深基坑可回收锚索施工技术论文_宋天玺1,吴晓霞1,潘伟峰2

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摘要:锚索作为一种固定技术,已被广泛运用在城市深基坑工程施工当中,但是传统普通的锚索存在无法回收的情况,会在深基坑的地下形成垃圾,对后续的工程造成隐患。本文对可回收锚索进行介绍,并结合实际案例,从施工技术的角度阐述其在深基坑工程中的运用。

关键词:深基坑,回收锚索,施工技术

引言:由地表面向地下开凿一个地下空间就叫做基坑工程,基坑工程开凿深度超过5米或者开凿的底面积在27㎡以内,且其底边长小于三倍短边的基坑,被称作深基坑。深基坑的地质条件、周围环境和地下管线十分的复杂,因此,在进行深基坑工程时,需要辅助的锚索加固技术。然而,在传统锚索的锚杆延伸程度大,不仅会严重影响建筑的地下空间结构,而且还会造成严重的地下环境污染。随着21世纪的人们对环境越来越重视,可回收锚索作为一种经济且环保的深基坑新加固施工技术,得到了许多国家和地区的重视,并且也得到了比较广泛的应用。

一、可回收锚索的介绍

在我国,锚索作为一种加固支护技术在建筑基坑的运用,最早开始于1964年的梅山水库右岸坝基加固工程当中,到了70年代,该项技术被运用在国防、水电、矿山等领域,到了80年代,锚索技术开始被广泛运用于各种工程项目当中。在锚索的发展过程当中,传统普通的锚索虽然是岩土工程上的一个里程碑,在经济、社会和安全上也带来一定的效益,但是,其本身却存在着缺陷,会对工程和城市地下环境造成一定影响。可回收锚索技术是对传统锚索的一大改进,在实际的基坑工程当中运用,其具有快速、安全、易回收等特点,对早期锚索的技术缺点进行了弥补。

1、可回收锚索的类型

相比其他的国家,我国对可回收锚索技术的研究起步比较晚,但经过多年的研究,我国国内许多的研究院和施工单位都取得了具有实用的可回收锚索研究成果。例如:广州泰基工程公司研制的LTRA可回收锚索、武汉武建机械施工公司研制的定阈式可回收锚索、北京力川地基工程公司研制的直列无级调压式可回收锚索、深圳钜联锚杆技术有限公司研制的JL可回收锚索及总参工程兵科研三所研制的压力分散型可回收预应力锚索等(如图1所示)。从施工的角度上划分,可回收锚索可以分为3种类别,分别是机械式回收锚索、力学式回收锚索和化学式回收锚索;根据锚索的工作性能划分,可以分为压力型和拉力型锚索,其中压力型锚索可以分为压力集中型锚索和压力分散型锚索,拉力型锚索可以分为拉力集中型锚索和拉力分散型锚索。

图1

2、可回收锚索的结构

可回收锚索的结构与传统的锚索结构基本相同,大致可以分为三个部分:锚固段、张拉段和锚头(如图2所示)。其与传统的锚索最大的区别在于:当锚索抽出后,在锚索固定座中心会留有空隙,其它钢绞线可通过该空隙拔出回收。如图2所示,锚索包括3~6束均匀分布的钢绞线,其固定段的长度约为2.5m,锚索在实际运用过程中,可以选择f 12.7×4~f 15.2×7的规格,一般可以承受的重量可以高达:357.6~1017.3kN。

3、施工方法

3.1 用锚索开挖土层至预先标定位置,清理周边场地及围护边的泥土,并标定所需孔位。

3.2 砖孔采用直径为150mm的潜孔钻机成孔,其误差在3mm内,锚索长度在预先设定孔深的±50cm范围,锚杆的孔距离误差应≤100mm。

3.3 预先加工好上述要求的锚索,装上注浆管,并采用塑料波纹管绑紧。需要注意的是:第一道注浆管管口应在锚头处,第二道浆管管口应在波纹管端头。然后用履带吊将整个锚索放入基坑的第三层施工位置,并用人力将锚索抬至孔位,沿钻孔滑入。

