[摘要]在地下水豐富的地下工程中,為解決地下建(構(gòu))筑物的抗浮問題,不斷出現(xiàn)設(shè)計(jì)采用抗拔錨桿作為抗拉或抗拔構(gòu)件的工程實(shí)例。由于抗拔錨桿在承擔(dān)拉力上的固有功能,施工成本不高,有著較好的應(yīng)用前景。在作為建(構(gòu))筑物的抗拉或抗拔構(gòu)件方面,目前國內(nèi)對抗拔錨桿的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)尚未完善,在具體施工中,普遍采取參照基坑支護(hù)錨桿的施工規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。本文通過筆者多年工程經(jīng)驗(yàn)及某工程基礎(chǔ)抗拔錨桿施工實(shí)例,總結(jié)了基礎(chǔ)抗拔錨桿施工技術(shù)與廣大施工技術(shù)、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(shè)計(jì)為兩層地下結(jié)構(gòu),總建筑面積約26069.69m2,地面±0.00標(biāo)高為黃海高程-0.50,地下車庫底板底面標(biāo)高為-9.75m(黃海高程―10.25m),現(xiàn)地面標(biāo)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(fù)為公園。由于工程地下水位較淺,且為承壓水,設(shè)計(jì)采用錨桿基礎(chǔ)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:
?、偎靥钔粒夯靥顣r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(xì)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;
?、葜酗L(fēng)化花崗層頂埋深20.1~48.9m、巖芯抗壓強(qiáng)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(jié)構(gòu)中鋼筋:在長期浸泡下具弱腐蝕性,在干濕交替下具強(qiáng)腐蝕性,對鋼構(gòu)具有中等腐蝕性。
三、錨桿設(shè)計(jì)
本工程設(shè)計(jì)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(diǎn)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(fēng)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(shù)
1、施工程序
接受施工任務(wù)→了解施工現(xiàn)場條件→安排施工任務(wù)計(jì)劃→熟悉設(shè)計(jì),施工要求→編制施工組織設(shè)計(jì)→做好施工準(zhǔn)備→組織施工機(jī)械及人員進(jìn)場→機(jī)械組裝及調(diào)試→進(jìn)購及驗(yàn)收原材料→樁位放樣及復(fù)核→施工→選錨桿進(jìn)行抗拔試驗(yàn)→整理資料.
2、抗浮樁錨桿施工工藝流程、技術(shù)參數(shù)
本工程采用鉆孔成孔,套管內(nèi)徑為150mm,套管入中風(fēng)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(qiáng)度M35。
錨孔定位編號→鉆機(jī)就位→鉆孔→下錨(鋼筋及注漿管)→常壓注漿→二次注漿
(1)、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(dá)到設(shè)計(jì)要求,深度超過錨桿設(shè)計(jì)長度不小于0.5m;
2)選用內(nèi)徑150mm套管鉆孔機(jī)鉆進(jìn),入中風(fēng)化巖層至少3m;
3)掌握錨孔中心度,防止錨孔偏斜,跑斜后應(yīng)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(jī)的洗井管置入孔內(nèi),同時不斷補(bǔ)充直到孔口流出清水;
2)做好孔口維護(hù),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(diǎn)焊在一起,沿鉆孔中心從地面向下安裝入中風(fēng)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(jìn)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(yùn)安放,安裝前鋼筋的制作質(zhì)量和長度需經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后,方可下入孔內(nèi)。插放鋼筋時,應(yīng)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(shè)計(jì)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(biāo)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(zhǔn);
5)高壓注漿采用孔底返漿法,用壓漿機(jī)(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(jìn)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(yàn)確定。為了提高漿體的早期強(qiáng)度,可以考慮加入適量的外摻劑,起到早強(qiáng)和膨脹的作用;錨桿施工前進(jìn)行基本試驗(yàn),數(shù)量6根,用作基本試驗(yàn)的錨桿參數(shù),在做配合比實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較之后,根據(jù)實(shí)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(qiáng)度值;基本試驗(yàn)則取同條件養(yǎng)護(hù)下試塊強(qiáng)度;
五、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
工程施工前,認(rèn)真對各班組及個人進(jìn)行技術(shù)交底,強(qiáng)化工程質(zhì)量意識。著重從以下幾個方面進(jìn)行質(zhì)量控制:
1、成孔
(1)在鉆機(jī)正前方和側(cè)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(fù)責(zé)檢查錨孔是否發(fā)生傾斜,若發(fā)現(xiàn)鉆桿傾斜,應(yīng)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(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高時,停止鉆進(jìn),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(yīng)暫停鉆進(jìn),并及時與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等相關(guān)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(diǎn)焊,拉桿鋼筋要求順直,并除銹、處理;
?。?)為保證承受設(shè)計(jì)荷載,沿桿體軸線方向每隔2m設(shè)置一個定位環(huán)以及定位桿,定位桿應(yīng)與錨桿主筋點(diǎn)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;
(2)注漿液均勻攪拌,隨攪隨用,漿液應(yīng)在初凝前用完,并嚴(yán)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(jié)束后,應(yīng)將注漿管、注漿槍、注漿套管清洗干凈;
(5)注漿過程中應(yīng)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(yàn)與施工結(jié)論
工程完工后,檢測部門對現(xiàn)場32根抗拔錨桿進(jìn)行抽檢,錨桿極限承載力特征值均超過400kN,符合設(shè)計(jì)要求。通過抗拔錨桿在該工程基地施基礎(chǔ)中的施工實(shí)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(jié)了經(jīng)驗(yàn),值得在同類工程中借鑒應(yīng)用。
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