[摘要]結合拉力分散型預應力錨桿在北京奧林匹克公園中心區(qū)國家會議中心及配套設施通道項目基坑支護中的應用,描述預應力錨桿施工工藝及本工程中的拉力分散型預應力錨桿張拉方法,錨桿張拉分單元進行,各單元錨桿組合張拉至錨桿總設計拉力值,后卸荷至鎖定值鎖定;以及張拉施工中的注意事項等。
[前言]由于常規(guī)全長粘結錨桿存在錨固段長度利用效率問題,在錨固段長度超過一定限值后,再增加的錨固段長度利用效率低下、對提高錨桿承載力沒有什么明顯作用,因此目前很多較長的普通錨桿在使用上都存在一定概念認識上的問題和較大的浪費,本工程樁錨結構錨桿采用拉力分散型錨桿。拉力分散型錨桿由若干拉力型單元錨桿組合而成,各拉力型單元錨桿的錨固段位于錨桿總錨固段的不同部位。各單元錨桿的錨固段長度一般為4~10m,可根據(jù)單元錨桿所處地層的具體參數(shù)進行調(diào)整,提高了錨桿錨固段的利用效率,理論上可通過單元錨桿數(shù)量的增加高效率的提高整根錨桿承載力。
一、工程概況
1、工程地理位置及建設概況
擬建奧林匹克公園中心區(qū)地下交通聯(lián)系通道位于北京北中軸線北端的北京奧林匹克公園B區(qū)內(nèi),該環(huán)形通道從南一路開始,依次經(jīng)過湖邊北路、北一路、景觀西路環(huán)形一周。本次工程涉及范圍為北起大屯路(以南約110m)南至中一路預埋段。
本工程場區(qū)地形總體趨勢基本平坦,設計±0.00標高相當于絕對標高45.00m,基坑設計深度約15.0~17.0米;施工現(xiàn)場場地狹小。場地東側(cè)為已經(jīng)完成的國家會議中心基坑,其深度約15.40m,采用土釘墻支護,最長土釘長度約為15m,坡頂與本工程坡頂最小距離約為25m。場地西側(cè)會議中心配套設施基坑與本通道基坑相連接并同時開挖,其深度為10.40m~15.40m。本工程基坑與配套設施項目基坑相交處存在2~5m的高差。
2、工程地質(zhì)概況
根據(jù)北京市勘察設計研究院提供的《巖土工程勘察報告》(工程編號:2005市064)描述:擬建場區(qū)地形總體趨勢基本平坦,地面高程為45.00m。
地層巖性特征主要特征如下:
巖性:粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土;
顏色:褐黃~灰~灰黃
濕度:濕~飽和
稠度:可塑~軟塑
壓縮性:中~低壓縮性
3、水文地質(zhì)概況
二、預應力錨桿施工工藝
預應力錨桿成孔采用機械成孔,在一般土層中施工選用國產(chǎn)液壓錨桿鉆機成孔,其特點是:施工效率高、成孔質(zhì)量直觀、環(huán)保,不會對周圍場地造成不良影響。當遇有特殊、復雜地質(zhì)情況時采用進口全套管錨桿鉆機施工,其特點是:對各種不同地層的適應性較強,錨桿質(zhì)量高。
1錨桿施工工藝流程
鉆機就位→鉆孔→下料→作堵頭→壓漿→連梁施工→張拉→鎖定
2錨桿施工方法與技術要求
(1)放線定位:由現(xiàn)場測量放線人員按設計圖紙放線,經(jīng)專人檢查后做好記錄。
?。?)鋼絞線進場后要進行現(xiàn)場取樣送原材及焊接試驗,并有廠家的材質(zhì)證明。
?。?)錨桿成孔:成孔過程中注意控制錨桿傾角,嚴格按設計要求進行施工。
?。?)錨桿桿體要求:桿體制作時應比設計長出1.0~1.5m,定位骨架間距1.5~2.0m,鋼絞線用鐵絲均勻捆于骨架周圍。
?。?)錨桿桿體保護:在錨桿自由段,鋼絞線上滿涂黃油,以塑料套管包裹,以保證鋼絞線與水泥漿體脫開。
3施工方法
(1)成孔:待護坡樁澆筑后,錨桿施工場地平整,錨桿機進場,調(diào)整好角度,對準孔位中心開始鉆進,錨桿鉆孔時,用螺旋式鉆孔機,鉆到深度后空轉(zhuǎn)排虛土。如遇地下水塌孔,可采用注漿護壁工藝成孔。
(2)下錨桿:土層預應力錨桿成孔直徑設計為φ150,錨體采用7φ4預應力高強鋼鉸線(強度等級為:1860MPa)制作而成。為保證鋼絞線在孔中的保護層,每2m架設固定管架一個。桿體中間插入注漿管,注漿管宜用內(nèi)徑25mm塑料管,插入孔底。錨桿自由段要涂黃油并用塑料布纏包。
