摘要:预应力锚索是近年来岩土工程加固的重要技术,在深基坑支护施工过程中常常遇到施工场地狭小放坡难;为保证基坑支护稳定性,多种支护结构组合使用的情况,该文介绍了预应力锚索技术在深基坑边坡支护及微型钢管桩垂直支护中的应用情况,为类似工程建设提供参考。
关键词:预应力锚索 场地受限 组合使用
前言:深基坑支护采用多种多样的支护形式,而采用预应力锚索的支护形式至今日益引起人们的关注,该技术可有效的限制基坑土壁侧位移,保证基坑开挖和紧邻基坑建筑物的安全日照科技文化中心会展区域基坑周长约1800m,大面开挖深度暂定-8.0m~11.0m。基坑支护青岛路及太阳广场一侧拟垂直支护:微型钢管桩拉锚结构;其余部位选择锚喷支护。本工程根据基坑周边环境条件、地层物理力学性质及开挖深度,分10个支护单元。其中,2-2、3-3、2²-2²、3²-3²支护单元采用微型钢管桩拉锚结构。
2-2支护单元:开挖深度7.6m,选用微型钢管桩拉锚垂直支护,微型钢管桩深度为12米,成孔直径230mm,下设D140×4.0焊管,间距750mm;钢管桩侧拉设3排预应力锚索,锚索水平间距1500mm,长度从上至下分别为:18m、15m、15m。面层为C20混凝土喷面厚80mm,4×2×40×40钢板网。
22-22支护单元:开挖深度7.7m,选用微型钢管桩拉锚垂直支护,微型钢管桩深度为12米,成孔直径230mm,下设D140×4.0焊管,间距750mm;钢管桩侧拉设3排预应力锚索,锚索水平间距1500mm,长度从上至下分别为:18m、15m、15m。面层为C20混凝土喷面厚80mm,4×2×40×40钢板网。
3-3支护单元:开挖深度8.5m,选用微型钢管桩拉锚垂直支护,微型钢管桩深度为14米,成孔直径230mm,下设D140×4.0焊管,间距750mm;钢管桩侧拉设3排预应力锚索,锚索水平间距1500mm,长度从上至下分别为:20m、18m、18m。面层为C20混凝土喷面厚80mm,4×2×40×40钢板网。
33-33支护单元:开挖深度8.2m,选用微型钢管桩拉锚垂直支护,微型钢管桩深度为13.9米,成孔直径230mm,下设D140×4.0焊管,间距750mm;钢管桩侧拉设3排预应力锚索,锚索水平间距1500mm,锚索成孔直径130 mm,长度从上至下分别为:20m、18m、18m。面层为C20混凝土喷面厚80mm,4×2×40×40钢板网。
预应力锚索施工
预应力锚索施工工艺流程:土方开挖→修整边坡→测量、放线→钻机就位→接钻杆→校正孔位→钻孔(接钻杆)→钻至设计深度→清孔→安装锚索→注浆、补浆→安置槽钢腰梁 →张拉锁定土方开挖后,辅以人工清理坡面浮土。经现场技术人员测量合格后方可施工。
(1)测量、放线
本基坑2-2单元共三道预应力锚索,自坡顶垂直向下2.5m设第一道,其余纵向间距为2m,水平向间距为1.5m;22-22单元共三道预应力锚索,自坡顶垂直向下2.5m设第一道,其余纵向间距为2m,水平向间距为1.5m;3-3单元共三道预应力锚索,自钢管桩顶垂直向下2.5m设第一道,第二道与第一道间距2.5 m第二道与第三道间距2m,水平向间距为1.5m;33-33单元共三道预应力锚索,自钢管桩顶垂直向下2.5m设第一道,第二道与第一道间距2.5 m第二道与第三道间距2m,水平向间距为1.5m;采用干成孔法,在成孔前,必须按技术员指定的点位进行施工。
(2)钻机就位、成孔
锚索在基坑开挖至锚索设计标高下0.5m后开始施工。采用潜孔钻成孔直径130mm,钻机就位后用量角器量立轴倾角,与水平面夹角第一排20°,其余15°,安装牢固,锚索钻孔不得扰动周围土层,钻孔前,根据设计要求和地层条件,定出孔位、做出标记。锚索孔位和孔深允许偏差均为50mm。
(3)锚孔清理:
钻进达到设计深度之后,不能立即停钻,要求稳钻3~5分钟,防止孔底尖灭,达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,原则要求使用高压空气(风压0.2~0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外,不宜采用高压水冲洗。若遇锚孔有承压水流出,待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆,必要时周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体,一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。
