护坡桩锚杆在基坑支护中的应用

2015-09-24 283 0

   摘由:随着基坑开挖深度的增加,深基坑工程对支护技术的要求也提高了。锚杆护坡桩是深基坑工程中常用的一种支护结构。本文就护坡桩锚杆设计与桩锚支护技术的施工进行了探讨。
 
  引言
 
  随着深基坑工程的增加,基坑施工中面临的工程土体性质、荷载条件、施工环境也日益复杂,因此,对深基坑支护技术的要求越来越严格。因此,为了确保深基坑工程的进行,合理地选择的支护技术和科学的支护施工是前提。

  一、护坡桩锚杆设计
 
  在设计中,对于最大弯矩和最大剪力的选取是采用等值梁法进行计算。这种方法适用于带有支锚的桩墙支护结构的嵌固深度的计算,与实际工程更符合,一般可分为单支点结构的等值梁法和多支点结构的等值梁法。对于锚杆处支点反力的求取,采用分段等值梁法进行计算,其计算方法是根据实际施工,按每层支撑受力后不因下阶段支撑及开挖而改变数值原理进行的。等值梁法是一种极限平衡法,它是假定支护结构上的土压力和结构横向支撑力的作用达到平衡,利用力和力矩的平衡条件求出护坡桩的嵌固深度和锚杆的锚固力。用这种方法计算护坡桩受力时,首先应确定正负弯矩转折点的位置,即弯矩为零的点。由于护坡桩地面下土压力等于零的位置很接近于正负弯矩的转折点,为了简化计算,就用土压力等于零的点的位置来代替它。根据护坡桩前的被动土压力强度等于护坡桩后的主动土压力强度,就可以算出这个点的位置。
 
  二、桩锚支护技术的施工
 
  1、土钉墙支护施工
 
  1)施工工艺流程为:挖土→成孔→土钉制作→土钉置入→注浆→铺设钢筋网→喷射混凝土→养护。
 
  2)土钉成孔采用人工洛阳铲成孔,成孔后要进行清孔检查,孔位偏差、倾斜度、孔径均符合设计要求后立即插入土钉钢筋,底部注浆管应随土钉一同放入孔内,注浆管端部距孔底为250mm-500mm。注浆管应放在土钉正上方,用扎丝与土钉绑在一起,土钉应安放到位。
 
  3)土钉钢筋注浆用砂浆,向下倾斜的锚孔采用底部注浆方式,注浆压力为0.4MPa-0.6MPa。在注浆同时将注浆导管从孔底以匀速缓慢撤出,且在注浆过程中注浆管口应始终埋在浆体中,以保证孔中气体能全部逸出,浆液以满孔为准。
 
  4)根据施工作业面分层分段铺设钢筋网,钢筋保护层厚度不宜小于25mm,网片与坡面间距过小的部位可加设垫块。钢筋网搭接采用搭接绑扎而成,搭接长度不小于一个网格边长40倍钢筋直径。喷射混凝土时,喷射应分段从下向上进行,喷头应均匀缓慢移动。喷射厚度可在坑壁打入垂直短钢筋作为厚度标志,一次喷射厚度为30mm-40mm。喷射混凝土终凝2h后,覆盖塑料薄膜养护。
 
  2、护坡桩施工
 
  1)施工工艺流程如下:钻孔灌注桩桩机就位→成孔→第一次清孔→钢筋笼吊装→安装混凝土导管→第二次清孔→安装漏斗、隔水栓→灌注水下混凝土→拆除导管、漏斗。
 
  2)导管埋入混凝土面的深度为2m~4m,在灌注过程中,导管应勤提勤拆,每隔15min将导管上下活动几次。在混凝土灌注过程中,要始终控制好导管内混凝土表面至泥浆面的高度,以灌注时孔内混凝土均匀缓慢上升、泥浆无剧烈翻滚为佳。
 
  3)在灌注混凝土的施工中,确保混凝土浇筑的连续性。每盘混凝土时间间隔应不大于0.5h,若有一定的时间间隔,每隔10min在小范围内上下活动导管2次-3次,延长混凝土的初凝时间。
 
