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某深基坑土方開(kāi)挖支護(hù)方案設(shè)計(jì)中預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)的研究分析

2015-09-18 591 0

   摘要:本文以寧波市鄞州區(qū)長(zhǎng)豐1#地塊深基坑工程為例,介紹了預(yù)應(yīng)力錨桿的施工工藝及技術(shù)要點(diǎn),希望能夠給類(lèi)似工程項(xiàng)目提供一些參考。
 
  基坑支護(hù)技術(shù)是一項(xiàng)古老而具有時(shí)代特點(diǎn)的技術(shù)課題,隨著人類(lèi)文明的進(jìn)步,城市建筑開(kāi)始向高層、超高層和深層的地下空間發(fā)展,基坑支護(hù)技術(shù)因其技術(shù)的綜合性和復(fù)雜性而成為地基基礎(chǔ)領(lǐng)域一個(gè)突出的技術(shù)問(wèn)題,受到相關(guān)領(lǐng)域眾多專(zhuān)家和工程技術(shù)人員的普遍重視,而預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,成為我們施工管理人員研究的重點(diǎn)方向之一。

  1工程概況
 
  寧波市鄞州區(qū)長(zhǎng)豐1#地塊工程位于鄞州區(qū)鐘公廟鎮(zhèn)金家漕村(屬拆遷安置),東鄰如意金水灣小區(qū),西臨寧橫北路,南靠環(huán)城南路,施工交通便利。本工程整個(gè)場(chǎng)地設(shè)有整體式一層地下室,采用樁基、承臺(tái)、筏板基礎(chǔ),承臺(tái)、地梁下翻,工程樁采用鉆孔灌注樁(樁徑為600mm,800mm;設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為44M)。
 
  基坑開(kāi)挖最深處9.02米,本工程地下室基坑圍護(hù)主要采用支撐樁+支撐圍護(hù)體系,支撐樁采用鉆孔灌注樁,外側(cè)設(shè)置一排二軸水泥攪拌樁止水帷幕,預(yù)應(yīng)力錨桿等加固處理。
 
  2工程地質(zhì)情況概況與施工條件
 
  2.1工程地質(zhì)情況:
 
  根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,本項(xiàng)目地貌近海屬海積平原,地形平坦。參照地勘報(bào)告,基坑土方開(kāi)挖底板、承臺(tái)、地梁、電梯井都位于③層淤泥質(zhì)粘土層,其土層深厚,含水量高,呈流塑狀,蠕變性極強(qiáng)、土體抗剪強(qiáng)度極差、承載力極低。
 
  2.2水文情況
 
  據(jù)地質(zhì)報(bào)告反映,本場(chǎng)地淺部分布有地下水,主要賦存在上部粘土中,潛水埋藏較淺,勘察期間測(cè)得穩(wěn)定水位埋深約0.4~1.8m,該層潛水主要受大氣降水及地表水補(bǔ)給。場(chǎng)地地下水在Ⅱ類(lèi)環(huán)境下對(duì)砼結(jié)構(gòu)微腐蝕性;在長(zhǎng)期侵水條件下,對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)中鋼筋微腐蝕性,在干濕交替條件下,對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕性。
 
  2.3周?chē)h(huán)境
 
  基坑?xùn)|側(cè)為住宅小區(qū),基坑(從圍護(hù)樁中心線(xiàn)計(jì)算,以下同上)距離該側(cè)圍墻最近處20.5m。該側(cè)臨河道(二期工程進(jìn)行填埋)。
 
  基坑西側(cè)為寧南路,基坑距離該側(cè)圍墻最近處15m。該側(cè)馬路下埋設(shè)有通訊、雨污管、自來(lái)水及電力等管線(xiàn)。緊臨臨街建筑。
 
  3本工程施工難點(diǎn)分析
 
  1)本工程土方開(kāi)挖較深:地下室開(kāi)挖深度從場(chǎng)地自然標(biāo)高到底板底標(biāo)高達(dá)到6.9m,最大開(kāi)挖深度電梯井處已達(dá)到10m,根據(jù)本工程地質(zhì)報(bào)告顯示,底板主要位于③層土上,故進(jìn)行基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)做好防止對(duì)軟土的擾動(dòng),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鋪設(shè)墊層。
 
