摘要:抗浮锚杆是一项竖向锚固技术,可用于解决地下工程的抗浮问题,抗浮锚杆用于解决地下工程抗浮问题是比较经济、合理的方法。
一、工程概况
1.工程概述
商贸广场具有国际水准的现代化商业综合体,是集商业、酒店、商务、住宅、出行、文化、娱乐、休闲为一体的多功能复合型建筑群,本工程地下一层,土方开挖得采取降水措施及基坑支护,基础施工难度大重点防护。
为了保证建筑物的稳定和正常使用,本工程采用抗浮锚桩设计方案对建筑物整体抗浮。大商业区抗浮锚杆抗浮地锚设计为孔径130mm,锚杆长≥9m,锚入强风化粉砂质泥内。采用M30水泥砂浆,单根锚杆抗拔承载力特征值Ra=200kN,2.工程地质分布
根据勘察单位提供资料,在勘探深度范围内,场地地层主要由第四系全新统素填土、砂土及碎石土,以及中生界白垩系泥岩地层组成。自上而下依次描述如下:
①素填土:灰褐色,稍湿~湿,松散。主要由砂土、粘性土、卵石、组成,为近期回填土。
②粗砂:黄褐色,湿~饱和,松散,由长石、石英矿物颗粒组成,粒径大于0.5mm颗粒含量占全质的50%以上,颗粒形状以亚圆形为主,均粒,局部含少量卵、砾石颗粒,表层为薄层耕土。
③圆砾:黄褐色,一般粒径2~20mm,最大粒径100mm,粒径大于20mm的颗粒质量占全质15~30%,颗粒磨圆度较好,形状以亚圆形为主,骨架颗粒由结晶岩石组成,中等风化,孔隙由中、粗砂充填,稍密状态为主,局部有砂土夹层。
④泥岩:灰褐色,主要由粘土矿物组成,泥质结构,层状构造,风化裂隙很发育,岩芯呈硬土块状、块状,暴露风化较快,具有遇水软化,强度明显降低特性。为极软岩,破碎。岩体基本质量等级为Ⅴ级。
3.水文地质条件
天然条件下地下水的补给来源主要为侧向径流及大气降水。主要排泄方式为人工开采及侧向迳流排泄。由于勘察场地邻近浑河,地下水与浑河河水联系较密切,枯水期地下水补给河水,而洪水期河水补给地下水,两者呈互补关系。
4.设计概况
1.)本工程单根锚杆抗拔承载力特征值Rt=200KN,范围为大商业区地下室部分。
2.)本工程锚杆设计布置约1845根,锚孔直径为130㎜,锚杆平均每4200mm×4200mm,2800mm×2800mm、3600mm×4200mm布置一根,锚杆入岩锚固长度为≥4500㎜,锚杆每根配锚筋228,锚杆单根抗拔力特征值Rt≥200KN。
3.)锚固充填材料为水泥砂浆M30。
4.)锚杆施工一周后应进行抗拔实验检测。
二、施工工艺和施工方法
2.1施工工艺
工艺流程:
基坑开挖至基底标高→浇筑混凝土垫层(也可放到抗浮锚杆施工后进行)→锚杆孔位测放→钻管钻进成孔至设计深度→清孔→置入锚杆抗拉杆件→灌浆→抗拔实验检测→验收→基础底板防水、钢筋制安、混凝土施工(下道工序)。
2.2施工方法
设计岩石锚杆平均间距约为4200mm×4200mm,2800mm×2800mm、3600mm×4200mm布置一根(具体详见抗浮锚杆平面布置图),成孔直径130mm,入岩锚固长度大于4.5m;
2.2.1测量放孔:总承包单位负责对施工队的工作面的清理(基底标高处且平整)和控制点(轴线、标高等)的交接,操作人员根据控制点及抗浮锚杆设计图进行测放。测放务必准确,要求测放过程中作好记录,检查无误,再由本项目人员复查定位准确性后报监理审核。