(4)锚孔检验:
锚孔成孔结束后,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻孔检验合格。
(5)锚索制作、存储
a、锚筋采用抗拉强度为1860MPa的钢绞线。压浆管用ф25塑料管,内端距孔底0.2m,出浆口及端头封闭。
b、钢绞线应采用切割机切断,锚索自由段外套波纹管隔离,与锚固段相交处的管口用胶带密封并用铅丝绑紧;锚孔外预留不少于0.8m张拉段,锚索加工时,应沿预应力锚索杆体全长设置定位支架;定位支架应能使相邻定位支架中点处杆体的注浆固结体保护层厚度不小于10mm,定位支架的间距2.5m,保证锚索顺直、居中。
c、锚索杆体的制作、存储应在施工现场专用区域内;在锚固段长度范围,杆体上不得有可能影响与注浆体有效粘结和影响锚杆使用寿命的有害物质,并应确保满足设计要求的注浆体厚度,加工完成的杆体在存储、搬运、安放时,应避免机械损伤、介质侵蚀和污染。
d、锚索杆体存储的要求:
杆体制作完成后应尽早使用,不宜长期存放;制作完成的杆体不得露天存放,宜存放在干燥清洁的场所。应避免机械损伤杆体或油渍溅落在杆体上。当存放环境相对湿度超过85%时,杆体外露部分应进行防潮处理;对存放时间较长的杆体,在使用前必须进行严格检查。
(6)安装锚筋
在杆体放入孔前,应检查杆体的加工质量,确保满足设计要求;安放杆体时,应防止扭压和弯曲。注浆管随杆体一同放入孔内。杆体放入孔内应与钻孔角度保持一致。安放杆体时,不得影响正常的注浆作业。
(7)压力注浆
注浆材料采用P.F32.5粉煤灰硅酸盐水泥配制的纯水泥浆,搅拌水泥浆的水泥进场后应按要求验收,并进行复试,只有复试合格的水泥方可使用。采用二次注浆工艺,一次注浆材料为水灰比为0.65的纯水泥浆,注浆压力为0.2~0.4MPa;二次补浆材料为水灰比为0.65的纯水泥浆,注浆压力为2.0~5.0MPa,注浆时,注浆管端部至孔底的距离不宜大于300mm;注浆及拔管过程中,注浆管口应始终埋入注浆液面内,应在水泥浆液从孔口溢出后停止注浆;注浆后,当浆液液面下降时,应进行孔口补浆;注浆后不得随意敲击杆体,也不得在杆体上悬挂重物。注浆浆液应搅拌均匀,随搅随用,并在初凝前用完。严防石块、杂物混入浆液,注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行。
(8)预应力锚索张拉与封锚
预应力锚索锚头采用钢垫板+锚具,张拉应在锚固体强度达到设计值75%后进行,并应间隔进行张拉,张拉至设计预应力设计值的1.05倍,保持10min,卸荷至设计荷载。预应力锚索施工所使用的灌浆材料、杆体材料、锚具、套管材料、隔离架、导向帽均应满足《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)第7.3节之规定要求。
结论:通过本文可以得出结论如下,供工程技术人员参考。
1、适用于各种场地和地形,施工作业面不大,整个加固结构轻便,占用空间小,不影响土方开挖和地下室施工,对施工场地狭小放坡困难有相邻建筑,大型护坡设备不能进场时,具有独特优越性。
2、预应力锚索即可单独使用充分利用岩土自身强度,从而节省大量的工程材料,同时又可与其他支护结构组合使用,改善受力状态,具有显著地经济效益。
3、预应力锚索柔性大,有良好的抗震性和延性,可以深层加固,同时能够主动控制岩体变形,调整土体受力状态,有利于岩体稳定性。
参考文献:
1.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)
2.《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)
3.朱志广.超深基坑预应力锚索桩支护结构一些问题的探讨[D].长安大学,2013.
4.李秀杰.预应力锚索在深基坑的应用及控制措施[J].建材与装饰,2017(42):19-20.
论文作者:王超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/15
标签:预应力论文; 间距论文; 注浆论文; 钢管论文; 基坑论文; 深度论文; 钻孔论文; 《基层建设》2018年第29期论文;