  2)土方開(kāi)挖周期較長(zhǎng):土方開(kāi)挖量約在186000m3,而且有承臺(tái)、地梁及清土需人工進(jìn)行開(kāi)挖。受周邊環(huán)境影響較大:本工程的南面為環(huán)城南路和杭甬高速,西面為寧南北路,各大干道車(chē)流量相當(dāng)大,車(chē)輛引起的振動(dòng)對(duì)土方的開(kāi)挖造成影響。
 
  3)土質(zhì)較差:根據(jù)地質(zhì)報(bào)告指出,③淤泥質(zhì)粘土:灰色,流塑,切面光滑的土體,該層土含水量高,呈流塑狀,蠕變性極強(qiáng)、土體抗剪強(qiáng)度極差、承載力極低,基坑內(nèi)開(kāi)挖時(shí)必須做好各項(xiàng)鋪墊設(shè)施。
 
  4預(yù)應(yīng)力錨桿方案設(shè)計(jì)
 
  4.1預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝
 
  預(yù)應(yīng)力錨桿的施工程序?yàn)椋憾ㄎ?rarr;鉆孔→桿體制作與安裝→注漿→外錨頭制作→張拉與鎖定→外錨頭防腐
 
  4.1.1鉆孔:鉆孔是錨桿施工的關(guān)健工序,其施工主要包括鉆機(jī)就位、鉆孔和清孔三個(gè)工序,錨桿鉆孔直徑一般為110-180mm。普通錨桿回轉(zhuǎn)螺旋鉆機(jī)在黏土中鉆進(jìn)時(shí)極易產(chǎn)生“別”、“抱”鉆桿的現(xiàn)象,鉆進(jìn)中要隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)速度及反復(fù)前進(jìn)、后退及原地旋轉(zhuǎn),在充分倒出孔內(nèi)虛土后再緩慢拔出鉆。
 
  錨桿鉆孔技術(shù)中要注意的幾點(diǎn)要求:錨桿鉆孔中不得隨意擾動(dòng)周?chē)貙?;鉆孔前,根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地層條件,定出孔位,做出標(biāo)記;鉆頭直徑不應(yīng)小于設(shè)計(jì)鉆孔直徑3mm;錨桿水平、垂直方向孔距誤差不應(yīng)大于100mm,鉆孔軸線(xiàn)的偏差率不應(yīng)大于錨桿長(zhǎng)度的2%;錨桿鉆孔深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,也不宜大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度500mm;向鉆孔安放錨桿前,應(yīng)將孔內(nèi)巖粉和土屑清洗干凈,鉆孔結(jié)束時(shí),還要從底部繼續(xù)沖洗至少10min,以盡量減少殘留物的數(shù)量;鉆孔時(shí)還應(yīng)做好記錄,以便詳細(xì)地揭示地層內(nèi)部情況,掌握每根錨桿的具體成孔狀況從而控制錨桿質(zhì)量。
 
  清孔:本工程中因處在城市密集區(qū)選用了水洗方法。在采用水洗法時(shí),錨桿鉆孔長(zhǎng)度應(yīng)增加500~700mm,以彌補(bǔ)重新殘留的巖土塊,確保錨桿錨固段有效長(zhǎng)度。
 
  4.1.2桿體制作及安裝
 
  本工程中桿體選用鋼筋桿體。首先按照設(shè)計(jì)要求長(zhǎng)度取較為平直的鋼筋并除油除銹,桿體自由段一般采用隔離涂層、加套管等方法進(jìn)行隔離,為確保桿體保護(hù)層厚度,沿桿體軸線(xiàn)向每隔1.5~2.0m還要設(shè)置一個(gè)對(duì)中支架,支架高度不小于25mm,最后將注漿管、排氣管等與錨桿桿體綁扎牢固。
 
  桿體的存儲(chǔ):桿體加工制作完成后存放要保持平順、清潔、干燥,存放時(shí)間較長(zhǎng)的桿體在使用前應(yīng)進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,處理后方可使用。
 
