基坑支護技術(錨桿施工)

二、錨桿施工

錨桿的主要施工過程:鉆機成孔、安放桿體、壓力註漿、張拉錨固

(一)施工準備工作

1、掌握土層的物理力學特性和分佈情況;(明確錨固區土層特性)

2、查明施工現場地下的管線、構築物的位置和使用狀況; (弄清障礙物)

3、研究錨桿施工對鄰近建築物的影響,同時研究附近施工(如打樁、基坑降水、巖石爆破)對錨桿施工帶來的影響;(相互影響)

4、編制《施工方案》。

(2)鉆孔

鉆孔工藝—— 影響錨桿的承載能力、施工效率和成本。(占總費用的30%,甚至50%)

鉆孔要求—— 不擾動土體。(減少原土應力場變化,盡量不使自重應力釋放)

錨桿的成孔應符合下列規定: 1)應根據土層性狀和地下水條件選擇幹成孔、套管護壁或泥漿護壁等成孔工藝,成孔工藝應滿足孔壁穩定性要求; 2)對松散和稍密的砂土、粉土,卵石,填土,有機質土,高液性指數的粘性土宜采用套管護壁成孔工藝; 3)在地下水位以下時,不宜采用幹成孔工藝; 4)在高塑性指數的飽和粘性土層成孔時,不宜采用泥漿護壁成孔工藝; 5)當成孔過程中遇不明障礙物時,在查明其性質前不得鉆進。

1、鉆機成孔

2、鉆孔方法 鉆孔方法的選擇取決於土質和鉆孔機械

(1)幹成孔

施工方法: ——鉆孔和安放拉桿分兩道工序進行;(設備簡單、簡便易行)

(2)套管護壁成孔

適合:松散和稍密的砂土、粉土,卵石,填土,有機質土,高液性指數的粘性土。

施工方法:—— 鉆孔和安放拉桿合為一道工序( 鋼拉桿套在空心鉆桿內一同鉆進,然後邊灌漿邊退出鉆桿)

(3)泥漿護壁成孔

—— 鉆孔和安放拉桿分兩道工序( 鉆桿鉆進的同時註入泥漿保護孔壁,清孔後放入拉桿)

施工註意事項:

①始終保持孔口水位;

②護壁套管的配合應用(軟弱土層中);

③控制鉆進速度和沖孔水壓(如流砂層應加快鉆進速度,降低沖孔水壓)。

3、錨桿鉆孔的特點和應達到的要求:

1)孔壁要求順直。(方便安放拉桿和註漿)

2)孔壁不得坍塌和松動。(以免影響拉桿安放和土錨承載力)

3)鉆孔時不得使用膨潤土配泥漿。(以免孔壁形成泥皮,降低錨固體與土壁間的摩阻力)

4)土錨長細比很大,孔洞細長。應控制鉆孔方向,避免偏斜和彎曲。

(三)桿體加工和安放

錨桿桿體的種類:鋼絞線錨桿、鋼筋錨桿

1、鋼筋錨桿

桿體加工:(構造:單根或多根鋼筋焊接組合而成,錨頭由錨座、螺母組成)

加工長度(設計長度+張拉長度); 設計長度=錨固段長度+自由段長度+錨頭長度

自由段的防腐(如除銹後,塗防腐底漆和環氧玻璃鋼固化防腐層)、隔離處理(如纏繞兩層聚乙烯塑料薄膜);設置拉桿定位器(如焊細鋼筋定位撐)。

當錨桿桿體采用HRB400、HRB500級鋼筋時,其連接宜采用機械連接、雙面搭接焊、雙面幫條焊;采用雙面焊時,焊縫長度不應小於桿體鋼筋直徑的5倍。

2、鋼絞線拉桿: 桿體加工:(構造:錨頭多用預應力夾片式錨具,鋼絞線束用鐵絲綁紮)

自由段的防腐隔離處理(用塑料防護套管);錨固段清除表面油脂;定位器(特制定位架)。

加工長度=錨固段長度+自由段長度+張拉錨頭長度

(四)壓力註漿

1、註漿的作用:

①形成錨固體;②防止拉桿腐蝕;③充填土層中的孔隙和裂縫。

2、註漿液:

水泥漿:水灰比宜取0.50~0.55;