(3)注漿:膠泥封口后,本工程錨桿均采用一次常壓注漿,注水灰比0.5的P.032.5水泥凈漿。
(4)安裝腰梁。
(5)預應力張拉:養(yǎng)護5~7天后,待錨固結石體強度達到15Mpa后,進行錨桿的張拉、鎖定。
三、錨桿設計參數(shù)表
四、張拉準備
1、張拉設備
張拉機、千斤頂(100T、第一排2單元錨桿)、(150T、第二排3單元錨桿)
2、人員準備
每組5人,一人記錄。
錨桿驗收試驗技術要求
1、驗收試驗錨桿數(shù)量不得少于錨桿總數(shù)的5%,且不得少于3根,隨機選取。
2、錨桿的最大試驗荷載為錨桿拉力設計值。
3、驗收試驗應分級加荷,初始荷載宜為錨桿軸向拉力設計值的0.1倍,分級加荷值宜為錨桿拉力設計值的0.2、0.4、0.6、0.8、和1.0倍。
錨桿驗收試驗加荷等級與觀測時間表
4、在每級張拉荷載觀測時間內(nèi),測讀錨頭位移3次。
加荷至最大試驗荷載,觀測15min,位移穩(wěn)定后,即卸荷至0.1Nt,然后加荷至鎖定荷載鎖定。荷載-位移(P-S)曲線后整理。
現(xiàn)下列情況之一,可判定錨桿破壞:
后一級荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量達到或超過前一級荷載產(chǎn)生的位移增量的2倍;
錨頭位移不收斂;
錨桿桿體破壞。
五、張拉方法
第一單元錨桿為遠端單元錨桿
第二單元錨桿為中間單元錨桿
第三單元錨桿為近端單元錨桿
護坡樁第一排2單元四束鋼絞線錨桿張拉方法
1、張拉步驟
?。?)將張拉工具錨夾片安裝在第一單元錨桿的鋼絞線上,張拉至張拉管理圖上荷載P2。見圖1-1、1-2。
?。?)在張拉工具錨夾片仍安裝在第一單元錨桿鋼絞線的基礎上,將張拉工具錨夾片安裝在第二單元錨桿的鋼絞線上,繼續(xù)張拉至張拉管理圖上的組合張拉荷載P組,P組=P2+50kN;
?。?)各單元錨桿組合張拉至錨桿總設計拉力值,后卸荷至鎖定值鎖定。
護坡樁第二排3單元六束鋼絞線錨桿張拉方法
1、張拉步驟
(1)將張拉工具錨夾片安裝在第一單元錨桿的鋼絞線上,張拉至張拉管理圖上荷載P2。
?。?)在張拉工具錨夾片仍安裝在第一單元錨桿鋼絞線的基礎上,將張拉工具錨夾片安裝在第二單元錨桿的鋼絞線上,繼續(xù)張拉至張拉管理圖上荷載P3;
?。?)在張拉工具錨夾片仍安裝在第一、二單元錨桿鋼絞線的基礎上,將張拉工具錨夾片安裝在第三單元錨桿的鋼絞線上,繼續(xù)張拉至張拉管理圖上的組合張拉荷載P組,P組=P3+50kN;
?。?)各單元錨桿組合張拉至錨桿總設計拉力值,后卸荷至鎖定值鎖定。
六、張拉技術、安全措施
錨固體強度大于15MPa,一般注漿后5~7天后即可進行張拉。對混凝土連梁需保證混凝土養(yǎng)護時間不少于48小時。
張拉前應對張拉系統(tǒng)進行率定。
張拉順序:對具備張拉條件的區(qū)段,宜從兩端向中間逐個錨桿進行張拉。
若在某級荷載下錨頭位移不能收斂或位移突增等情況,應退回至前一級荷載鎖定,并做好記錄,同時及時報告設計人員,另行采取相應補救措施。
張拉操作中應平穩(wěn)均勻,嚴禁張拉作業(yè)中拆卸液壓系統(tǒng)零件。
加荷過程中應注意檢查各節(jié)點及油路的連接情況,發(fā)現(xiàn)異常應立即停止張拉。
高壓油泵不得超載作業(yè),安全閥應按設備額定油壓調(diào)整,嚴禁任意調(diào)整。
操作千斤頂和測量位移的人員應站在千斤頂側(cè)面操作。千斤頂作業(yè)線方向不得站人。
張拉時千斤頂行程不得超過額定行程。
七、結論:
本工程實踐證明在滿足同等承載力要求情況下,拉力分散型錨桿總長度與錨固段長度均可不同程度的縮短。采用此種錨桿,可以在確保錨桿承載力的情況下縮短錨桿長度,贏得工期,并且可最大程度的避免與鄰近基坑(會議中心)支護土釘互相干擾的情況。
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