3.4 采用水:填充料 = 100:5制作填充剂,注入波纹管内,并用钢绞线包裹好,待其凝固后进行注浆程序。

3.5 注浆时,根据要求分两次进行,一次是普通注浆,一次高压注浆。

3.6 计算相应的张拉力、荷载分级和位移观测时间,见表2。

4、回收锚索

4.1安装好夹片、可回收锚具及相关支架,对油压千斤顶进行加载,当锚索的锚端头松动至3 ~5 mm 时,再进行卸载千斤顶工作。

4.2 缓缓地对油压千斤顶进行加载,卸下预先安装在锚端头位置安装的工作垫片,待的工作垫片脱落后,再取出施工时的锚具。

4.3 安装好油压千斤顶、回收锚具、夹片和相关支架,先加载油压千斤顶,拔出中心的2条钢绞线,再在油压千斤顶的两侧安装油压千斤顶、锚具、夹片和相关支架,回收两侧的两条钢绞线。

4.4 最后采用相同的方法,回收剩余的2 根钢绞线,当回收完之后,撤掉相应的油压千斤顶、夹片、回收锚具及作业支架即可。

5、可回收施工前后应注意的事项

为了锚索的回收工作能够顺利进行,在实际施工前后中,应该注意以下几点要求:

5.1 注意钻孔的孔洞清洗工作,保证施工前后孔内不能残留泥浆。

5.2 注浆施工时,应该按照流程施工,防止水泥浆漏入锚索保护套内而与锚索形成固结,造成锚索的回收不顺利。

5.3 施工前后应该做好锚索的保护措施,确保锚索能够进行回收及其重复利用的工作。

5.4 安装基坑工程得参数设定好相关锚索使用的束数,与其一起使用的工作垫片、锚头、锚具和油压千斤顶等工具,应该配套使用。

5.5 设计锚索夹片时,应该考虑工程的实际需要,锚索夹片应该在其端部应该留有相应的凹槽和锁件。

6、可回收锚索的施工控制

在实际施工时,为了防止塑料波纹管遭到破环,锚索的入孔深度应该达到标准的设计要求;在锚索进行下锚时,如果遇到阻滞,不应强行挤压;在进行注浆时,预先进行相关的验漏工作,检查相关管套和波纹管是否破裂,如有发现破裂的情况,应该采用环氧树脂材料进行相关的修补工作。

7、可回收锚索施工的质量标准

在实际施工过程中,所有设备及工程的参数,应该遵循严格的标准进行查验。此工程的质量标准如下表3所示。

8、施工监测

为了确保施工时的安全,在相应区应该设立监测点。比如在锚索的端部安装相应的锚索拉力计。

9、工程的试验验收标准

9.1 此项工程的验收试验数量占总数量的5%,试验中的荷重采用650N,为设计荷载的1.2倍。试验过程中采用逐级增加荷重的原则进行实验,初始荷重为锚杆轴向拉力理论值的0.1倍,一共采取5个荷重数据,每个荷重数据分别锚杆轴向拉力初始值的0.1、0.5、0.75、1.00、和1.20倍。

9.2在实验过程中,每级荷重的移动速度采用均匀的移动方式,时间稳定在5~10min,随着位移的增加记录好相关数据。第一级的试验荷载维持10min的时间,当锚头位移在此10min内移动超过1.0mm时,作为一个记录点。此后每隔5min记录一个点位,记录4个实验记录点,之后每隔15min记录一次,一共2个点,整个实验总时长为60min,即分别在15、20、25、30、45、60min是各记录一个点,随着位移稳定后,即可加载荷重。试验结束后,绘制出荷载—位移的P-S曲线图。

10、可回收锚索在该工程的效果

广深港客专福田站深基坑中运用可回收锚索施工技术,对该深基坑进行了针对性的开挖。开挖过程中严格监测各项指标,最大限度地降低对城市周边环境的影响,通过可回收锚索技术开挖基坑,确保了周边建筑的安全和避免了地下环境的污染。

结束语:

可回收锚索技术在深基坑的运用,不仅发挥了传统锚索技术的特长,而且避免了传统锚索不可回收的缺陷,其在施工时的结构可靠性和便捷性方面,比传统的更为优越。可回收锚索技术是一种比传统锚索技术更为经济和环保的基坑支护技术,既可以减少城市地下空间的侵占,有可以减少城市地下的垃圾残留。随着时代的进步,可回收锚索技术也将会面临新的问题,只有不断地对技术进行分析和总结,才能使得可回收锚索技术在今后会有更广的运用。

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论文作者:宋天玺1,吴晓霞1,潘伟峰2

论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期

论文发表时间:2017/7/13

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