  桿體的安放:桿體放入前要對(duì)鉆孔及桿體進(jìn)行重新檢查。桿體安放前,要與鉆孔角度保持一致并保持平直,防止桿體扭壓、彎曲。桿體插入孔內(nèi)深度不應(yīng)小于錨桿長(zhǎng)度的98%,桿體安放后不宜隨意擾動(dòng)。
 
  4.1.3注漿
 
  注漿通常選用灰砂比1:0.5~1:1的水泥砂漿或水灰比為0.45~0.50的純水泥漿。本工程中采用水泥砂漿注漿,水泥砂漿漿液的配置一般采用強(qiáng)度不小于32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥的干凈的細(xì)砂與水,砂與水的重量比通常為1:1~1:3,注漿漿液強(qiáng)度控制一般為7天不低于20MPa,28天不低于30MPa。
 
  注漿的作業(yè)要點(diǎn):漿液要攪拌均勻、隨攪隨用,儲(chǔ)漿池要有適當(dāng)遮蓋以防止雜物混入;下傾孔內(nèi)注漿時(shí),注漿管出漿口應(yīng)插入距孔底300~500mm處,漿液自下而上連續(xù)灌注,并應(yīng)確保從孔內(nèi)順利排水與排氣;上傾孔內(nèi)注漿時(shí),要在孔口設(shè)置密封裝置,將排氣管端口設(shè)于孔底,注漿管放置在離密封裝置不遠(yuǎn)處;注漿設(shè)備要有足夠的額定壓力,注漿管要保證通暢順滑,一般在1h內(nèi)要完成單根錨桿的連續(xù)注漿;注漿時(shí)發(fā)現(xiàn)孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時(shí),可停止注漿;錨桿張拉后,應(yīng)對(duì)錨頭與錨桿自由段間的空隙進(jìn)行補(bǔ)漿;注漿后,不要隨意擾動(dòng)桿體,也不能在桿體上懸掛重物。
 
  4.1.4張拉與鎖定
 
  不同的桿體可采有不同的錨具,張拉前,可采取在被錨固結(jié)構(gòu)表面設(shè)置承壓板等措施,以確保施加的預(yù)應(yīng)力始終作用于錨桿軸線(xiàn)方向,使預(yù)應(yīng)力桿體不產(chǎn)生任何彎曲。
 
  錨桿張拉的幾個(gè)操作要點(diǎn):錨桿張拉前,應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行檢查和標(biāo)定;錨頭臺(tái)座的承壓面應(yīng)平整,并與錨桿軸線(xiàn)方向垂直;錨桿張拉應(yīng)有序進(jìn)行,張拉順序應(yīng)考慮鄰近錨桿的相互影響;錨桿進(jìn)行正式張拉之前,應(yīng)取0.1~0.2倍的設(shè)計(jì)軸向拉力值Nt,對(duì)錨桿預(yù)張拉1~2次,使其各部位接觸緊密、桿體完全平直;錨桿應(yīng)采用符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的錨具。錨桿張拉鎖定過(guò)程的張拉荷載分級(jí)及位移觀測(cè)時(shí)間可參照下表規(guī)定進(jìn)行:
 
  5結(jié)束語(yǔ)
 
  預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)能在地層開(kāi)挖后,立即提供支護(hù)能力,阻止地層的進(jìn)一步擾動(dòng),控制地層變形的發(fā)展,提高施工過(guò)程的安全性,對(duì)預(yù)防、整治滑坡、加固、搶修出現(xiàn)病害的巖土體結(jié)構(gòu)物具有獨(dú)特的功效。
 
  1)節(jié)約成本,錨桿的作用部位、方向、結(jié)構(gòu)參數(shù)、密度和施作時(shí)機(jī)可以根據(jù)需要方便地設(shè)定的調(diào)整,以最小的支護(hù)抗力,獲得最佳的穩(wěn)定效果,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
 
  2)施工場(chǎng)地局限性小,在空間狹小或地理環(huán)境復(fù)雜的情況下可照常施工,無(wú)須使用大型機(jī)械。

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