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某深基坑土方開挖支護方案設(shè)計中預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)的研究分析

2015-09-18 587 0

   摘要:本文以寧波市鄞州區(qū)長豐1#地塊深基坑工程為例,介紹了預(yù)應(yīng)力錨桿的施工工藝及技術(shù)要點,希望能夠給類似工程項目提供一些參考。
 
  基坑支護技術(shù)是一項古老而具有時代特點的技術(shù)課題,隨著人類文明的進步,城市建筑開始向高層、超高層和深層的地下空間發(fā)展,基坑支護技術(shù)因其技術(shù)的綜合性和復(fù)雜性而成為地基基礎(chǔ)領(lǐng)域一個突出的技術(shù)問題,受到相關(guān)領(lǐng)域眾多專家和工程技術(shù)人員的普遍重視,而預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)應(yīng)用也越來越廣泛,成為我們施工管理人員研究的重點方向之一。

  1工程概況
 
  寧波市鄞州區(qū)長豐1#地塊工程位于鄞州區(qū)鐘公廟鎮(zhèn)金家漕村(屬拆遷安置),東鄰如意金水灣小區(qū),西臨寧橫北路,南靠環(huán)城南路,施工交通便利。本工程整個場地設(shè)有整體式一層地下室,采用樁基、承臺、筏板基礎(chǔ),承臺、地梁下翻,工程樁采用鉆孔灌注樁(樁徑為600mm,800mm;設(shè)計樁長為44M)。
 
  基坑開挖最深處9.02米,本工程地下室基坑圍護主要采用支撐樁+支撐圍護體系,支撐樁采用鉆孔灌注樁,外側(cè)設(shè)置一排二軸水泥攪拌樁止水帷幕,預(yù)應(yīng)力錨桿等加固處理。
 
  2工程地質(zhì)情況概況與施工條件
 
  2.1工程地質(zhì)情況:
 
  根據(jù)地質(zhì)報告,本項目地貌近海屬海積平原,地形平坦。參照地勘報告,基坑土方開挖底板、承臺、地梁、電梯井都位于③層淤泥質(zhì)粘土層,其土層深厚,含水量高,呈流塑狀,蠕變性極強、土體抗剪強度極差、承載力極低。
 
  2.2水文情況
 
  據(jù)地質(zhì)報告反映,本場地淺部分布有地下水,主要賦存在上部粘土中,潛水埋藏較淺,勘察期間測得穩(wěn)定水位埋深約0.4~1.8m,該層潛水主要受大氣降水及地表水補給。場地地下水在Ⅱ類環(huán)境下對砼結(jié)構(gòu)微腐蝕性;在長期侵水條件下,對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中鋼筋微腐蝕性,在干濕交替條件下,對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕性。
 
  2.3周圍環(huán)境
 
  基坑東側(cè)為住宅小區(qū),基坑(從圍護樁中心線計算,以下同上)距離該側(cè)圍墻最近處20.5m。該側(cè)臨河道(二期工程進行填埋)。
 
  基坑西側(cè)為寧南路,基坑距離該側(cè)圍墻最近處15m。該側(cè)馬路下埋設(shè)有通訊、雨污管、自來水及電力等管線。緊臨臨街建筑。
 
  3本工程施工難點分析
 
  1)本工程土方開挖較深:地下室開挖深度從場地自然標高到底板底標高達到6.9m,最大開挖深度電梯井處已達到10m,根據(jù)本工程地質(zhì)報告顯示,底板主要位于③層土上,故進行基坑開挖時應(yīng)做好防止對軟土的擾動,應(yīng)及時進行鋪設(shè)墊層。
 
  2)土方開挖周期較長:土方開挖量約在186000m3,而且有承臺、地梁及清土需人工進行開挖。受周邊環(huán)境影響較大:本工程的南面為環(huán)城南路和杭甬高速,西面為寧南北路,各大干道車流量相當大,車輛引起的振動對土方的開挖造成影響。
 
  3)土質(zhì)較差:根據(jù)地質(zhì)報告指出,③淤泥質(zhì)粘土:灰色,流塑,切面光滑的土體,該層土含水量高,呈流塑狀,蠕變性極強、土體抗剪強度極差、承載力極低,基坑內(nèi)開挖時必須做好各項鋪墊設(shè)施。
 
  4預(yù)應(yīng)力錨桿方案設(shè)計
 
  4.1預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝
 
  預(yù)應(yīng)力錨桿的施工程序為:定位→鉆孔→桿體制作與安裝→注漿→外錨頭制作→張拉與鎖定→外錨頭防腐
 
  4.1.1鉆孔:鉆孔是錨桿施工的關(guān)健工序,其施工主要包括鉆機就位、鉆孔和清孔三個工序,錨桿鉆孔直徑一般為110-180mm。普通錨桿回轉(zhuǎn)螺旋鉆機在黏土中鉆進時極易產(chǎn)生“別”、“抱”鉆桿的現(xiàn)象,鉆進中要隨時調(diào)整鉆進速度及反復(fù)前進、后退及原地旋轉(zhuǎn),在充分倒出孔內(nèi)虛土后再緩慢拔出鉆。
 