  3、预应力锚杆施工
 
  1)该工程锚杆位于粉质粘土层及中砂、粗砂层中,采用普通锚杆机配备螺旋钻杆进行钻进成孔,锚杆钻进深度,应超过锚杆设计长度30cm-50cm。
 
  2)本次锚杆杆件用抗拉强度为1860N/mm2的7Φ5预应力钢绞线加工而成,根据锚杆设计杆体长度用砂轮锯切断(设计杆体长度为锚杆长度+1.00m),根据锚杆所用根数每隔2.0m用火烧丝跟隔离架绑扎在一起,隔离架用1.5寸的硬塑料管加工而成,钢铰线夹在缝隙里,非锚固段涂上黄油,套上φ20软塑料管,两端用胶带密封,杆体下端用胶带缠紧,以便入孔底。
 
  3)杆体下放时,把注浆管(6″塑料管)插入隔离架中心孔,距孔底50cm-100cm,跟钢绞线一同沿钻孔中心线徐徐送入孔内。
 
  4)灌浆是锚杆施工的一道关键工序,灌浆用纯水泥浆,本工程锚杆灌浆分两次进行,第一次先灌注锚固段,在灌注的水泥浆具备一定强度后,对锚固段进行张拉,然后再灌注非锚固段。
 
  5)锚杆张拉应待锚杆浆体强度达到设计强度的75%后进行;锚杆张拉前,首先检查试块(增加早强剂)3d抗压强度,达到15MPa时,方可张拉。预应力筋在正式张拉前,应以20%的设计张拉荷载对其预张拉1次-2次,使得各部位紧密接触,杆体完全平直。
 
  4、安全质量注意事项
 
  1)土方必须按设计方案规定分层开挖,既不得欠挖,也不得超挖。上一层未支护完,不得进行下一层土方的开挖。
 
  2)基坑四周地表应修整并设置明沟排水,严防地表水向下渗流。应检查基坑周边的给水、排水管线,漏水处要修理好。
 
  3)喷射混凝土作业人员应配备相应的防护用品。当在高处施工时,应搭设稳固的脚手架,配设防护设施。施工作业前,应对机械设备、管路、电器具等进行全面检查和试运转,符合要求后再正式运行。
 
  4)钻机安装就位之后,应精心调平,确保施工中不发生倾斜、移位。施工之前,钻机应先试运转检查,以防止成孔或灌注中途发生故障。
 
  5)在钻进过程中,要经常检查钻斗尺寸;施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符,应立即通知相关部门及时处理。
 
  6)锚杆杆体下放时,把注浆管(6″塑料管)插入隔离架中心孔,距孔底50cm-100cm,跟钢绞线一同沿钻孔中心线徐徐送入孔内,中途遇阻时,可适当提动杆体,调整方向再下放。
 
  7)注浆材料采用水灰比为0.5左右的纯水泥浆,并在水泥浆中可根据情况加入3%左右的三乙醇胺,以提高早期强度。试拉合格后,立即进行全面张拉锁定,以确保下一步施工顺利进行。
 
  8)浆体强度达到设计强度后方可切除外露的预应力筋,留置长度应超过外锚头100mm以上。切割工作应使用砂轮锯或氧炔焰(火焰不得接触锚具),严禁使用电弧切割。
 
  9)根据本工程基坑类别、周围环境条件,在基坑开挖和地下结构阶段需进行以下监测:支护结构水平位移监测、周围建(构)筑物沉降、管线和道路的水平及竖向位移等监测。当有超过预期变形趋势时,及时反馈,以便采取相应措施,确保施工安全及周边建(构)筑物和地下管线设施的安全。
 
  结束语
 
  综上所述,护坡桩锚杆很好地降低了造价,缩短了施工周期,确保了工程质量。同时,整个施工过程中未对周边环境造成明显影响,取得了良好的经济效益和社会效益,值得在今后深基坑工程施工中推广应用。

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