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　　某工程主樓地上23層，地下1層，裙樓地上4層，地下1層，總建筑面積約60000m2?；悠矫娉叽?17m×62m，有效支護(hù)深度為10m，安全等級為一級。基坑北側(cè)為4層磚混結(jié)構(gòu)，東側(cè)中段距基坑16.9m有2層食堂，基坑南側(cè)距地下室外墻4.5m為18層病房樓，西側(cè)距基坑14.8m為4層磚混結(jié)構(gòu)建筑、1層地下室。

 

　　2支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

 

　　基坑開挖最大深度為7.8m，面臨著開挖深度較深、土質(zhì)條件差、地下水位高、周邊場地狹窄、周邊建筑臨近等施工難題。鑒于本支護(hù)工程的復(fù)雜性和特殊性，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，綜合考慮設(shè)計(jì)、施工、工期、造價(jià)、氣候等因素，決定采用樁錨支護(hù)體系。

 

　　支護(hù)樁采用混凝土灌注樁，樁徑800mm，樁間距1.5m，樁長17m；樁頂設(shè)800mm×1000mm的混凝土冠梁，樁錨入冠梁50mm，樁主筋錨入冠梁700mm。支護(hù)樁樁間采用650mm高壓旋噴樁，樁間搭接200mm，樁長16.9m，與灌注樁一起組成截水帷幕。整個(gè)基坑深范圍內(nèi)設(shè)兩排自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿，第1層錨桿長22.5m，第2層錨桿長17.5m；錨桿桿體采用?32mm、壁厚6mm的螺紋無縫鋼管，錨桿間距1.5m。錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值第1層為251.7kN，鎖定值為160kN；第2層為190.6N，鎖定值為125kN；預(yù)應(yīng)力錨桿間采用2根［18b腰梁連接。預(yù)應(yīng)力錨桿采用邊鉆邊注漿施工工藝。

 

 

　　樁錨支護(hù)體系中，以灌注樁與高壓旋噴樁相互咬合成截水帷幕，土體的側(cè)壓力傳遞給槽鋼腰梁，通過腰梁將側(cè)壓力傳遞給自鉆式螺旋錨桿，以錨桿作為主要的抗傾覆受力構(gòu)件；通過給螺旋錨桿施加預(yù)應(yīng)力，限制基坑前期周邊產(chǎn)生的裂縫，從而防止基坑周邊土體擾動(dòng)，增加基坑的整體穩(wěn)定性。本文重點(diǎn)介紹自鉆式螺旋錨桿施工技術(shù)。

 

　　3.1施工工藝流程

 

　　3.2施工操作要點(diǎn)

 

　　3.2.1止水帷幕施工

 

　　施工時(shí)重點(diǎn)控制鉆桿垂直度，在止水帷幕后插管注漿，內(nèi)插管采用?32鍍鋅管，插入深度6m，采用氣動(dòng)注漿泵注漿，較好地解決了這一問題。

 

　　3.2.2基坑開挖

 

　　需遵循分層分步開挖原則，每層開挖的最大高度取決于土體可以直立而不坍塌的能力。一般取所施工錨桿以下40cm處，以便進(jìn)行錨桿施工。施工時(shí)隨著工作面開挖而分層施工，上層錨固體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度并在預(yù)應(yīng)力施加完畢后，方可開挖下層土方、進(jìn)行下層錨桿的施工。

 

　　3.2.3制備水泥漿

 

　　制備水泥漿遵循隨配隨用的原則，先將水泥倒入攪拌桶，充分?jǐn)嚢韬笸高^濾網(wǎng)將顆粒物過濾，再倒入泥漿池中，泥漿池中的水泥漿液需定時(shí)攪動(dòng)，防止固化；對于未攪拌均勻的水泥漿容易造成注漿管堵塞，不可使用。本工程水灰比控制在0.45～0.5。

 

　　3.2.4導(dǎo)向孔施工

 