  錨桿鉆孔技術(shù)中要注意的幾點要求:錨桿鉆孔中不得隨意擾動周圍地層;鉆孔前,根據(jù)設(shè)計要求和地層條件,定出孔位,做出標記;鉆頭直徑不應(yīng)小于設(shè)計鉆孔直徑3mm;錨桿水平、垂直方向孔距誤差不應(yīng)大于100mm,鉆孔軸線的偏差率不應(yīng)大于錨桿長度的2%;錨桿鉆孔深度不應(yīng)小于設(shè)計長度,也不宜大于設(shè)計長度500mm;向鉆孔安放錨桿前,應(yīng)將孔內(nèi)巖粉和土屑清洗干凈,鉆孔結(jié)束時,還要從底部繼續(xù)沖洗至少10min,以盡量減少殘留物的數(shù)量;鉆孔時還應(yīng)做好記錄,以便詳細地揭示地層內(nèi)部情況,掌握每根錨桿的具體成孔狀況從而控制錨桿質(zhì)量。
 
  清孔:本工程中因處在城市密集區(qū)選用了水洗方法。在采用水洗法時,錨桿鉆孔長度應(yīng)增加500~700mm,以彌補重新殘留的巖土塊,確保錨桿錨固段有效長度。
 
  4.1.2桿體制作及安裝
 
  本工程中桿體選用鋼筋桿體。首先按照設(shè)計要求長度取較為平直的鋼筋并除油除銹,桿體自由段一般采用隔離涂層、加套管等方法進行隔離,為確保桿體保護層厚度,沿桿體軸線向每隔1.5~2.0m還要設(shè)置一個對中支架,支架高度不小于25mm,最后將注漿管、排氣管等與錨桿桿體綁扎牢固。
 
  桿體的存儲:桿體加工制作完成后存放要保持平順、清潔、干燥,存放時間較長的桿體在使用前應(yīng)進行檢查,發(fā)現(xiàn)問題,處理后方可使用。
 
  桿體的安放:桿體放入前要對鉆孔及桿體進行重新檢查。桿體安放前,要與鉆孔角度保持一致并保持平直,防止桿體扭壓、彎曲。桿體插入孔內(nèi)深度不應(yīng)小于錨桿長度的98%,桿體安放后不宜隨意擾動。
 
  4.1.3注漿
 
  注漿通常選用灰砂比1:0.5~1:1的水泥砂漿或水灰比為0.45~0.50的純水泥漿。本工程中采用水泥砂漿注漿,水泥砂漿漿液的配置一般采用強度不小于32.5級的普通硅酸鹽水泥的干凈的細砂與水,砂與水的重量比通常為1:1~1:3,注漿漿液強度控制一般為7天不低于20MPa,28天不低于30MPa。
 
  注漿的作業(yè)要點:漿液要攪拌均勻、隨攪隨用,儲漿池要有適當遮蓋以防止雜物混入;下傾孔內(nèi)注漿時,注漿管出漿口應(yīng)插入距孔底300~500mm處,漿液自下而上連續(xù)灌注,并應(yīng)確保從孔內(nèi)順利排水與排氣;上傾孔內(nèi)注漿時,要在孔口設(shè)置密封裝置,將排氣管端口設(shè)于孔底,注漿管放置在離密封裝置不遠處;注漿設(shè)備要有足夠的額定壓力,注漿管要保證通暢順滑,一般在1h內(nèi)要完成單根錨桿的連續(xù)注漿;注漿時發(fā)現(xiàn)孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時,可停止注漿;錨桿張拉后,應(yīng)對錨頭與錨桿自由段間的空隙進行補漿;注漿后,不要隨意擾動桿體,也不能在桿體上懸掛重物。
 
  4.1.4張拉與鎖定
 
  不同的桿體可采有不同的錨具,張拉前,可采取在被錨固結(jié)構(gòu)表面設(shè)置承壓板等措施,以確保施加的預(yù)應(yīng)力始終作用于錨桿軸線方向,使預(yù)應(yīng)力桿體不產(chǎn)生任何彎曲。
 
  錨桿張拉的幾個操作要點:錨桿張拉前,應(yīng)對張拉設(shè)備進行檢查和標定;錨頭臺座的承壓面應(yīng)平整,并與錨桿軸線方向垂直;錨桿張拉應(yīng)有序進行,張拉順序應(yīng)考慮鄰近錨桿的相互影響;錨桿進行正式張拉之前,應(yīng)取0.1~0.2倍的設(shè)計軸向拉力值Nt,對錨桿預(yù)張拉1~2次,使其各部位接觸緊密、桿體完全平直;錨桿應(yīng)采用符合設(shè)計和規(guī)范要求的錨具。錨桿張拉鎖定過程的張拉荷載分級及位移觀測時間可參照下表規(guī)定進行:
 
  5結(jié)束語
 
  預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)能在地層開挖后,立即提供支護能力,阻止地層的進一步擾動,控制地層變形的發(fā)展,提高施工過程的安全性,對預(yù)防、整治滑坡、加固、搶修出現(xiàn)病害的巖土體結(jié)構(gòu)物具有獨特的功效。
 
  1)節(jié)約成本,錨桿的作用部位、方向、結(jié)構(gòu)參數(shù)、密度和施作時機可以根據(jù)需要方便地設(shè)定的調(diào)整,以最小的支護抗力,獲得最佳的穩(wěn)定效果,經(jīng)濟效益顯著。
 
  2)施工場地局限性小,在空間狹小或地理環(huán)境復(fù)雜的情況下可照常施工,無須使用大型機械。

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