[摘要]在地下水豐富的地下工程中,為解決地下建(構)筑物的抗浮問題,不斷出現(xiàn)設計采用抗拔錨桿作為抗拉或抗拔構件的工程實例。由于抗拔錨桿在承擔拉力上的固有功能,施工成本不高,有著較好的應用前景。在作為建(構)筑物的抗拉或抗拔構件方面,目前國內(nèi)對抗拔錨桿的設計與施工規(guī)范及驗收標準尚未完善,在具體施工中,普遍采取參照基坑支護錨桿的施工規(guī)范及驗收標準。本文通過筆者多年工程經(jīng)驗及某工程基礎抗拔錨桿施工實例,總結了基礎抗拔錨桿施工技術與廣大施工技術、施工質(zhì)量管理同仁共勉。
一、工程概況
某地下停車庫工程,設計為兩層地下結構,總建筑面積約26069.69m2,地面±0.00標高為黃海高程-0.50,地下車庫底板底面標高為-9.75m(黃海高程―10.25m),現(xiàn)地面標高約為+2.80m(黃海高程2.30m),開挖深度約12.55m。地面待本工程完工后,恢復為公園。由于工程地下水位較淺,且為承壓水,設計采用錨桿基礎作為抗浮措施。
二、工程地質(zhì)及水文概況
1、場地主要地質(zhì)為:
①素填土:回填時間超過15年,厚度1.8~7.5m;
?、?1淤泥:7.3~15m;②-2含泥粗砂層:厚度0.7~3.5m;②-3:泥質(zhì)粉細砂:厚度0.9~6.5m;
?、?1粘土-粉質(zhì)粘土:厚度0.7~5.5m;;③-2含泥礫粗砂:厚度0.6~6.6m;
?、軞埛e砂質(zhì)粘土:厚度1.3~8.2m;
⑤中風化花崗層頂埋深20.1~48.9m、巖芯抗壓強度40.4~136.6MPa。
2、水文地質(zhì)情況
地下穩(wěn)定水位埋深為1.0~2.7m,含泥粗砂和含泥礫粗砂層具有承壓水、其穩(wěn)定水位埋深為2.2~3.1m;地下水對混凝土具弱腐蝕性,對鋼筋砼結構中鋼筋:在長期浸泡下具弱腐蝕性,在干濕交替下具強腐蝕性,對鋼構具有中等腐蝕性。
三、錨桿設計
本工程設計采用抗拔錨桿樁,錨桿由現(xiàn)地面開始向下施工,錨桿成孔直徑150mm,錨桿桿體材料采用HRB400直徑為φ28的兩根鋼筋點焊,定位器采用φ6.5鋼筋焊接制作,注漿管采用內(nèi)徑Ф20鋼管,錨桿一次注漿采用M35水泥砂漿,二次注漿材料為P.C42.5普通硅酸鹽水泥漿,錨桿打入中風化巖層至少3米,單根錨桿樁抗拔特征值為200KN,承載力極限值為400KN。
四、施工技術
1、施工程序
接受施工任務→了解施工現(xiàn)場條件→安排施工任務計劃→熟悉設計,施工要求→編制施工組織設計→做好施工準備→組織施工機械及人員進場→機械組裝及調(diào)試→進購及驗收原材料→樁位放樣及復核→施工→選錨桿進行抗拔試驗→整理資料.
2、抗浮樁錨桿施工工藝流程、技術參數(shù)
本工程采用鉆孔成孔,套管內(nèi)徑為150mm,套管入中風化巖層以下至少3m,成孔后采用高壓水清孔。注漿材料采用P.C42.5級普通硅酸鹽水泥,水泥砂漿強度M35。
錨孔定位編號→鉆機就位→鉆孔→下錨(鋼筋及注漿管)→常壓注漿→二次注漿
?。?)、鉆孔
1)鉆孔套管內(nèi)徑150mm,孔徑偏差不大于2cm,錨孔偏斜度不大于5%,成孔深度達到設計要求,深度超過錨桿設計長度不小于0.5m;
2)選用內(nèi)徑150mm套管鉆孔機鉆進,入中風化巖層至少3m;
3)掌握錨孔中心度,防止錨孔偏斜,跑斜后應采取措施,重新成孔。
?。?)、洗孔
1)錨孔成孔后,用高壓水將錨桿孔洗干凈,將連接空壓機的洗井管置入孔內(nèi),同時不斷補充直到孔口流出清水;
2)做好孔口維護,防止泥漿流入孔內(nèi)。
?。?)、鋼筋及注漿管的制作及安裝
1)采用兩根φ28鋼筋與對中架點焊在一起,沿鉆孔中心從地面向下安裝入中風化花崗巖層大于3米,底部懸空50mm.;
2)注漿管安裝與鋼筋安裝工作同時進行,2根注漿管與鋼筋交錯安置呈十字型平面布置,注漿管直徑20mm,長度超出地面0.5m左右,端頭到孔底100mm.(壓漿管與錨桿體主筋相錯50mm);