　　對鉆孔位置測量放線，將孔位定在同一直線上，便于螺旋錨桿施工完成后槽鋼腰梁的安裝。本工程采用MDL-120D1型鉆機(jī)，就位時(shí)注意機(jī)身的平整，錨桿水平夾角15°～20°，與鉆孔在同一直線上推進(jìn)。在設(shè)備鉆桿連接位置安裝鉆頭，設(shè)備與清水管連接，開鉆時(shí)，打開清水管閥門，邊推進(jìn)鉆頭，邊進(jìn)行射水，用以沖出絞碎的樁體碎屑，通過鉆桿長度及沖出的碎屑顏色判斷是否穿透止水樁。鉆孔直徑與自鉆式螺旋錨桿前端的螺旋翼片大小相等，在15cm左右，成孔傾斜允許偏差控制在2%以內(nèi)；孔位偏差≤100mm。

 

　　3.2.5錨桿制作

 

　　桿體采用?32/20mm螺紋無縫焊管，長3m。前后端采用絲扣連接；錨桿前端設(shè)置兩道螺旋葉片(直徑15cm)，第1道螺旋葉片距離錨桿前段為10～15cm，兩螺旋葉片間距為25～35cm，通過土體的推擋來承受來自于錨桿桿體的拉力，是錨桿承受抗拔力的關(guān)鍵。桿體為中空錨桿，在錨桿的螺旋葉片后設(shè)置一出漿孔，出漿孔直徑為4～8mm，在錨桿旋轉(zhuǎn)推進(jìn)土層過程中進(jìn)行注漿，漿體從錨桿出漿孔中射出，與前端螺旋葉片切削下的土體攪和在一起，錨桿螺旋葉片后設(shè)置攪拌片，最少為3道，間距為15～25cm，沿桿體梅花形布置，能將土體與水泥漿均勻攪拌，固化后形成錨固體，從而增大錨桿與土體間的側(cè)摩阻力。

 

　　3.2.6錨桿施工

 

　　在完成導(dǎo)向孔的施工后，將鉆頭卸下，進(jìn)行錨桿安裝施工。首先檢查錨桿是否存在堵塞，如不存在堵塞，將第1節(jié)錨桿的后端連接在設(shè)備的動(dòng)力連接套上，動(dòng)力連接套轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會帶動(dòng)螺旋錨桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力連接套的端部進(jìn)漿管通過注漿管接通注漿設(shè)備，因錨桿為中空錨桿，水泥漿能通過鉆機(jī)設(shè)備直接通入到錨桿翼片前端。

 

　　開動(dòng)鉆機(jī)，調(diào)整鉆機(jī)轉(zhuǎn)速75r/min，進(jìn)速為1m/min。將第1，2節(jié)錨桿鉆入土層中。開始施工時(shí)，不要注漿，以保證錨桿的自由段長度，可以適當(dāng)注入清水，防止注漿孔堵塞。施工第3節(jié)錨桿時(shí)打開注漿閥門，待第3節(jié)錨桿進(jìn)入土中時(shí)，以相同的轉(zhuǎn)速和進(jìn)出速率將第3節(jié)錨桿旋轉(zhuǎn)回拉，回拉的同時(shí)不要停止注漿，以保證水泥漿充足。通過邊注漿、邊旋轉(zhuǎn)攪拌的方式使水泥漿與土體充分?jǐn)嚢?，形成固化體，增加錨固效果。除第1，2節(jié)錨外，剩余加長錨桿施工時(shí)均需進(jìn)行一次“復(fù)攪”。

 

　　注漿過程中，對注漿量進(jìn)行計(jì)量，注漿量應(yīng)不低于35kg/m，以保證錨固效果。如發(fā)現(xiàn)注漿量不足，可使最后施工的幾節(jié)錨桿多復(fù)攪幾次，直到注漿量滿足要求為止。

 

　　施工最后一節(jié)錨桿時(shí)，須將錨桿的后端加設(shè)一止?jié){塞，止?jié){塞直徑比開孔直徑大1cm，基本為16cm，防止螺旋錨桿施工完后水泥漿外涌。施工完成后，錨桿外露螺紋部分需進(jìn)行清理防護(hù)，防止生銹后錨固螺栓無法施工。

 

　　3.2.7張拉鎖定

 