2.2.2钻机位置确定以后进行钻孔,为了提高成孔效率,保证工程顺利进行,根据地层具体情况,采用HM-90专业履带式全液压锚杆钻机,钻进工艺如下:
⑴钻具组合:钻头→潜孔冲击器→扶正器→满眼钻杆→扶正器→镶有合金的取粉管→普通钻杆→主动钻杆
⑵钻进参数:转速20~40rpm;钻压20KN(钻压要考虑斜孔时与孔壁摩擦的压力损失)成孔时孔位准确,钻孔垂直,孔深符合设计要求并及时做好成孔深度记录。
⑶钻孔深度:根据设计要求,自垫层底标高以下不小于8m,其中锚杆钢筋保护层厚度不少于40mm。
⑷钻孔直径:根据设计要求,不小于130mm;施工采用钻孔直径126mm偏心锤钻头,确保成孔直径不少于130mm。
锚杆钻孔的要求:
1)钻孔前,按设计要求定出孔位,作出标记,锚孔定位偏差不宜大于20mm,钻孔垂直度误差≤1%;
2)锚孔偏斜度不应大于5%;
3)钻孔深度超过锚杆设计长度应不小于0.05m;
4.2.4锚杆的制作
⑴材料:采用2根Ф28HRB400级热轧钢筋;
⑵钢筋下料长度:等于锚杆成孔深度+1150mm;成孔深度自垫层底面以下9m计算,故钢筋下料长度为9.65m。
(3)钢筋的链接方式:钢筋采用直螺纹套筒链接。
(4)在锚杆钢筋中间绑扎一根PVC材质的Ф20压浆管,为了保证压浆质量,每根压浆管下部采用钻头或刀片开压浆孔,孔径约2mm,从压浆管下部开始2.0m范围内每隔50cm双向开孔,共计8个压浆孔,压浆管总长度不小于6.3m,露出地面长度不小于30cm,如下图(单位:mm):
4.2.5下锚杆钢筋
在钻孔完成且清孔后,将制作好的锚杆和注浆管下入孔中,要求下至设计深度,误差不超过10cm。
4.2.6拔管
在下锚杆钢筋完成后,采用机械拔管,拔管过程尽量不碰撞锚杆钢筋。
4.2.7填砾石
拔管完成后,用斗车将砾石填入孔内,为了增加混凝土质量砾石中加入部分中砂,其细度模数为3.0-2.3,含泥量≤5%,配合比为4:1(体积比),人工搅拌均匀,填至孔口高度。
4.2.8灌浆
填砾石完成后,原则上当天完成,若不发生特殊情况不超过2天以内灌浆。每天完成灌浆至少60根锚杆。
⑴浆体配合比:采用M30水泥浆,水泥标号PC425R,水灰比0.45~0.50水泥浆。现场施工时按具体搅拌机容量严格按照水灰比进行配制。
⑵注浆:锚杆孔成孔后,应用高压水将锚杆孔清洗干净,放入锚筋,锚杆孔采用水泥砂浆(灰砂比1:1<重量比>,水灰比0.45)进行一次常压灌浆压力为1.5-2.5MPa,24小时后进行二次高压灌浆,浆液为水泥净浆,压力不应小于2.5MPa。水灰比为0.55,注浆体设计强度30MPa,并结合有关情况分析注浆施工质量。在浆体未完全固化前,不得拉拔和移动锚杆。
三、注浆施工流程图
搅拌机拌和搅拌贮浆注浆机注浆
注浆技术要求:浆液应搅拌均匀,并过筛,随拌随用,浆液应在初凝前用完;灌浆待孔口溢浆,即可停止灌浆;浆体硬化后不能充满锚固体时,应进行补浆;应根据工程条件和设计要求确定灌浆压力,应确保浆体灌注密实;浆体强度检验用试块的数量每30根锚杆不应少于一组,每组试块应不少于6个。
抗拔试验:抗浮锚杆施工完成15天后,应进行抗拔试验,验收试验锚杆数量应取锚杆总数的5%,且不应少于6根。
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