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摘要:本文结合深基坑施工实例,针对深基坑桩锚支护工程预应力锚索施工技术要点进行分析,主要从钻孔、锚索制作、锚索安装、注浆、锚索张拉及锚索锁定等几方面进行论述,旨在探讨预应力锚索在圆砾层施工技术要点,促进建筑施工持续发展。
关键词:基坑支护、预应力锚索、圆砾层、施工技术要点。
1、工程概况
地下土层分部自上而下依次为:杂填土、粉质粘土混细砂、圆砾、全风化凝灰质砂砾岩、强风化凝灰质砂砾岩、紫红色中风化凝灰质砂砾层、灰绿色中风化凝灰质砂砾岩、青灰色中风化安山玢岩,基坑支护采用旋挖灌注桩+角撑结构+预应力锚索+井形钢构架竖向立柱进行支护,旋挖灌注桩桩径0.8m,有效桩长12~17m,桩顶标高为-2~-1m,共计961根。
2、预应力锚索施工
预应力锚索施工中,关键工序施工顺序为锚索制作→测放孔位→锚索成孔→锚索安装→锚索注浆→锚索张拉→锚索锁定→锚头保护。
2.1施工前准备
(1)施工开始前,应充分了解施工方案内的具体要求、熟悉周边水文地质环境以及周边建筑物地下管网,根据现场地质条件及施工特点制定出合理的施工计划,做好现场施工部署,对施工区段进行合理划分,合理选用钻孔机具,严格落实好材料、设备质量控制,根据现场施工情况及场地划分,合理安排锚索制作区域及施工后台区域。
(2)现场开挖至操作标高,按照现场施工标高设计要求进行场地平整,保证施工现场无杂物堆积,施工前锚索钻机作业面保证平整,铺设18mm厚木模板,然后用木枋将钻机垫平稳,保证施钻过程中钻机不会有较大的晃动而影响成孔施工。
(3)根据施工平面布置图,做好施工现场临时设施布置,修建施工便道及排水沟、集水井,铺设临时施工的水、电线路。
(4)按照图纸要求,根据锚索尺寸进行钻孔、张拉等作业试验,同时严格控制锚索质量,以获得相应的技术数据。
2.2预应力锚索施工要点
根据现场地质情况,确定施工土层为圆砾层,因本工程圆砾层土层较厚,成孔较为困难,要求钻孔深度应控制在大于设计深度0.5-1.5m。
2.2.1成孔施工
事先按设计施工图纸平整场地,用全站仪及水准仪,测放出预应力锚索的孔位,并用红油漆作出标记,并编号,依据测量定位所确定的标高、位置、倾角测放各个孔位。按照设计倾角钻孔,选用对应的合金钻头,锚索成孔的各施工参数是控制施工质量的关键,现场施工必须严格按下列条文执行:锚索的成孔孔径不小于150mm,孔位允许偏差为水平方向±100mm,垂直方向±50mm,预应力锚索钻孔倾角为30度,倾斜度允许偏差为3度。孔深应超过设计长度0.5-1.5m,终孔后应认真清孔。在建筑物附近位置为防止地下水流失,锚索钻孔时需跟套管施工。
2.2.2锚索制作
首先应确保锚索原材料合格,锚索用钢绞线进场前应核对合格证,并按要求进行见证取样试验检验合格,为确保锚索制作质量,锚索制作应在专业工作台进行,应具有良好防雨、防污染措施。钢绞线必须采用切割机下料,严禁使用电弧或乙炔焰切割。
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锚索制作分自由段制作、锚固段制作、注浆管制作三部分。
1、选料:锚索体选用表面无损伤、锈污的钢绞线,不得使用表面有焊痕的钢绞线。
2、下料:锚索下料长度为设计长度和孔外预留长度(1.0~1.5m)之和,以保证锚索张拉锁定时的要求。
3、自由段制作:1)防腐处理:将锚索自由段刷防锈漆,涂抹要均匀、厚实,不得有漏点。2)保护套管:沥青玻纤布缠裹二层后装入套管中,自由端套管两端200mm长度范围内用黄油填充,外绕工程胶布固定。自由端与土层间空隙用水泥浆注满。?
