由段灌漿：在外錨頭鎖定之前進(jìn)行二次注漿：首先用空氣壓縮機(jī)噴出氣體并用清水將自由段錨孔沖洗干凈，然后二次灌入水泥漿，對(duì)于水泥漿固化過(guò)程形成的析水空間，采用在錨梁上方預(yù)埋兩分水管，反復(fù)注漿，直到返漿為止。
7外錨頭總成制安
外錨頭制做、安裝：外錨頭一般由專門生產(chǎn)的公司按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制做；安裝方法是先將墊板與錨梁聯(lián)接在一起，裝入錨頭，依靠張拉力將外錨頭鎖定到錨梁上。
8張拉與鎖定[1，4]
(1)鎖定錨桿時(shí)間：在錨梁制成20～28d后，對(duì)外錨頭進(jìn)行鎖定。
(2)張拉鎖定錨桿設(shè)備：采用YC60-200型千斤頂，配ZB4-500型電動(dòng)油泵對(duì)錨桿張拉鎖定，設(shè)備使用前應(yīng)在質(zhì)檢部門進(jìn)行拉力標(biāo)定測(cè)試。
(3)超張拉及鎖定荷載：設(shè)計(jì)中采用的超張拉及鎖定荷載。
1.根據(jù)規(guī)范要求，在每一級(jí)加載的穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)，錨頭位移量不大于0.1mm時(shí)，才加下一級(jí)荷載，否則廷長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，直至錨頭位移量小于2mm/h ，才施加下一荷載[3]
9上層滯水的處理
對(duì)基坑壁上的下水道進(jìn)行了維修，在擋土樁地面上原有的裂隙，均澆灌混凝土，防止地下水的滲流影響土層的物理力學(xué)性質(zhì)。
10施工效果
加固擋土樁的錨桿施工完畢并張拉鎖定后，原有地面裂隙消失，通過(guò)10a的觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)，地面未出現(xiàn)新的裂隙，在建(構(gòu))筑物施工期間，邊坡穩(wěn)定，完全達(dá)到了治理的目的，并達(dá)到永久性土層錨桿的效果。
11結(jié)語(yǔ)
該工程錨桿加固擋土樁獲得了良好的效果，解決了因受場(chǎng)地條件限制，不能放坡，不能做多排擋土樁的問(wèn)題。采用錨桿與擋土樁共同支護(hù)基坑，達(dá)到支護(hù)的深基坑安全、可靠、穩(wěn)定的設(shè)計(jì)目的。在深基坑施工錨桿常規(guī)的操作方法是，均應(yīng)先開挖到錨桿設(shè)計(jì)位置的高度，再進(jìn)行施工，若為多排錨桿，就要邊開挖邊施工，而當(dāng)搭設(shè)鉆孔、灌槳可移動(dòng)平臺(tái)后，施工不受地形的限制，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開挖深基坑一次到位。土層錨桿是由1958年聯(lián)邦德國(guó)的寶爾(Bauer)在巖石錨桿的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，并在深基坑施工時(shí)，固定擋土墻取得了成功[2]。珠江三角洲一帶經(jīng)濟(jì)高速的發(fā)展，由于高層建筑物的深基坑開挖受到地形、施工場(chǎng)地的限制，因而錨桿大量的用于深基坑擋土樁、擋土墻的支護(hù)，解決了地下室機(jī)械化挖土的困難。而錨桿固定擋土樁(墻)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了深基坑工程施工效率高、工期短、造價(jià)低的優(yōu)越性，由于以上的優(yōu)點(diǎn)，因而適用于城區(qū)內(nèi)高層建筑物深基坑的支護(hù)。
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