　　待注漿漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，便可進(jìn)行錨桿的張拉鎖定。為了能保證各錨桿與圍護(hù)樁一起協(xié)同工作，在錨桿的外露處首先安裝好槽鋼腰梁，因自鉆式螺旋錨桿施加預(yù)應(yīng)力普遍較高，因此需要2根槽鋼腰梁共同協(xié)作完成。在錨桿的上下兩端各固定一根槽鋼，中間可以用鋼筋將兩根槽鋼連接，使槽鋼懸掛在錨桿上。

 

　　在槽鋼的張拉側(cè)加一塊襯板，張拉時(shí)采用專用的張拉設(shè)備，并在張拉每根錨桿時(shí)記下讀數(shù)；張拉后擰緊螺栓，將錨桿鎖定。施加的預(yù)應(yīng)力應(yīng)在施加后持續(xù)10min再進(jìn)行鎖定，以保證施加的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

 

　　3.2.8錨桿檢測

 

　　預(yù)應(yīng)力錨桿試驗(yàn)檢測主要包括基本試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。錨固體強(qiáng)度＞15.0MPa時(shí)，才可進(jìn)行錨桿試驗(yàn)。

 

　　1)錨桿基本試驗(yàn)基本試驗(yàn)錨桿不應(yīng)少于3根，用作基本試驗(yàn)的錨桿參數(shù)、材料及施工工藝必須和工程錨桿相同。最大試驗(yàn)荷載不應(yīng)超過鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.8倍。初始荷載取設(shè)計(jì)值的0.1倍，每級加荷增量取設(shè)計(jì)值的1/10，在每級加荷等級觀測時(shí)間內(nèi)，測錨頭位移不少于3次。

 

　　2)驗(yàn)收試驗(yàn)驗(yàn)收試驗(yàn)錨桿的數(shù)量應(yīng)取錨桿總數(shù)的5%。初始荷載取錨桿設(shè)計(jì)軸向拉力值的0.1倍，分級加荷值分別為拉力值得0.25，0.5，0.75，1.0倍。驗(yàn)收試驗(yàn)中，當(dāng)荷載每增加一級，均應(yīng)穩(wěn)定5～10min，記錄位移讀數(shù)。最后一級試驗(yàn)荷載應(yīng)維持10min。如果在1～10min內(nèi)，位移量超過1mm，則該級荷載應(yīng)再維持50min，并在15，20，25，30，45，60min時(shí)記錄其位移量。

 

 

　　該工程重點(diǎn)對周邊建筑物沉降、水平位移及錨桿內(nèi)力變化做重點(diǎn)監(jiān)測。周邊建筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)沉降量在0.02～32.58mm，最大沉降累計(jì)沉降32.58mm，未超過報(bào)警值40mm。

 

　　基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)共進(jìn)行3次深層水平位移監(jiān)測。累計(jì)最大位移量在6m深處6.25mm。支護(hù)體系的側(cè)向位移與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果基本相符，均在設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)。施工期間共進(jìn)行了20次基坑頂部水平位移觀測，監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)水平位移量在0～22.8mm，未超過報(bào)警值30mm。

 

　　對張拉錨桿的7個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了18次觀測，內(nèi)力在0.01～25.34kN，其中內(nèi)力變化最大的監(jiān)測點(diǎn)，中期損失25.34kN，后期趨于平穩(wěn)。土方開挖完成后內(nèi)力損失逐漸趨于均勻，變化量較小，趨勢走向平穩(wěn)。

 

 

　　自鉆式螺旋錨桿是一種邊鉆進(jìn)邊注漿的錨桿，既增加了錨桿的施工長度，又避免了錨桿預(yù)成孔工藝中塌孔造成的效率降低，能更好地保證錨桿與土體的緊密結(jié)合，可施加強(qiáng)度較高的預(yù)應(yīng)力，增大了錨桿的側(cè)摩阻力，解決了常規(guī)錨桿錨固力不足的問題，較常規(guī)錨桿更加安全可靠。同時(shí)，相對傳統(tǒng)的夯擊式預(yù)應(yīng)力錨桿來說，可大大降低施工費(fèi)用和施工難度，將在飽和軟土及類似地區(qū)的深基坑支護(hù)中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。