3)鋼筋采用吊車調(diào)運安放,安裝前鋼筋的制作質(zhì)量和長度需經(jīng)監(jiān)理驗收合格后,方可下入孔內(nèi)。插放鋼筋時,應防止錨桿扭壓、彎曲,桿體放入角度與鉆孔角度一致。(詳見抗拔錨桿布置示意圖);
4)主筋長度為設計長度加錨固長度,錨固段待施工承臺時彎曲成型,主筋接長采用套筒連接;
5)用壓漿管控制標高,壓漿管距孔底100mm,錨桿主筋距孔底50mm,壓漿管與錨桿主筋相錯50mm,壓漿管高出地面0.5m左右,控制壓漿管位置即可保證桿體主筋位置。
?。?)、注漿
1)漿液配制:
?、僖淮纬海核冶龋?.45,水泥:P.C.42.5(普硅525R),水砂比1:1(重量比)
?、诙胃邏海核冶龋?.55,水泥:P.C.42.5(普硅525R)
2)水泥漿攪拌均勻,具有可靠性,低泌漿性;
3)注漿前先泵送清水至孔口返水以疏通管路,后采用常壓泵送方法注漿;
4)一次注漿采用埋管法注漿,首次注漿量以注滿孔為準;
5)高壓注漿采用孔底返漿法,用壓漿機(泵)將水泥(砂)漿通入注漿管注入孔底,水泥漿從鉆孔底向外依次充滿并將孔內(nèi)空氣壓出,由孔眼處擠出并填滿第一次注漿體;
6)待一次注漿體注漿完成后24小時即可進行二次高壓注漿,注漿材料采用純水泥漿(水灰比為0.55)。二次注漿壓力不小于2.5MPa,時間可根據(jù)注漿工藝通過試驗確定。為了提高漿體的早期強度,可以考慮加入適量的外摻劑,起到早強和膨脹的作用;錨桿施工前進行基本試驗,數(shù)量6根,用作基本試驗的錨桿參數(shù),在做配合比實驗時,同時做摻加外加劑和不摻加外加劑的兩組水泥漿的配合比。根據(jù)實驗結果進行比較之后,根據(jù)實際需要再決定水泥漿是否摻加外加劑;
7)試塊制作,除見證取樣外,每30根錨桿做1組6個,規(guī)格70.7mm×70.7mm×70.7mm,取28d抗壓強度值;基本試驗則取同條件養(yǎng)護下試塊強度;
五、施工質(zhì)量控制要點
工程施工前,認真對各班組及個人進行技術交底,強化工程質(zhì)量意識。著重從以下幾個方面進行質(zhì)量控制:
1、成孔
?。?)在鉆機正前方和側面分別豎起一只鋼筋三角架,并吊上線錘以檢查鉆桿的垂直度;
?。?)在鉆孔過程中,由施工員或班組長負責檢查錨孔是否發(fā)生傾斜,若發(fā)現(xiàn)鉆桿傾斜,應立即停止施工,取出鉆桿重新調(diào)試后方可繼續(xù)施工,偏斜度小于5%;
?。?)鉆進至設計標高時,停止鉆進,用高壓水沖洗,直至沖洗液變清,確??椎壮猎权Q3cm;
?。?)鉆孔過程有專職記錄員做好施工記錄。鉆孔過程中,若出現(xiàn)遇到孤石情況應暫停鉆進,并及時與設計、監(jiān)理等相關人員研究處理;
2、錨拉桿制作、組裝
?。?)錨桿桿體采用HRB400直徑為φ28的兩根鋼筋與定位桿點焊,拉桿鋼筋要求順直,并除銹、處理;
(2)為保證承受設計荷載,沿桿體軸線方向每隔2m設置一個定位環(huán)以及定位桿,定位桿應與錨桿主筋點焊,壓漿管與定位器用22鐵絲綁扎牢固;
3、注漿
?。?)注漿管采用耐壓不小于5Mpa的鋼管內(nèi)徑20mm,注漿管隨錨桿一起入孔,距孔底100mm;
?。?)注漿液均勻攪拌,隨攪隨用,漿液應在初凝前用完,并嚴防石塊、雜物混入漿液;
?。?)注漿作業(yè)開始和中途停止較長時間,再作業(yè)時用水或稀水泥漿潤滑注漿泵;
?。?)注漿壓力控制在0.3~0.55Mpa,常壓注漿結束后,應將注漿管、注漿槍、注漿套管清洗干凈;
?。?)注漿過程中應控制壓力和流量,使?jié){液均勻上冒,直至在孔口溢出,可停止注漿;
?。?)在注漿過程中,及時處理常見的穿孔、冒漿和漿液沿地下通道大量流失現(xiàn)象。
六、試驗與施工結論
工程完工后,檢測部門對現(xiàn)場32根抗拔錨桿進行抽檢,錨桿極限承載力特征值均超過400kN,符合設計要求。通過抗拔錨桿在該工程基地施基礎中的施工實踐,施工過程的有效控制及發(fā)現(xiàn)了施工過程中的問題并及時解決總結了經(jīng)驗,值得在同類工程中借鑒應用。
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