水泥砂漿:水灰比宜取0.40~0.45,灰砂比宜取0.5~1.0,拌和用砂宜選用中粗砂;

水泥漿或水泥砂漿內可摻入能提高註漿固結體早期強度或微膨脹的外摻劑,其摻入量宜按室內試驗確定;

3、註漿方法:註漿管:隨錨桿安裝;註漿機械:註漿泵、攪拌設備;註漿管端部至孔底的距離不宜大於200mm;註漿及拔管過程中,註漿管口應始終埋入註漿液面內,應在水泥漿液從孔口溢出後停止註漿;註漿後,當漿液液面下降時,應進行孔口補漿。

(1)一次註漿: 用一根註漿管,下端距孔底宜為100~200mm;經註漿、封堵孔口完成。

(2)二次壓力註漿:

用兩根註漿管(如圖);二次註漿管在錨固段分佈出漿孔眼。

采用二次壓力註漿工藝時,註漿管應在錨桿末端la/4~la/3范圍內設置註漿孔(la為錨固段長度) ,孔間距宜取500~800mm,每個註漿截面的註漿孔宜取2個;

二次註漿管的出漿口應有逆止構造;二次壓力註漿的註漿液宜采用水灰比0.50~0.55的水泥漿;註漿應在一次水泥漿初凝後、終凝前進行,終止註漿的壓力不應小於1.5MPa;

采用二次壓力分段劈裂註漿工藝時,註漿宜在固結體強度達到5MPa後進行,註漿管的出漿孔宜沿錨固段全長設置,註漿應由內向外分段依次進行;

基坑采用截水帷幕時,地下水位以下的錨桿註漿應采取孔口封堵措施;

寒冷地區在冬期施工時,應對註漿液采取保溫措施,漿液溫度應保持在5°C以上。

二次壓力註漿使漿液劈裂沖破一次固結體,漿液向周圍擴散,孔徑擴大擠壓周圍土體,孔隙比減小,內摩擦角增大。(如圖)

二次灌漿法可顯著提高土錨的承載能力。

錨桿的施工偏差應符合下列要求: 1)鉆孔孔位的允許偏差應為50mm; 2)鉆孔傾角的允許偏差應為3°; 3)桿體長度不應小於設計長度; 4)自由段的套管長度允許偏差應為±50mm。

(五)張拉與錨固

錨桿張拉與錨固型式:取決於錨桿桿體的種類:如:鋼筋錨桿多用:螺絲端桿錨具;鋼絞線錨桿多用;夾片式錨具

預應力錨桿張拉鎖定時應符合下列要求:(1)當錨固體強度達到15 Mpa或達到設計強度的75%後,方可進行錨桿的張拉鎖定; (2)拉力型鋼絞線錨桿宜采用鋼絞線束整體張拉鎖定的方法;

(3)錨桿應按檢測值(上表)進行預張拉;張拉應平緩加載,加載速率不大於0.1Nk/min(Nk為錨桿軸向拉力標準值);在張拉值下的錨桿位移和壓力表壓力應保持穩定,當錨頭位移不穩定時,應判定此根錨桿不合格;(4)鎖定時的錨桿拉力應考慮鎖定過程的預應力損失;預應力損失量宜通過對鎖定前、後錨桿拉力的測試確定;缺少測試數據時,鎖定時的錨桿拉力可取鎖定值的1.1倍~1.15倍;

(5)錨桿鎖定應考慮相鄰錨桿張拉鎖定引起的預應力損失,當錨桿預應力損失嚴重時,應進行再次鎖定;錨桿出現錨頭松弛、脫落、錨具失效等情況時,應及時進行修復並對其進行再次鎖定;

(6)當錨桿需要再次張拉鎖定時,錨具外桿體的長度和完好程度應滿足張拉要求。

導致預應力損失的主要因素:

1)張拉時由於摩擦導致的預應力損失; 2)錨固時由於錨具滑移導致的預應力損失; 3)鋼材松弛導致的預應力損失; 4)相鄰錨桿施工導致的預應力損失; 5)支護結構變形導致的預應力損失; 6)土體蠕變導致的預應力損失; 7)溫度變化導致的預應力損失;

地下連續墻錨桿

混凝土排樁墻錨桿

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