4、锚固段制作:对于预应力锚索的锚固段需要进行除锈,水泥浆固结体中锚材的保护层不小于25mm。将钢绞线平直放好后,每间隔2m设置一个隔离架,将钢绞线依次放入隔离托支架的凹槽内,再用扎丝将其与支架扎紧,隔离架应按照要求设置,间距允许偏差50mm。锚固段底部用扎丝将三股钢绞线捆在一起,不得有分叉现象,防止下锚时将锚索插入土体内。
2.2.3锚索安装
1、清孔:用空压机将孔内松散土粒、积灰吹出,直到孔口没有明显的灰为止;或用高压水泵将清水注入孔底,进行清孔,直到没有泥浆流出为止。?
2、锚索体安装时,将一次注管的一端用扎丝捆扎在锚索的底端,捆扎时不可过紧,防止一次注浆拔出时被拔断,但不可过松,防止下锚过程中因钢绞线弯曲挤压而引起脱落。?
3、下锚时,先将锚索体的底端放入孔内,用人工依次向孔内缓慢均匀推进,不得用力过猛,防止钢绞线弯曲时将一次注浆挤掉。
4、下锚深度控制标准:要求锚索体到达孔底后,外露部分宜留1~1.5m。
2.2.4锚索注浆
1、锚索采用底部压力注浆法,注浆管采用6分PE注浆管,注浆压力根据设计要求保持压力稳定,并考虑输浆过程中管路损失对注浆压力的影响,确保足够的注浆压力,并要保证注浆管端头始终在注浆液内。注浆应连续进行,并要饱满。注浆过程中,若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时,应将杆体及注浆管拔出,待更换注浆管后,再下放杆体;若中途耽搁时间超过浆液初凝时间,应重新清孔后再下放杆体,重新注浆。
2、搅制水泥浆所用的水不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质,不应使用污水。浆液应搅拌均匀,随搅随用,并应在初凝前用完。
3、注浆过程中,若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时,应将杆体及注浆管拔出,待更换注浆管后,再下放杆体;若中途耽搁时间超过浆液初凝时间,应重新清孔后再下放杆体,重新注浆。
4、注浆过程对每个孔水泥用量作详细、完整的施工记录,并做好试验块。
2.2.5锚索张拉
锚索施工完毕后,锚索及围檩达到80%强度进行张拉和锁定,锚索台座的承压面应完整,并与锚索轴线方向垂直,锚索张拉前应对张拉设备进行标定,张拉应有序进行,张拉顺序应考虑临近锚索的相互影响,采用间隔式张拉,锚索正式张拉前,应取抗拔力设计值的0.1~0.2倍对锚索预张拉1~2次,使杆索完全平直,各部位接触紧密。
张拉锚索前需对张拉设备进行标定。标定时,将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好,在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次,取平均值,绘出千斤顶出力(KN)和压力表指示的压强(MPa)曲线,作为锚索张拉时的依据。
对张拉设备进行校验和标定,换算各级拉力在液压表上的读数,安装夹片工作锚板和夹片,并使锚板与锚垫板尽可能同轴,按使用的钢绞线规格安装限位板。安装千斤顶,使前端止口对准限位板。安装工具锚,工具锚与张拉端锚具对正,不得使工具锚与张拉锚具之间的钢绞线扭绞。工具锚夹片表面和锥孔表面涂上退锚灵。
1、分别按25%,50%,75%,100%,110%设计轴向拉力值各拉伸一次,使束体平直以及各部位接触紧密;按25%设计轴向拉力值作为初张拉力进行张拉,并测量和记录拉伸值初读数。
2、先按钢绞线股数选择锚具及夹片,对准每条钢绞线的位置后,将锚具从钢绞线的端部穿入与钢板压平,将夹片压入锚具孔内,用Φ16的钢管将夹片与锚具压紧,重新装好千斤顶,启动油泵开始张拉,待千斤顶与锚具压紧后,张拉至锁定数值后(锁定值为设计值的70%),回油,拆下千斤顶。
3、结语
预应力锚索作为基坑支护的重要手段之一,质量控制尤为重要,而锚索在圆砾层的施工重难点主要在于:成孔、清孔、注浆、张拉及成品保护,上述工作如能做到科学计划、精心组织、严格实施必能有效的保证预应力锚索施工质量,且能有效保证施工进度,避免返工、窝工等不必要的工期浪费。
参考文献
[1]黄超群、黎丽,预应力锚索施工重难点分析,工程技术,2016-101-0098-02
[2]郭永晶、杨荣,地质灾害治理中预应力锚索施工的技术难点,江西建材,2015(24):252-252
论文作者:孙宽,邹志鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/28
标签:注浆论文; 预应力论文; 千斤顶论文; 钢绞线论文; 钻孔论文; 灰质论文; 砂砾论文; 《防护工程》2018年第29期论文;